神經(jīng)元特異性烯醇化酶、S100B蛋白在腦缺血損傷中的研究進(jìn)展

袁曉帆，王建紅，王多姿，郭富強(qiáng)，△

(1.西南醫(yī)科大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，四川 瀘州 646000；2.四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，四川 成都 610072)

缺血性腦血管病是臨床工作中最為常見的腦血管疾病，由于其高致死率及致殘率而備受人們關(guān)注[1]。神經(jīng)元特異性烯醇化酶(NSE)、S100B蛋白(S100B)是存在于神經(jīng)元或神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)的蛋白酶[2]，當(dāng)腦血流灌注量下降、腦組織細(xì)胞發(fā)生缺血缺氧時(shí)，可出現(xiàn)包括能量代謝障礙、氧化應(yīng)激及炎癥反應(yīng)、神經(jīng)遞質(zhì)功能紊亂等一系列病理生理變化，從而引起神經(jīng)元細(xì)胞變性脫失，膠質(zhì)細(xì)胞增生，血腦屏障破壞等損傷[3]。NSE、S100B由損傷的神經(jīng)細(xì)胞漏出后再通過受損的血腦屏障進(jìn)入外周血液循環(huán)[4]，因此可在外周血液中檢測(cè)到其濃度的上升。除此之外，腦缺血缺氧亦可激活生理狀態(tài)下的NSE、S100B，進(jìn)一步加劇血腦屏障的破壞以及增加腦組織對(duì)缺血缺氧的易感性，從而引起腦缺血缺氧后的二次傷害[5]。現(xiàn)將近年來NSE及S100B在缺血性腦損傷中的相關(guān)研究做一綜述，并為臨床尋找腦缺血再灌注損傷的生化標(biāo)志物提供參考意義。

1 NSE、S100B的基本生物學(xué)特性

NSE是神經(jīng)元和神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞所分泌的一種酸性蛋白酶，其主要功能是參與神經(jīng)細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)糖酵解過程[6]，由于腦細(xì)胞需要大量的耗糖耗氧來保證正常運(yùn)行，故NSE對(duì)維持腦組織的生理功能必不可少。除此之外，它激活時(shí)可參與血腦屏障基膜的主要成分(如層粘連蛋白、纖粘蛋白等)的降解，破壞血腦屏障的連續(xù)性及完整性，從而引起血腦屏障的通透性升高[4，7]。神經(jīng)細(xì)胞損傷崩解以及血腦屏障通透性增加，是造成血清中NSE水平增高的主要原因。

S100B是一種酸性鈣結(jié)合蛋白，它主要存在于哺乳動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)的星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞中，是目前發(fā)現(xiàn)的S100家族中的主要成分[8]。在生理濃度時(shí)(納摩爾水平)具有營(yíng)養(yǎng)神經(jīng)的作用，如維護(hù)神經(jīng)元的穩(wěn)定性、刺激軸突的生長(zhǎng)、調(diào)節(jié)突觸的可塑性，以及促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞的再生等等。然而，高水平(微摩爾水平)的S100B蛋白則具有神經(jīng)毒性作用[9，10]，它可通過降解細(xì)胞外基質(zhì)破壞細(xì)胞完整性，從而促進(jìn)腦水腫的發(fā)生，以及產(chǎn)生炎癥反應(yīng)介質(zhì)誘導(dǎo)活性氧化應(yīng)激等方式促進(jìn)神經(jīng)元及神經(jīng)細(xì)胞死亡或凋亡。

2 NSE、S100B作為缺血性腦損傷的生化標(biāo)志物

腦缺血缺氧可直接或間接地引發(fā)一系列生化反應(yīng)，從而導(dǎo)致許多神經(jīng)組織內(nèi)細(xì)胞和亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的繼發(fā)性損傷，所以盡早定量評(píng)估腦缺血的程度以及提前采取干預(yù)措施對(duì)于改善預(yù)后顯得尤為重要。

