综述第二稿.doc

1、NSE、S100B 蛋白、MBP、GFAP 与缺血性脑卒中的相关性摘要：神经元特异性烯醇化酶(NSE)、S100B 蛋白、髓鞘碱性蛋白(MBP)及胶质纤维酸性蛋白(GFAP)均是脑组织损伤后的生化标志物，可全面反映神经元、胶质细胞、神经髓鞘膜及星形细胞的损害程度，为判断急性缺血性脑卒中后中枢神经系统受损状况提供了定量信息，对判断预后有一定指导意义，并可为早期治疗提供帮助。关键词：神经元特异性烯醇化酶，S100B 蛋白；髓鞘碱性蛋白 I 胶质纤维酸性蛋白；缺血性脑卒中脑卒中导致中枢神经系统(CNS)病变时可出现神经系统相关蛋白标志物的异常改变。目前缺血性卒中的诊断主要依靠患者的临床表现和相应的影

2、像学结果。但对于重症患者，特别是置入起搏器或支架的患者，需要持续吸氧治疗的患者，往往不能接受及时的影像学检查，如磁共振成像（magnatic resonance imaging,MRI） 。越来越多的学者开始寻找特异性神经化学指标，以明确缺血性卒中造成的脑损害情况。很多研究认为神经元特异性烯醇化酶(neuron specific enolase，NSE) 、S100B 蛋白、髓鞘碱性蛋白 (myelin basic protein，MBP)与胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein，GFAP)可分别作为神经元、脑胶质细胞、少突胶质细胞髓鞘、星形细胞的特异

3、性蛋白，在缺血性脑血管病变时均有不同程度升高，其升高程度与病情严重程度及预后密切相关，并可作为指导临床治疗的客观指标。1 NSE烯醇化酶广泛分布于人体各种组织细胞中，是在细胞能量代谢过程中参与糖酵解途径的关键酶。其主要 作用是催化糖代谢过程中的 2-磷酸甘油酸转变成2-磷酸烯醇式丙酮酸，而 2-磷酸烯醇式丙酮酸可在丙酮酸激酶的作用下生成丙酮酸，与还原型辅酶、乳酸脱氢酶作用生成乳酸。现在可以知道烯醇化酶有 5种形式组成，分别为 ， 五种同功酶 1，这其中的 型烯醇化酶特异地存在神经元细胞或神经内分泌细胞，被成为神经元特异性烯醇化酶（neuron-specific enolase，NSE） 。NS

4、E 在脑组织神经元细胞中含量较高，大概占脑皮质烯醇化酶的 40%-65%2。目前神经元特异性烯醇化酶的基因序列及氨基酸序列已被明确。其中 亚基的三维结构为神经元特异性烯醇化酶的活性位点所在，它包括大约 300 个氨基酸的 8 个 / 管状结构及 130 个氨基酸的 N 端区域，其中的 链处于管状结构的核心部位，在其周围环绕着 螺旋 3。神经元特异性烯醇化酶的基因分析揭示其由独立的基因编码，而在其他神经胶质细胞和其他脑神经组织中不含有神经元特异性烯醇化酶。正常体液中 NSE 含量甚微，呈相对稳定性。而在缺血缺氧状态下细胞膜的完整性被改变，导致了神经元的坏死及髓鞘崩解，这时细胞内的大量蛋白质溢出到

5、间质，因为 NSE 不结合与细胞内的肌动蛋白，极易释放出细胞，所以神经元坏死后细胞内的 NSE 进入脑脊液，使脑脊液中的 NSE 浓度明显增高；脑梗死导致缺血缺氧性脑损伤时破坏了其血脑屏障，进而通透性增加使脑脊液中的 NSE 进入血液，致使血清中的 NSE 水平升高 4。NSE 本身是一种大分子物质，其分子量780KD，理化性质稳定，这一特性使其易于检测，同时在免疫特征上，NSE 的各型之间无免疫交叉，各型之间的免疫学特征不同，并且具有独立的基因编码 5，这些特性使 NSE 成为评价脑损伤的一个可靠指标。又因血中 NSE 的含量比脑内至少低 30 倍，脑胶质细胞和其他脑神经组织不含 NSE，故

