腰椎脊柱爆裂性骨折伴急性脊髓損傷患者血清NFL、HSP70、NSE表達(dá)與神經(jīng)功能的關(guān)系

張 敏,史曉娟,常 杰,馮琳琳,張 歡,張永峰

空軍軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院骨科,西安 710032

脊柱爆裂性骨折是最嚴(yán)重的骨折類型之一，病因主要為高處墜落傷、道路交通傷等，臨床表現(xiàn)為局部疼痛、軀干活動限制等，其不僅可導(dǎo)致機(jī)體不適，而且還會損傷神經(jīng)功能，嚴(yán)重影響患者預(yù)后[1-2]。急性脊髓損傷(spinal cord injury,SCI)是脊柱爆裂性骨折常見的并發(fā)癥，通常表現(xiàn)為感覺、運(yùn)動和自主神經(jīng)等出現(xiàn)不同程度功能障礙，嚴(yán)重影響臨床治療效果，降低患者生活質(zhì)量，因而尋找有效因子預(yù)測患者神經(jīng)功能恢復(fù)情況具有重要的臨床價(jià)值[3]。神經(jīng)絲輕鏈(neurofilament light,NFL)是組成神經(jīng)細(xì)胞軸突中間絲的蛋白質(zhì)，可防止神經(jīng)纖維彈性斷裂而阻滯神經(jīng)信號傳導(dǎo)。當(dāng)神經(jīng)細(xì)胞受損后，其釋放進(jìn)入血液，可通過其血清濃度變化反映機(jī)體神經(jīng)功能[4]。熱休克蛋白70(heat shock protein 70,HSP70)是結(jié)構(gòu)保守型多肽，可輔助多肽鍵折疊或伸展，恢復(fù)正常細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能，在協(xié)同免疫、介導(dǎo)細(xì)胞凋亡等方面發(fā)揮重要作用[5]。Petrovi等[6]動物實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)，HSP70可參與脊髓損傷過程，拮抗細(xì)胞毒性，減少氧自由基形成，減輕脊髓繼發(fā)性損傷。神經(jīng)元特異性稀醇化酶(neuron-specific enolase,NSE)特定性存在于中樞神經(jīng)元內(nèi)，且其在脊髓損傷患者體內(nèi)呈現(xiàn)異常表達(dá)狀態(tài)[7]，三者均與神經(jīng)功能相關(guān)，但具體應(yīng)用于脊柱爆裂性骨折合并SCI的預(yù)后研究相對較少。本文前瞻性選取2018年1月—2020年4月收治的113例腰椎脊柱爆裂性骨折患者，探討脊柱爆裂性骨折伴SCI患者血清NFL、HSP70、NSE表達(dá)與神經(jīng)功能的關(guān)系，旨在為臨床救治提供依據(jù)。

資料與方法

1 一般資料

納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)年齡18～66歲；(2)經(jīng)CT或MRI等影像學(xué)確診為脊柱爆裂性骨折，符合疾病診斷標(biāo)準(zhǔn)，且均合并SCI[8]；(3)首次出現(xiàn)骨折，傷后12h內(nèi)入院治療。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)合并自身免疫系統(tǒng)疾病或凝血功能障礙；(2)合并結(jié)核或脊椎惡性腫瘤等病理性SCI；(3)肝、腎等重要臟器衰竭；(4)代謝性疾病或顱腦損傷；(5)既往存在SCI疾病史。

本組113例患者，男性51例，女性62例；年齡45～66歲，平均55.7歲；道路交通傷94例，高處墜落傷19例；骨折節(jié)段：L139例，L235例，L328例，L411例；糖尿病7例，冠心病4例，高血壓病7例；飲酒史23例，吸煙史17例。所有患者由同一團(tuán)隊(duì)進(jìn)行，均行后路長節(jié)段椎弓根螺釘固定手術(shù)，均獲得成功。根據(jù)美國脊髓損傷協(xié)會(ASIA)神經(jīng)功能分級法[8]，分為完全SCI組(A級,34例)和不完全SCI組(B+C+D級,79例)。同時(shí)納入同期在筆者醫(yī)院行身體檢查的60例健康志愿者為對照組。本研究經(jīng)筆者醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會審核并批準(zhǔn)(XJH171203Y)，患者及家屬知情并簽署同意書。

