血清HMGB1、GFAP、UCH-L1對窒息早產兒腦損傷的診斷價值*

王 濤，李玉鳳，王昕升，劉芝靜

秦皇島市工人醫院:1.檢驗科；2.新生兒科，河北秦皇島 066200

窒息是新生兒常見的疾病，能引起機體生理、病理、生化、內分泌代謝等多方面發生改變[1]。早產兒免疫系統、神經系統等發育尚不成熟，窒息對早產兒機體功能的影響更不容忽視。隨著醫療技術的提高，胎齡和體質量較低的早產兒存活率逐年增高，其預后問題也逐漸得到人們的重視。膠質纖維酸性蛋白(GFAP)在神經再生和維持星形膠質細胞形態功能中具有重要作用[2]。泛素羧基末端水解酶L1(UCH-L1)是在神經元細胞高特異性表達的蛋白質，可能與腦神經元細胞損傷或血腦屏障破壞有關[3]。血清GFAP與UCH-L1可作為評估顱腦損傷的有效指標，但單獨診斷敏感度較低，無法滿足臨床需要。高遷移率族蛋白1(HMGB1)是一種重要的炎癥介質，參與諸多免疫反應，并與缺血再灌注腦損傷關系密切[4]，而關于其與窒息早產兒腦損傷關系的研究尚鮮見報道。本研究通過聯合檢測窒息早產兒血清HMGB1、GFAP和UCH-L1水平，以期為窒息早產兒腦損傷診斷提供依據，從而指導臨床干預治療，降低后遺癥的發生率。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2018年1月至2020年4月在本院住院的單純窒息早產兒96例，出生后3 d內進行常規頭顱B超檢查，以后每7 天復查一次，糾正胎齡40周后，進行頭顱磁共振成像(MRI)檢查，將符合早產兒腦損傷診斷標準的早產兒46例作為研究組，其中男24例，女22例，平均胎齡(31.36±1.87)周，平均體質量(1.67±0.26)kg。早產兒腦損傷診斷標準[5]：(1)患兒具有可能引起腦損傷的高危因素，如腦缺氧、缺血與血流動力學紊亂、感染與炎性反應、血液系統疾病，產科高危因素，如血栓或羊水栓塞、異常分娩史、妊娠期并發癥及不良嗜好；(2)具有中樞性呼吸暫停、低血壓、高血壓或血壓波動、驚厥等臨床表現，也可無臨床癥狀；(3)腦部影像學檢查發現腦水腫、腦室周圍白質損傷、腦梗死、室管膜下出血、腦實質出血。其余無腦損傷的窒息早產兒50例作為對照組，其中男27例，女23例，平均胎齡(31.64±1.49)周，平均體質量(1.58±0.23)kg。納入標準：(1)窒息早產兒，胎齡<34周；(2)出生6 h入院。排除標準：(1)先天性或遺傳代謝性疾病早產兒；(2)神經系統畸形早產兒；(3)神經系統感染性疾病等早產兒。本研究經本院倫理委員會批準。患兒家屬同意治療并簽署知情同意書。

1.2方法

1.2.1樣本采集 兩組早產兒均于出生后72 h采取頭部靜脈血3 mL，離心后收集上清，于-80 ℃保存待檢。

1.2.2血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平檢測 采用酶聯免疫吸附試驗(ELISA)檢測血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平，試劑盒均購自江蘇江萊生物科技有限公司，批號：JL60130、JL34117、JL35009。所有樣本均做3個復孔，取平均值，均由同一操作人員在同一臺儀器上完成。

1.2.3振幅整合腦電圖(aEEG)監測腦功能 所有早產兒均于出生后48 h進行aEEG描記，記錄時間為8 h，使用美國Nicolet-one腦功能監護儀，監測患兒腦功能，由2位具有腦電圖認證資質的醫生參照評分系統對aEEG圖形進行連續性、睡眠覺醒周期、下邊界振幅和波譜帶寬度分別評分，各參數原始分數之和為總分，相應孕周窒息早產兒總平均值減去原始分得到校正后總分，校正后總分越大，aEEG異常程度越明顯。

