新生兒窒息腦損傷早期診斷中S100B蛋白表達研究進展

李羚瑋 綜述 宋文秀 審校

新生兒窒息腦損傷主要為腦缺血缺氧而導致的腦部損傷，主要臨床表現為一系列中樞神經系統出現異常情況，同時也是導致兒童神經傷殘的重要原因。當前新生兒窒息腦損傷診斷由于對頭顱CT等影像學檢查過分依賴，使其在診斷中存在一定的誤區[1，2]。近年來，將S100B蛋白作為腦損傷標志物的判定受到國內外醫學工作者的青睞，逐漸成為對新生兒窒息腦損傷進行早期診斷及預后判定的可靠指標[3，4]。筆者針對S100B蛋白的生物學特征、主要檢測方法及對患兒病情診斷與預后等方面進行綜述。

1 S100B蛋白

S100B蛋白由于能夠在飽和的硫酸銨溶液內進行100%溶解而得名[5]。目前，已發現的該家族成員有20個，大部分以同源二聚體的形式存在。S100B蛋白主要是分子量相對較小的EF手形的一類鈣結合蛋白[6]，經與鈣離子進行有效結合促使其構象發生改變，進而使其生物學效應得到充分發揮[7，8]。其中心肌病、炎性反應、腫瘤及神經系統類疾病是與S100B蛋白表達水平相關的4種疾病類型[8]。S100B蛋白主要在中樞神經系統損傷相關疾病診斷的應用中較為廣泛，如中樞神經系統感染及出血性、缺血性腦血管疾病等[9]。

S100B蛋白最初主要從腦組織中進行提取，曾被認為是一種神經系統特異性蛋白，近年來的研究表明，該蛋白主要在非神經細胞中廣泛分布[10]，此外機體的脂肪組織中也含有一定量的S100B蛋白[11，12]。S100B蛋白在細胞分化的不同時期內表達水平也不相同，生理狀態下腦組織中的S100B蛋白在胚胎第14 d存在相對微弱的表達，之后與神經系統的生長發育情況呈平行關系，出生后1～2個月則較為顯著，成年后比較穩定[13]。在正常成年人的血漿中的含量相對較低，大多小于0.02 μg/L[14]。其生物學作用的主要表現為：(1)細胞之內的生物學作用，目前針對S100B蛋白在細胞內的生物學作用尚未清晰，主要存在的假說有刺激酶活性、細胞骨架構成的抑制功能及與轉化因素之間的相互作用等；(2)細胞之外的生物學作用，S100B蛋白細胞外的生物學作用是目前研究的重要內容，S100B蛋白在其生理濃度的范圍之內作為細胞因子對機體神經具有營養功能，能夠有效促進神經的發育及再生，但濃度較高的情況下具有神經毒性功能，在神經性疾病發生病變的過程中能夠進行有效參與，例如阿爾茲海默癥[15-17]。此外，由于S100B蛋白的基因主要位于機體內21號染色體的長臂之上，因此，若出現基因異位則會導致唐氏綜合癥等情況的出現[18]。

2 S100B蛋白的主要檢測方法

目前，主要從血清、羊水、腦脊液及尿液等體液中進行S100B蛋白的檢測，當機體出現腦損傷的情況后，雖然S100B蛋白含量在腦脊液中升高的情況較血清中更為明顯，但臨床診斷中仍以進行血清樣本的檢測為主，主要是由于其診斷的敏感性相對較高，且較為方便[19，20]。有學者研究發現，當局灶性腦缺血的小鼠模型出現腦損傷48 h后，其血清及腦脊液中的S100B蛋白水平呈現較為良好的相關性，因此可采用血清水平對由于中樞神經系統損傷而導致腦脊液出現變化的情況進行有效反應[21]。同時，在對新生兒進行診斷的過程中，尿液收集相對困難，早產兒經常出現無尿的情況，因此，當出現缺氧缺血性腦損傷情況需進行S100B蛋白檢測時，仍以血清檢測為主要方式。對S100B檢測實際是進行S100B亞單位的檢測，主要采用免疫法，分別為熒光免疫測定法、免疫放射測定法、酶聯免疫吸附試驗及放射免疫分析法4種[22，23]。以上檢測均是采用抗原抗體夾心法的原理，但由于熒光免疫測定法的價格相對較高，不易在基層醫院內進行普及，而免疫放射測定法及放射免疫分析法均具有一定的放射性，且試劑盒穩定期及核素半衰期相對較短，操作繁瑣，在臨床應用過程中具有一定的限制性[24]。因此，目前臨床主要采用酶聯免疫吸附法進行檢測，該檢測方式具有操作相對簡單、無污染且靈敏度相對較高等特點，應用相對廣泛。