6、血中 NSE 水平可作为脑中神经元坏死的客观指标 6。脑梗死时神经元细胞受损，NSE 从神经元细胞中漏出进入血液。血清 NSE升高的水平可以反映脑组织神经细胞受损的范围和程度，脑组织损伤的越重，破坏越多，血清 NSE 升高水平越高 7。有动物实验结果显示，脑缺血后脑脊液中 NSE 升高，且与梗死灶体积呈正相关关系 8。Schaarschmidt 9等研究证实NSE 水平变化与梗死面积呈明显正相关，梗死面积愈大 NSE 增高程度愈明显。Herrmann10等证实血清中 NSE 含量与 CT 扫描显示的脑损伤的范围成正相关。因此血清 NSE 水平可较好地反映急性脑梗死脑损伤程度。 Mckeatin

7、g 等证实血清中 NSE 浓度越高，患者预后越差。在进展性脑梗死时，在临床症状和其他指标变化之前，就可以监测到血清中 NSE 水平再次上升或剧增，所以监测血清中NSE 水平有助于了解脑梗死的病情变化 11。陈俊等 12报道，不同部位脑梗死患者血清 NSE 峰值水平不同，其中基底节区为最高，脑干为最低。这是因为脑梗死时基底节区和脑叶的病灶受损范围常常比较大，神经元细胞死亡的就较多，NSE 由细胞中释放至血液和脑脊液的也多。因此用血 NSE 水平可做为评估脑梗死大小、脑缺血程度和药物疗效的量化指标，并协助判断预后 13。有国外研究证实脑梗死后血清中 NSE 水平可出现两个峰值 9,14，在脑梗死后

8、 24 小时出现第一个峰值，血清中 NSE 水平较低，并且恢复的也较快，这是为脑梗死初期脑神经元的损伤所致；在脑梗死后 72-96 小时出现第二个峰值，该峰值可持续 9-11d，血清中 NSE 水平恢复较缓慢，为血管源性脑水肿和细胞毒性及再灌注脑损伤所导致。国内相关研究也同样发现 15，在发病后得 48 小时内出现了血清 NSE 水平的升高，这表明在脑梗死早期脑组织中的神经元细胞受损死亡，其细胞膜的完整性受到破坏，使细胞内的 NSE 释放至血液；在脑梗死的第 3-4 天血清中的 NSE 水平为最高；推测与神经元细胞的破坏以及继发性的脑水肿、脑缺血在灌注损伤等有关系。病程中监测患者血清 NSE

9、水平可以反应患者颅内压的高低，可做为指导临床合理使用脱水药物等治疗的一种监测手段 16。随着脑梗死患者病情的好转，血清中 NSE 水平逐渐下降，在脑梗死后第10-14 天时血清 NSE 浓度下降；至脑梗死后 28 天可基本恢复正常；这符合脑梗死的病理过程。另外经研究发现第 2 个峰值 NSE 水平能更准确反映脑梗死体积，与最终脑损伤严重程度一致。在脑缺血早期 CT 或 MRI 不能显示其责任病灶。早期的临床检查也难以判断是否为短暂性脑缺血发作。但是在脑缺血早期就可以明确检测到血清NSE 水平的升高，并结合连续的监测血清 NSE 水平作为判断脑组织损害的敏感指标 17，帮助判断脑组织损伤的程度和

10、监测脑梗死病情的变化，为临床的治疗和判断患者的预后情况提供依据。这可在一定程度上弥补 CT 或 MRI 的不足。2 S100B 蛋白S100B 的特性1965 年，Moore 等【a1 】首先在牛脑组织中发现 S100 蛋白，因该蛋白在中性饱和硫酸铵中 100%溶解而得名。S100 蛋白是一种小分子酸性钙结合蛋白，相对分子质量为 1012 k，有 A 和 B 两种亚型 18，存在于脑、横纹肌、心脏和肾脏中。3070 岁健康人血清 S100 蛋白的中位数水平是 0.06g/L19。S100A 包括 S100A1S100A13，主要与肿瘤相关。其中 S100A12 可能是构成细胞骨架的元素，在细胞

11、内参与调解细胞骨架和细胞膜之间的相互作用，在细胞外，参与内皮细胞和炎症细胞的炎症活动。S100B 对于中枢神经系统中的星形胶质细胞、少突胶质细胞和室管膜细胞高度特异 20-21，与神经细胞衰老的病理过程相关，在 Down 综合征和 Alzheimer 病研究中曾有所报道 21-22。在细胞内，S100 蛋白发挥多种作用，如蛋白质磷酸化调节，生物酶活动，转录因子，钙调解平衡，以及细胞的增殖和分化。在细胞外，S100 蛋白可以刺激神经细胞存活和/或分化，还能促使星 形胶 质细胞增殖，间接引起 神经元以细胞凋亡形式死亡，并刺激或抑制炎症细胞活动。目前已经鉴定出炎症细胞和神经元细胞表面存在一种受体加速