2.1 NSE與缺血性腦損傷的研究進(jìn)展NSE作為缺血性腦損傷生化標(biāo)志物已得到大多數(shù)研究者的認(rèn)可，雖然不同研究中對(duì)于腦缺血梗死面積的測(cè)量、嚴(yán)重的程度的評(píng)估以及預(yù)后的衡量各異，但最終得出的結(jié)論大致相同。

Zaheer等[11]采用CT提示低密度區(qū)域進(jìn)行腦缺血梗死面積大小的測(cè)量，結(jié)果顯示入院第一天NSE濃度與腦梗死面積大小成正相關(guān)，即腦梗死面積越大，NSE濃度越高。這與多數(shù)研究結(jié)果一致[12～15]。而Wunderlich等[16]利用頭顱核磁共振進(jìn)行梗死面積測(cè)量后的結(jié)論也證實(shí)了腦梗死面積的大小與NSE的升降呈正相關(guān)，且卒中發(fā)生后24小時(shí)血清的NSE濃度與腦梗死面積大小關(guān)系最為密切。

Zaheer采用格拉斯哥昏迷量表(Glasgow Coma Scale，GCS)對(duì)腦梗死嚴(yán)重程度進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果提示患者血清NSE濃度與腦缺血嚴(yán)重程度呈負(fù)相關(guān)[11]。即低GCS分?jǐn)?shù)的患者卻具有較高的NSE水平。而Pandey,Singh等[12，13]使用美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院卒中量表(NIH Stroke Scale，NIHSS)作為衡量指標(biāo)，觀察到無(wú)論是入院時(shí)血清NSE的數(shù)值還是入院后NSE的高峰值都與卒中嚴(yán)重程度相關(guān)。Wunderlich等[16]對(duì)腦梗死后不同時(shí)間點(diǎn)的NSE進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，觀察到NSE在卒中后2～3小時(shí)達(dá)到高峰，12小時(shí)后逐漸下降，而后第5天為第二次高峰，同時(shí)相關(guān)性分析證實(shí)卒中后第4天NSE濃度與NHISS得分高低最為密切。除此之外，Kim等[14]認(rèn)為第二個(gè)高峰可能與腦梗死后出血轉(zhuǎn)化有關(guān)。而González-García等[15]并未發(fā)現(xiàn)腦梗死嚴(yán)重程度與NSE存在聯(lián)系，將此結(jié)果歸因于采血時(shí)間點(diǎn)的差異所造成。

對(duì)于卒中后神經(jīng)功能預(yù)后的評(píng)估Zaheer采用改良Rankin評(píng)分(modified Rankin Scale，mRS)進(jìn)行量化，結(jié)果提示入院第一天NSE濃度與卒中發(fā)生后30天神經(jīng)功能的預(yù)后顯著相關(guān)，且入院時(shí)NSE濃度越低，卒中預(yù)后越佳[11]。這與Brea等[17]對(duì)患者進(jìn)行3個(gè)月隨訪觀察的結(jié)果相一致。Bharosay等[18]也認(rèn)為在卒中后第7天的NSE 濃度與中風(fēng)預(yù)后結(jié)局相關(guān)。Wunderlich等[16]在mRS基礎(chǔ)上加用巴氏量表(Barthel Index，BI)后觀察到卒中后第120小時(shí)NSE濃度與離院時(shí)BI評(píng)分相關(guān)；且腦梗死后第96小時(shí)NSE數(shù)值與第3個(gè)月mRS最為密切。González-García等[15]使用NIHSS評(píng)分發(fā)現(xiàn)NSE水平與第60天的預(yù)后也存在關(guān)聯(lián)，同時(shí)進(jìn)行多變量回歸分析后得出NSE水平是影響神經(jīng)功能結(jié)局指標(biāo)的獨(dú)立因素。