3 S100B檢測在新生兒窒息腦損傷中的應用

3.1 新生兒窒息腦損傷情況的診斷 目前主要通過患兒的臨床表現、頭顱核磁共振成像、腦電圖及計算機頭顱斷層掃描等對新生兒腦病進行臨床確診。但由于新生兒的神經系統發育尚未成熟，缺少臨床特異性表現，核磁共振及腦電圖等雖然能夠對患兒病情的嚴重程度及預后進行有效判定，但仍存在輻射性、滯后性及患兒需要制動鎮靜等不足[25]。計算機頭顱斷層掃描會對患兒產生輻射性的損傷，相關研究表明，DNA對輻射損傷的敏感性與年齡緊密相聯，在兒童時期若進行計算機頭顱斷層掃描，患者腦部腫瘤及白血病的風險相對較高[26]。在臨床診斷中，核磁共振由于幾乎不存在電離輻射而得到廣泛應用，但部分腦損傷患兒的核磁共振顯示陰性。在當前對腦損傷血清標志物的研究中，主要包含對于神經元特異性烯醇化酶(neuron specific snolase，NSE)、膠質纖維酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein，GFAP)、泛素C端水解酶L1(ubiquitin C-terminal hydrolase L1，UCH-L1)及S100B等的檢測[27]。與S100B比較，NSE的生物半衰期及峰值時間均較長，不利于對后期有害事件的預測，同時較易受標本放置時間及溶血等情況的影響。UCH-L1在中樞神經系統及內分泌細胞中均有表達，并不特定于中樞神經系統中，使其在臨床應用上存在一定的限制性。而S100B具有相對較高的特異性及敏感性，生物半衰期及峰值時間相對較短，不易受標本溶血等情況的影響，因此在對患兒腦損傷情況的判定中是一種較為理想的血清標志物。

3.2 在新生兒窒息腦損傷患兒中的早期診斷價值 有研究表明，窒息新生兒的S100B蛋白水平在其腦損傷后會出現迅速升高的情況，大多采用神經電生理檢查及影像學檢查[28]。在新生兒出生后通過對其72 h內不同時間點唾液中的S100B蛋白含量檢測顯示，無腦損傷患兒的S100B與輕度窒息患兒比較，差異無統計學意義，但對預后較差及合并并發癥患兒72 h內不同時間點的唾液檢測中顯示，其S100B蛋白水平增高[29]。在部分學者的研究中顯示，與正常新生兒及感染性腦膜炎患兒比較，感染性腦炎組患兒腦脊液中的S100B蛋白水平較高，但由于中樞神經系統感染新生兒腦損傷的發生情況不會像腦出血那樣顯著，并且外周S100B蛋白在達到峰值后會出現較快降解的情況，因此，采樣時間的確定具有至關重要的作用[30]。此外，經過相關實驗顯示，腦周圍或者腦室出血和腦室周圍出現白質軟化的患兒在出生后24、72及120 h，尿S100B蛋白濃度均出現明顯增高的情況，同時腦周圍或者腦室出血患兒與腦室周圍軟化患兒比較，尿S100B蛋白水平明顯較高。腦室周圍白質軟化的情況大多在患兒發病后的較長時間內經影像學檢查才能夠顯示為陽性，并且在對無囊性、<5 mm的囊性病灶及擴散的軟化組織的識別能力存在一定的局限性[31]，因此，采用尿S100B蛋白檢查能夠有效彌補影像學檢查的不足，并可作為早期較為敏感的有效標志物。