12、糖化终产物受体 the receptor for advanced glycation end products，RAGE），可以通过识别炎症细胞和神经元上的 S100A12 和 S100B，传导 S100A12 和 S100B 效应。目前，S100 蛋白作为卒中、颅脑损伤、肿瘤脑转移和心脏手术后中枢神经系统并发症的有效指标已有报道 23。卒中是累及脑的急性事件。S100 蛋白在卒中患者中的研究已经受到关注。研 究证实在 血清 S10 0B 水平和急性缺 血性卒中患者的梗 死体积 之间存在显著相关性，梗 死体积大小的变化可以通过 S100B 动态变化 直接反应 24组织型纤溶酶原激活物（rec

13、ombinant tissueplasminogen activator，rt-PA）治疗卒中患者影像学资料进行的分析显示：rt-PA 治疗组病变体积明显较小 25。Schellinger 等 26发现大脑中动脉（middle cerebral artery，MCA）卒中后 5 d血管再通组 MRIT 2 加权像相上梗死体积明显较小。 Molina 等 27于卒中后57 d 进行颅脑计算机断层显像（computer tomography，CT）复查，发现 6 h 内获得完全血管再通的患者平均梗死体积（2418）ml，而 6hMCA 仍然闭塞的患者梗死体积是（13280）ml。在此基础上，Foe

14、rch 等 28对 23 例 MCA M1 段急性闭塞的患者根据个体情况分别给予静脉溶栓（rt-pA ）和动脉溶栓(尿激酶 )，同时监测血清 S100B，发现卒中后 48-96h 内 S100B 低于 0.4g/L，可以精确地说明在发病后 6h 内血凝块成功被溶解，MCA 获得了早期和充足的再灌注。因此，在超早期缺血性卒中溶栓研究中，S100B 的动态监测可以做为监测血块是否完全溶解的简易可靠指标。研究发现，神经功能的恶化与 S100B 的逐渐增高有关，而神经功能的恢复与 S100B 的降低有关。这些资料证实，除了临床和神经影像学信息以外，血清 S100B 在急性缺血性卒中可以作为有效的监测指

15、标 29-31。Michael 等15证实蛋白 S100B 水平和卒中后 90 d 的神经功能缺失显著相关。包括入院时和早期临床表现，脑血管情况和颅脑 CT 结果在内的多变量分析发现，卒中后 48 h 时间点上 S100B 水平高于 0.2g/L，预示卒中患者发病后 90 d 功能预后较差。另外，Foerch 等 30研究发现血清标志物 S100B 能够预测急性 MCA 闭塞患者恶性缺血病 程。这一发现可以 提高有脑疝危险患者的鉴别。由急性MCA 近端闭塞导致的梗死通常伴随具有占位效应的脑水肿并继发高死亡率的小脑幕 疝。研 究发现 起病 12 h 的 S10 0B 值0.35g/L 预示恶性缺

16、血，敏感度 75，特异度 80。24 h 的 S100B 值1.03g/L 预示恶性缺血，敏感度94，特异度 83 30。所以 S100B 能够预测这一恶性缺血病程，从而帮助临床医师 更好的掌握手术时 机。近年来的另一项研究表明：溶栓治疗前血清S100B 升高的患者溶栓后出血转化的几率增高，该研究报道溶栓治疗前血清S100B0.23g/L，可能发生严重脑实质内出血，其敏感性是 46%，特异性是82%31。因此，对 S100B 的监测有利于临床医师更好的选择溶栓病例。S100B 升高机制血清 S100B 的升高主要由于外伤和脑缺氧或缺血造成大面积脑损伤，继发血脑屏障破坏引起，一部分是由于系统性缺

17、氧或外伤造成组织损伤，其升高程度依赖于复苏时间。从病理生理学角度，急性缺血性卒中造成血脑屏障破坏，S100B 通过受损的血脑屏障孔隙泄漏出来，释放到血清中，进而造成脑细胞死亡。因此血清 S100B 和梗死体积具有显著的相关性。梗死体积大的患者血清 S100B 变化幅度增大。急性梗死体积的大小与小脑幕疝发生风险高低有关，弥散加权像上病灶已经被证实可以预测梗死的恶性病程 32-33。Foerch 等 30研究发现梗死体积177ml 可预测恶性病程，敏感度 88，特异度 77。相反，非恶性梗死病程，由于具有较好的血液供应，梗死的范围较小，则 S100B 只有平坦的动态变化。因此 S100B 血清动态