1.2.4其他指標檢測 采用20項行為神經測定方法(NBNA)[6]在糾正胎齡滿40 周后對神經行為進行評分，總分40分，35分以下為異常。參照貝利嬰兒發展量表(BSID)，兩組患兒在3個月齡使用0～3歲嬰幼兒智能發育量表(CDCC)[7]調查神經運動及智能發育測驗，本量表主要通過智力發育指數(MDI)和運動發育指數(PDI)評分進行評價。評定標準：≥80分為正常，70～<80分為邊緣狀態，<70分為異常。上述測試均由專人完成。

2 結 果

2.1兩組血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平比較 研究組患兒血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平明顯高于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 兩組血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平比較

2.2兩組aEEG、NBNA、MDI、PDI評分比較 研究組aEEG評分明顯高于對照組，NBNA、MDI、PDI評分均明顯低于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)。見表2。

表2 兩組aEEG、NBNA、MDI、PDI評分比較分)

2.3腦損傷窒息早產兒血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平與aEEG、NBNA、MDI、PDI評分的相關性分析 腦損傷窒息早產兒血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平均與aEEG評分呈正相關(P<0.05)，與NBNA、MDI、PDI評分呈負相關(P<0.05)。見表3。

表3 腦損傷窒息早產兒血清HMGB1、GFAP、UCH-L1與aEEG、NBNA、MDI、PDI評分的相關性分析

2.4血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平對窒息早產兒腦損傷的診斷價值 血清HMGB1預測窒息早產兒腦損傷的曲線下面積為0.860(95%CI：0.786～0.933，P<0.05)，cut-off值為53.91 ng/mL，對應敏感度為71.70%，特異度為92.00%；血清GFAP預測窒息早產兒腦損傷的曲線下面積為0.781(95%CI：0.692～0.870，P<0.05)，cut-off值為2.06 ng/mL，對應敏感度為69.30%，特異度為89.00%；血清UCH-L1預測窒息早產兒腦損傷的曲線下面積為0.773(95%CI：0.680～0.866，P<0.05)，cut-off值為2.19 ng/mL，對應敏感度為68.70%，特異度為91.30%；三者聯合預測窒息早產兒腦損傷的曲線下面積為0.981(95%CI：0.961～1.000，P<0.05)，敏感度為97.80%，特異度為96.00%。見圖1。

圖1 血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平對窒息早產兒腦損傷的診斷價值

3 討 論

盡管近年來早產兒的存活率不斷上升，但仍低于足月兒，且早產兒并發癥的發生率也明顯高于足月兒。早產兒窒息可增加并發癥的發生，給家庭及社會帶來很大壓力和負擔。早產兒各器官形態及生理功能不成熟，發生窒息后，引起多臟器、多系統損害及代謝紊亂。缺氧導致早產兒糖酵解過程為無糖酵解，導致早產兒血糖降低，出現低血糖，且缺氧時患兒處于應激狀態，胰腺反應差，胰島素敏感度降低，可出現血糖升高，而血糖的異常升高和降低均可導致不同程度的腦損傷[8]。由腦損傷導致的認知障礙、語言障礙、行為心理問題、腦癱等對患兒存活后的生活質量產生嚴重影響。因此，研究該疾病發生的生物標志物對于及早發現腦損傷早產兒、盡早介入干預具有重要意義，可有效減少神經系統后遺癥的發生。