3.3 在新生兒窒息腦損傷病情嚴重程度方面的判定 S100B蛋白是在S100蛋白家族中中樞神經系統表達的活性形式，并具有腦特異性，由此說明，S100B蛋白在新生兒窒息腦損傷早期存在不同程度的升高情況，且其升高水平與患兒病情的嚴重程度緊密相關[32]。經過對正常新生兒與患病新生兒出生后1 d、6 d血清中S100B蛋白水平的比較顯示，窒息腦損傷組新生兒與正常新生兒比較，出生后1 d血清中的S100B蛋白水平較高，差異有統計學意義。而其他患病組新生兒的S100B蛋白水平則與正常新生兒比較差異無統計學意義，同時表明，存在重度窒息患兒的S100B蛋白水平與輕、中度者比較明顯較高。由此說明，血清S100B蛋白水平是對圍產期急性腦損傷患兒進行評估的有效標志物，尤其是對于存在胎內窘迫史的患兒具有相對較高的診斷價值[33]。有關學者通過將正常新生兒臍動脈血中的S100B蛋白水平與窒息腦損傷新生兒比較，發現窒息腦損傷組新生兒的S100B蛋白水平較高，同時與窒息患兒病情的嚴重程度存在顯著相關性，隨著患兒病情嚴重情況的增加，其S100B蛋白水平也相應升高，因此，對患兒臍動脈血中的S100B蛋白水平進行檢測，對于腦損傷患病病情診斷及分度具有重要的臨床應用價值[34]。此外，經過對正常新生兒與窒息腦損傷新生兒尿液中的S100B蛋白水平與乳酸肌酐率比率比較顯示，出生后3 d窒息腦損傷組患兒尿液中的S100B蛋白水平較高，且S100B蛋白水平會隨著患兒病情嚴重情況而升高，差異存在統計學意義[35]。通過上述研究證實，S100B蛋白是對新生兒窒息腦損傷情況進行早期診斷的重要標志物，并且具有敏感、使用方便等特點，利于對患兒預后情況的判定。

3.4 在新生兒窒息腦損傷患兒預后判定中的應用價值 S100B對于窒息腦損傷新生兒尤其是中重度窒息患兒具有至關重要的預后判定價值，S100B蛋白水平在逐漸上升的同時，窒息腦損傷患兒遠期后遺癥及病死率與正常新生兒比較均相對較高[36]。經過將窒息腦損傷新生兒與正常新生兒在出生后第1次及出生后1 d、2 d、3 d尿液中的S100B蛋白水平檢測顯示，新生兒出生后1 d、3 d窒息腦損傷組的S100B蛋白水平與正常組比較較高，差異有統計學意義，且經過對窒息腦損傷患兒進行腦電圖與核磁共振檢查顯示，其腦損傷程度與患兒的S100B蛋白水平呈現正相關性，S100B蛋白水平越高，患兒腦損傷情況相對嚴重，預后情況較差[37，38]。因此，對窒息腦損傷的新生兒在進行S100B蛋白水平檢測的過程中，若其水平顯著增高，則表示患兒預后的情況相對較差，且存在較高的死亡風險。

此外，為了將S100B蛋白作為更加可靠的篩查標準，在對患兒進行檢測的過程中可采取與其他生物標志物聯合檢測的方式，增加預測結果的準確性[39，40]。相關研究顯示，將S100B蛋白與白細胞介素6(Interleukin-6，IL-6)或早期NSE進行聯合檢測，能夠提升患兒腦損傷檢出率，且能夠對腦損傷的不同類型進行準確判定，從而采取科學、合理的防治措施，利于患兒預后[41]。

綜上所述，新生兒窒息是在新生兒期較為常見且多發性疾病，其病情嚴重，病死率較高，是導致兒童出現腦性偏癱、癲癎及智力障礙等的重要原因。對新生兒窒息腦損傷情況進行治療的最佳時間窗為出生后6 h之內，因此對患者進行早期診斷具有至關重要的作用。S100B蛋白是一種腦損傷的特異性神經生化標志物，對新生兒窒息腦損傷病情診斷及預后判定均具有重要作用。但在目前的研究中，針對S100B蛋白在新生兒窒息腦損傷方面的研究仍缺少大樣本的基礎研究與臨床研究，因此，在后期的研究中可通過擴大樣本量對S100B蛋白在新生兒窒息腦損傷后出現時間及峰值出現時間進行進一步檢測，使診斷結果更加準確。