18、变化可以预先反映最终梗死体积实际大小。在 MCA 再通和 S100B 动态变化之间最显著的联系是梗死体积。以往的研究揭示 S100B 峰值或曲线下面积和梗死体积之间具有显著的 30定均需要连续的多个血样的分析。不过在卒中发病后 4896 h 内测得的任一 S100B 值对于最终的梗死体积和早期 MCA 再通至少和曲线下面积具有一样的预测价值 28。S100B 应用的局限性当进行早期指标研究预测预后时，最关键的是测定此指标的时间，卒中最初 24h 内不是测定 S100 蛋白最理想时机。研究证明：只有卒中 24h 后测定的血清 S100B 与神经功能缺失程度和最终的梗死面积具有显著相关性 31。国

19、外研究资料显示卒中症状出现后 810h 血清 S100B 浓度逐渐升高，峰值出现在起病后 72h，96h 以后持续下降 35。峰值的延迟使血清 S100B 的临床应用受到限制。虽然血清 S100B 有利于鉴别危重的缺血性卒中患者，包括有脑疝风险的患者，以及溶栓治疗后有脑出血转化的患者。但是，根据 MRI 的弥散加权像（diffusion-weighted imaging，DWI）测得的梗死面积预测缺血性卒中并发症更敏感。Oppenheim 等 32发现在 DWI 上的梗死体积145cm 3，提示患者有恶性脑水肿高风险（敏感性 100%，特异性 94%）。所以对于有条件的医院，MRI 仍然是较好

20、的预测手段。由于缺血性卒中的病因不同，患者间的个体差异，许多因素影响神经功能预后，具体并不能完全代表患者的预后。而且，由于许多组织释放 S100B，测定非急性期而不是急性期 S100B 浓度可能有较好的预测价值，但是此观点存在争议 36。S100B 发展前景虽然 S100B 存在诸多局限性。但是， S100B 与梗死灶面积和神经功能均有较好的相关性。能够预测恶性缺血性卒中病程，并帮助评估急性缺血性卒中的预后。对 MCA 近端急性闭塞的患者进行溶栓治疗，S100B 的动态监测还可以做为血凝块成功溶解和 MCA 获得早期再灌注的可靠指标 28。因此，今后 S100B 作为卒中溶栓研究的次级终点应该

21、受到推广。需要在更大样本量中证实以往的研究结果，并揭示 S100B 早期适应证；以及 S100B 是否能够应用于更远端血管闭塞时，监测血栓溶解情况；探讨 S100B 是否能用于神经保护剂疗效的评估。3 MBP CNS 髓鞘由蛋白质(20 30)和脂质(7080)构成，MBP 是其中主要的蛋白质，是不含糖和脂质的单纯蛋白质，约占髓鞘蛋白质总量的30。MBP 位于髓鞘脂浆膜面，与髓鞘脂质紧密结合，可维持 CNS 髓鞘结构和功能的稳定，在神经纤维中起绝缘和快速传导作用，其水平变化可反映脑白质少突胶质细胞髓鞘损伤的严重程度，是 CNS 损害和急性脱髓鞘的客观生化指标 37，对判断病情严重程度和预后有重

22、要意义。而 PNS 施万细胞可合成 P1 碱性蛋白，其理化及免疫特性与 CNS 中的 MBP 完全相同。已有研究报道，测定脑卒中患者血清 MBP 水平的变化可反映脑实质损害与 BCB 破坏的程度，结合影像学结果对判断脑卒中的病情和预后有较好的临床价值 38-39。4 GFAPGFAP 富含谷氨酸和天冬氨酸，是一种相对分子质量为 5000052000 的酸性蛋白，属细胞骨骼蛋白，以中间微丝蛋白和可溶性蛋白两种形式存在于胶质细胞胞浆中，是星形胶质细胞的主要成分之一，也是星形细胞的标志蛋白，在星形细胞中有丰富而特异性的表达。正常情况下 GFAP 受星形胶质细胞的动力调节，因此其表达增强可作为星形胶质