除此之外，C反應(yīng)蛋白[12]、IL-10[13]等炎癥因子也影響了腦梗死的發(fā)生、嚴(yán)重程度以及結(jié)局指標(biāo)的變化，因此從側(cè)面進(jìn)一步證實(shí)腦梗死損傷后具有炎癥反應(yīng)參與的病理生理機(jī)制。而Selakovic等[19]為排除血腦屏障對(duì)結(jié)果的影響，對(duì)腦梗死患者血清以及腦脊液均進(jìn)行了NSE檢測(cè)分析，結(jié)果證實(shí)了無(wú)論是腦脊液中還是血清中NSE的濃度均與腦梗死體積、神經(jīng)功能缺損相關(guān)。

2.2 S100B與缺血性腦損傷的研究進(jìn)展Yardan等[20]研究結(jié)果顯示，各種神經(jīng)系統(tǒng)疾病(如腦梗死、多發(fā)性硬化、帕金森病、偏頭痛、蛛網(wǎng)膜下腔出血等)可通過不同的機(jī)制損傷腦組織，S100B作為回應(yīng)被釋放到血液中，故其成為診斷以上各種疾病和評(píng)價(jià)神經(jīng)障礙預(yù)后的有力候選。Ye等[21]就血清中S100B含量與腦梗死患者的診斷及預(yù)后的相關(guān)性進(jìn)行了薈萃分析，結(jié)果提示血清中S100B的水平與腦梗死患者的診斷、預(yù)后具有相關(guān)性，且梗死后S100B水平越高，預(yù)后越差。這與目前多數(shù)研究證實(shí)S100B可協(xié)助判斷腦梗死體積、神經(jīng)功能缺損、評(píng)估預(yù)后等方面的結(jié)果相一致[15，17，22]。Kaca-Oryńska等[22]認(rèn)為S100B在預(yù)測(cè)腦梗死的發(fā)生比NSE更具有特異性，并且卒中發(fā)病后24小時(shí)內(nèi)采集樣本血清中S100B水平與神經(jīng)功能缺損程度和最終梗死體積密切相關(guān)。但Sel?uk等[23]并未發(fā)現(xiàn)S100B與腦梗死嚴(yán)重程度具有相關(guān)性。除此之外，不管是在動(dòng)物模型還是臨床研究中，早期急劇升高的S100B可導(dǎo)致腦梗死后的出血轉(zhuǎn)化并發(fā)癥[24]，認(rèn)為此現(xiàn)象與高水平的S100B破壞基底膜及血腦屏障的毒性作用有關(guān)。

3 NSE、S100B與腦缺血再灌注損傷中的研究進(jìn)展

當(dāng)腦組織發(fā)生缺血缺氧后血流再灌注時(shí)，可通過興奮性氨基酸、鈣離子超載、一氧化碳增加、氧化應(yīng)激反應(yīng)、炎癥反應(yīng)等[25]機(jī)制介導(dǎo)細(xì)胞的損傷。

4 展望

就目前研究看來，NSE、S100B兩者作為神經(jīng)損傷標(biāo)記物對(duì)于腦梗死面積、神經(jīng)功能的缺損以及預(yù)測(cè)預(yù)后等方面均具有參考價(jià)值，因此可通過血清或者腦脊液中NSE、S100B濃度的高低來側(cè)面反映神經(jīng)細(xì)胞的損害程度，將影像學(xué)難以量化的損傷進(jìn)行定量分析；同時(shí)可通過其動(dòng)態(tài)變化的數(shù)值來評(píng)價(jià)腦梗死溶栓、機(jī)械取栓及頸動(dòng)脈支架置入后等治療方法的療效，監(jiān)測(cè)再灌注損傷的嚴(yán)重程度，并有可能用于篩選腦細(xì)胞保護(hù)藥物。但二者的檢測(cè)方法、臨床制定血清中的標(biāo)準(zhǔn)值以及手術(shù)后采血時(shí)間、濃度升高的頂峰時(shí)間和恢復(fù)正常標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間等尚需進(jìn)一步研究探討，還需要更大樣本的、更精確設(shè)計(jì)的研究來為臨床制定合理治療方案提供依據(jù)。