2 方法

于患者入院次日清晨采集空腹肘靜脈血約4mL，采用德國IKA的G-L型號離心機(jī)，參數(shù)：3 000r/min，溫度4℃，離心半徑10cm，時(shí)間10min，取上清液為目標(biāo)產(chǎn)物，保存條件為-70℃。待樣品采集完畢后，應(yīng)用美國BIOTEK公司800TS型號全自動酶標(biāo)儀酶聯(lián)免疫吸附法測量血清NFL、HSP70和NSE水平。本研究使用的試劑盒來自無錫云萃生物科技有限公司。

3 觀察指標(biāo)

比較三組受試者(受傷患者治療前)血清NFL、HSP70和NSE水平。根據(jù)患者神經(jīng)功能恢復(fù)情況，即ASIA神經(jīng)功能分級法，將受傷患者分成預(yù)后良好組(n=72)和預(yù)后不良組(n=41)。研究人員自行設(shè)計(jì)問卷采集兩組患者的基本資料，包括年齡、性別、民族、基礎(chǔ)疾病、體質(zhì)量指數(shù)(BMI)、吸煙史、飲酒史、致傷原因和家庭年收入等。由專人對問卷和量表進(jìn)行講解，并指導(dǎo)患者填寫，但不得有傾向性語言干擾研究對象或其家屬獨(dú)立填寫問卷和量表，在調(diào)查結(jié)束后復(fù)檢10%患者，以驗(yàn)證結(jié)果的可靠性和真實(shí)性。

4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

結(jié) 果

1 三組血清NFL、HSP70和NSE比較

完全SCI組、不完全SCI組和對照組受試者血清NFL、HSP70和NSE差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；完全SCI組患者血清NFL、HSP70和NSE水平明顯高于不完全SCI組和對照組，不完全SCI組患者血清NFL、HSP70和NSE明顯高于對照組(P<0.05)。見表1。

表1 三組受試者血清NFL、HSP70和NSE比較

2 神經(jīng)功能單因素分析

患者均隨訪6個(gè)月，預(yù)后良好組和預(yù)后不良組在性別、年齡、民族、冠心病、糖尿病、高血壓、飲酒史、吸煙史、BMI、致病原因及家庭年收入等差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；預(yù)后不良組血清NFL、HSP70和NSE水平明顯高于預(yù)后良好組(P<0.05)。見表2。

表2 兩組神經(jīng)功能單因素分析比較

組別BMI(kg/m2)(<18.5/18.5～25.0)致傷原因(高處墜落傷/道路交通傷)家庭年收入(萬元)(<5/5～10/>10)預(yù)后不良組(n=41)20/2110/314/25/12預(yù)后良好組(n=72)31/419/634/36/32χ2值0.3462.6413.428P值0.5560.1040.180

組別血清NFL(pg/mL)血清HSP70(ng/mL)血清NSE(ng/mL)預(yù)后不良組(n=41)59.2±7.020.3±3.121.0±4.1預(yù)后良好組(n=72)18.3±4.015.3±3.312.8±3.0t值34.4167.93711.385P值<0.001<0.001<0.001

3 Logistic回歸分析

以單因素中有統(tǒng)計(jì)意義的3項(xiàng)指標(biāo)為自變量，以預(yù)后是否良好為因變量，行非條件Logistic回歸分析。Logistic結(jié)果表明血清NFL(OR=2.776,95%CI:2.238～3.444)、HSP70 (OR=2.998,95%CI:1.513～5.942)和NSE (OR=1.879,95%CI:1.219～2.898)等指標(biāo)是爆裂性骨折合并SCI患者預(yù)后不良的獨(dú)立影響因素(P<0.05)，預(yù)測方程為Logit(P)=-0.671+1.021×NFL+1.098×HSP70+0.631×NSE。見表3。

表3 Logistic回歸分析結(jié)果

4 血清NFL、HSP70和NSE單獨(dú)診斷及回歸分析預(yù)測價(jià)值

根據(jù)ROC曲線可得，血清NFL診斷的臨界值為40.39pg/mL，其對應(yīng)的敏感度為73.17%，特異度為73.61%，ROC曲線下面積(AUC)為0.801(95%CI:0.750～0.852)；血清HSP70診斷的臨界值為17.33ng/mL，其對應(yīng)的敏感度為70.73%，特異度為69.44%，AUC為0.760(95%CI:0.707～0.812)；血清NSE診斷的臨界值為16.03ng/mL，其對應(yīng)的敏感度為58.54%，特異度為58.33%，AUC為0.631(95%CI:0.564～0.698)。將回歸預(yù)測方程作為新變量P，在最佳臨界切點(diǎn)時(shí)，回歸分析的敏感度為80.49%，特異度為79.17%，AUC為0.869(95%CI:0.831～0.907)，有一定的預(yù)測價(jià)值。見圖1。