23、细胞活化的标志。脑梗死后神经元减少同时伴反应性星形细胞增殖，且在脑梗死后 1 周达高峰，而星形细胞增殖程度和脑梗死后脑组织病变程度可用 GFAP 表达水平进行评价 40。有研究 41发现，缺血性脑卒中患者发病 6h 后血清 GFAP 水平开始增高，48h 后增高明显，且GFAP 水平与神经缺失症状和脑梗死体积呈正相关，并可预测 3 个月后瘫痪肢体神经功能恢复程度。5 NSE、S100B 蛋白、MBP、GFAP 联合检测在缺血性脑卒中的意义脑梗死导致的 CNS 损伤是广泛性的，除脑血管外，神经元、各种胶质细胞及髓鞘均可有不同程度损害。而 NSE、S100B 蛋白、 MBP、GFAP 分别是神经元

24、、脑胶质细胞、少突胶质细胞髓鞘、星形细胞的特异性蛋白，仅测定其中之一并不能全面判断脑损伤程度。另外，上述指标的特异性是相对的，目前尚未发现 CNS 的绝对特异性标志物，其灵敏度多方报道也不尽一致。因此，越来越多实验开始对上述指标进行不同组合的联合检测。美国国立研究院神经功能缺损与卒中研究中心进行了一项有关重组组织性纤溶酶原激活物(recombinant tissue type plasminogen activator，rt-PA)治疗脑卒中的研究。他们运用 ELISA 技术检测了 359 名新发缺血性脑卒中患者的血清 NSE、S100B 蛋白和 MBP 水平，结果发现其 24h 峰值水平与美

25、国国立卫生研究所脑卒中评分(national institutes of health stroke scale，NIHSS)呈正相关(NSE：r=0.186，P1.0 ugL、MBP 水平8.0 ugL 、 NIHSS12 分均提示患者预后不良； S-100 蛋白、MBP 血浆水平与梗死体积、神经功能缺损程度均呈正相关(P0.01)。因此认为，S-100 蛋白、MBP 水平可作为缺血性脑损伤尤其是大面积脑梗死早期诊断指标。何国厚等 42的研究进一步证实，ACI 患者早期脑特异性蛋白水平与 NIHSS 评分及梗死体积呈显著正相关，梗死体积越大、病情越重，神经元坏死、胶质细胞凋亡、髓鞘脱失程度也

26、越重，而且 S-100 蛋白、NSE、MBP 水平也越高；S-100B 蛋白、NSE 持续水平下降缓慢，被认为是脑组织再灌注损害的表现 43；梗死部位不同，特异性蛋白水平亦不同。Herrmann 等 44研究发现，血清 S100B 蛋白、GFAP 水平与梗死体积有关(S100B 蛋白：r=0.957。P0.0001；GFAP ：r=0.955 ，P0.0001)，与出院时 NIHSS 值相关(S100B 蛋白： r=0.821，P=0.0002；GFAP ：r=0.717，P=00003)，并与发病后第 4 天 Barthel 指数最具相关性(S100B 蛋白：r=0.621，P0001;GF

27、AP：r=0.655。P0.001)。另外 S100B 蛋白、GFAP 还与脑卒中类型有关，而 GFAP 可作为腔隙性或面积较小脑梗死患者的更加灵敏的指标。NSE、S100B 蛋白、 MBP 既可作为急性脑卒中患者病情判断、预后评估的指标之一，也对早期脑梗死与短暂性脑缺血发作的鉴别诊断有一定价值，尤其适用于无法进行影像学检查的脑卒中患者 45 。6 结语缺血性脑卒中的预后与年龄、梗死体积、神经功能缺损症状、格拉斯昏迷指数(Glasgow Coma Scale，GCS)、并发症等因素关系密切，但有关从临床生化角度判断脑梗死预后的研究报道很少。随着急性脑血管病发病率增高，医学专家正积极寻找能有效评

28、估脑梗死病情及预后的血清学指标。由于 NSE、S100B蛋白、MBP、GFAP 存在于不同脑组织中，能反映不同脑组织损伤情况，故联合检测上述指标对全面了解脑梗死后脑组织损伤程度、评价预后及指导临床治疗并无统一结论，尚有待进一步深入研究。【参考文献】【1】Fouge rousse F, Edom-vovand F,Merkulova T,et al. The muaclespecific is an early marker of humam myogencsis muscle Res Cell,2001,22(6):534-544 【2】Joseph J, Felix F, Cruz-Sanc

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