UCH-L1是一種結構緊湊、近乎球形的小分子蛋白，具有E3連接酶和水解酶活性，在神經元核周體和樹突中分布較為集中，在腦組織中特異性表達，被視為腦損傷后的標志物[9]。有研究發現，UCH-L1與神經退行性病變有關，如帕金森和阿爾茨海默病，其水平下降在阿爾茨海默病發生、發展過程中起一定作用[10-11]。另有研究發現，UCH-L1可反映外傷性腦損傷的嚴重程度，且是新生兒缺氧缺血性腦病的標志物[12]。GFAP是中樞神經系統星形膠質細胞質內特異性酸性蛋白，參與細胞內細胞骨架重組、細胞信號轉導、細胞黏附、維持腦內髓鞘形成等[13]。星形膠質細胞是中樞神經的重要成分，在維持內環境穩定和細胞外液離子平衡中起重要作用。大量研究表明，GFAP是星形膠質細胞活化的特異性標志，在神經系統疾病中發揮著重要作用[14-15]。中樞神經系統損傷后，星形膠質細胞活化增生，GFAP快速合成，且創傷后星形膠質細胞可表達和產生多種細胞因子和炎癥介質，從而開放血腦屏障，引起腦水腫，介導炎性反應[16]。血清GFAP和UCH-L1水平在創傷性顱腦損傷、缺血性腦卒中患者中均異常表達[17-18]。有研究報道，早產兒血清GFAP和UCH-L1水平可作為評估腦損傷的敏感標志物[3]，其具體機制尚不清楚，本研究檢測結果顯示，研究組患兒血清GFAP、UCH-L1水平均明顯高于對照組(P<0.05)，提示UCH-L1、GFAP可能參與窒息早產兒腦損傷。血清GFAP可能通過炎性反應參與腦損傷發病，具體機制有待進一步驗證。

HMGB1是具有高堿性和高酸性氨基酸含量的一組染色質相關蛋白，其基因位于人13q12染色體上，包括5個外顯子和4個內含子。HMGB家族分為HMGB1、HMGB2及HMGB3，三者在氨基酸序列上有80%的一致性。近年來，HMGB1被認為是一種新型前炎癥因子，參與缺血、缺氧性疾病的發生、發展過程[19]。HMGB1作為早期啟動因子從壞死細胞中釋放，可發揮其致炎作用，且對維持后期炎性反應起重要作用[20]。HMGB1可上調血管內皮細胞表面血管細胞黏附分子-1和細胞間黏附分子-1表達，增加內皮和炎癥細胞的黏附作用，刺激血管內皮細胞釋放炎癥因子，增強局部炎癥環境[21]。有研究發現，血清HMGB1水平變化與創傷性腦損傷患者的病情嚴重程度有關[22]。有研究發現，HMGB1還可以調節興奮性神經遞質的釋放，如大鼠海馬區和小腦中HMGB1高表達可誘導神經膠質細胞-神經膠質體產生大量谷氨酸或谷氨酸類似物，而谷氨酸作為中樞神經系統最重要的興奮性神經遞質，其水平過度升高可對神經元產生明顯損傷[23]。腦損傷過程復雜，炎癥、氧化應激、細胞信號轉導等生理過程均可能參與其中，在本研究中，腦損傷窒息早產兒血清HMGB1水平高于對照組(P<0.05)，提示血清HMGB1水平與窒息早產兒發生腦損傷有關，目前對于HMGB1參與人腦損傷的具體機制尚不清楚，有待進一步研究。

aEEG可直觀反映腦細胞功能狀態，可用于檢測、評價早產兒腦損傷情況，NBNA評分是發現新生兒輕微腦損傷的一種實用、經濟、有效的臨床檢查方法，CDCC評分是中國科學院心理研究所和中國兒童發展中心共同編制的嬰幼兒智能發育情況的檢查量表。本研究結果顯示，研究組aEEG評分明顯高于對照組，而NBNA、MDI、PDI評分均顯著低于對照組(P<0.05)，研究組患兒血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平與aEEG評分正相關，與NBNA、MDI、PDI評分負相關，提示血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平可反映窒息早產兒的腦損傷情況。此外，ROC曲線分析顯示，血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平單獨診斷窒息早產兒腦損傷的曲線下面積分別為0.860、0.781、0.773，三者聯合診斷的曲線下面積為0.981，診斷敏感度為97.80%，特異度為96.00%，優于三者單獨檢測，提示檢測窒息早產兒血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平可有效篩出可能發生腦損傷的患兒，有利于盡早發現腦損傷早產兒，及時進行治療。但本研究樣本量較小，未對窒息早產兒腦損傷情況進行亞組分析，可能造成研究結果具有一定偏倚，將在下一步研究中應擴大樣本量進一步分析。

綜上所述，腦損傷窒息早產兒血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平升高，其血清GFAP、UCH-L1、HMGB1水平聯合檢測可用于窒息早產兒腦損傷的診斷。