NFL：神經(jīng)絲輕鏈；HSP70：熱休克蛋白70；NSE：神經(jīng)元特異性稀醇化酶

討 論

脊柱爆裂性骨折的治療須從兩方面著手，一方面復(fù)位骨折端，另一方面解除脊髓壓迫。SCI是常見的中樞系統(tǒng)疾病，具有病死率高、致殘率高及預(yù)后差等特征，且損傷節(jié)段部分可出現(xiàn)泌尿、消化系統(tǒng)功能障礙，嚴(yán)重干擾患者正常生活，增加家庭經(jīng)濟(jì)和精神負(fù)擔(dān)[9-11]。現(xiàn)階段SCI僅能通過臨床表現(xiàn)、既往病史及影像學(xué)判斷，并根據(jù)ASIA分級法評估患者病情嚴(yán)重程度，而神經(jīng)損傷類疾病的病情進(jìn)展極為迅速，常規(guī)方式無法實(shí)時(shí)判斷病情變化[12]。研究發(fā)現(xiàn)[13]，血清指標(biāo)具有取樣簡單、創(chuàng)傷小及檢測便捷等優(yōu)勢，已成為臨床篩查、診斷疾病的主要工具，但目前臨床關(guān)于SCI預(yù)后預(yù)測指標(biāo)尚無定論。

本研究三組受試者血清NFL、HSP70和NSE比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，完全SCI組患者血清NFL、HSP70和NSE水平明顯高于不完全SCI組和對照組，不完全SCI組患者血清NFL、HSP70和NSE明顯高于對照組(P<0.05)，提示血清NFL、HSP70和NSE參與SCI的發(fā)生、發(fā)展；進(jìn)一步比較上述諸因子對神經(jīng)功能關(guān)系，預(yù)后不良組血清NFL、HSP70和NSE表達(dá)明顯高于預(yù)后良好組(P<0.05)，且Logistic結(jié)果表明血清NFL、血清HSP70和血清NSE等指標(biāo)是爆裂性骨折合并SCI患者預(yù)后不良的獨(dú)立影響因素(P<0.05)。分析認(rèn)為，NFL大量存在于軸突蛋白質(zhì)中，可促進(jìn)軸突生長和細(xì)胞傳導(dǎo)，其異常表達(dá)通常是神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙的發(fā)生。國外學(xué)者研究表明[14]，NFL與神經(jīng)元損傷程度相關(guān)，且李全春[15]證實(shí)，當(dāng)機(jī)體神經(jīng)元損傷后，患者血液內(nèi)NFL急劇增加，增加患者死亡風(fēng)險(xiǎn)，即NFL可應(yīng)用于預(yù)測SCI預(yù)后。HSP70參與脊髓損傷的病理過程，可降低一氧化氮介導(dǎo)的細(xì)胞毒性，減少氧自由基生成，同時(shí)還可以修復(fù)機(jī)體抗氧化功能，降低過剩氧自由基對神經(jīng)元的繼發(fā)損傷[16]。藥理實(shí)驗(yàn)證實(shí)[17]，NSE在小鼠脊髓損傷中異常表達(dá)，而miR-31基因可促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞再生，修復(fù)脊髓損傷內(nèi)環(huán)境。根據(jù)本研究ROC曲線得知，該聯(lián)合診斷模型有望應(yīng)用于預(yù)測患者預(yù)后神經(jīng)功能恢復(fù)情況。本研究對象僅限于來筆者醫(yī)院就診患者，研究案例數(shù)較少，且在深度或廣度上存在地理位置、人文環(huán)境和人種等因素差異，同時(shí)本文僅檢測患者入院24h內(nèi)血清指標(biāo)，入院后不同時(shí)間段的血清指標(biāo)尚未分析，仍需擴(kuò)大研究對象樣本，并檢測不同時(shí)間段血清指標(biāo)，以驗(yàn)證血清指標(biāo)對預(yù)后預(yù)測價(jià)值。

綜上所述，血清NFL、HSP70和NSE在脊柱爆裂性骨折合并SCI患者異常表達(dá)，且上述諸血清因子是患者預(yù)后不良的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，血清NFL、HSP70和NSE單獨(dú)和聯(lián)合檢測可應(yīng)用于預(yù)測患者神經(jīng)功能，值得臨床進(jìn)一步研究并推廣。