血清S100β蛋白水平医学参考区间的建立

谭延国，李卓敏，王新宇，亢 涛，王志阳，董一红，李 佩，郑芳芳，聂秋燕，刘 晴，王晓宁，田 野，古 媛，车冬丽，林 红，张 岩

(首都医科大学附属复兴医院检验科，北京 100038)

S100蛋白属于钙结合蛋白家族，以α1和β亚基构成的异型或同型二聚体的形式存在，因其在中性pH值、100%硫酸铵饱和溶液中的溶解性而得名。至今已至少有21种不同的S100蛋白家族成员得以鉴定。

在中枢神经系统中，S100β蛋白主要由星形胶质细胞表达，同胶质纤维酸性蛋白一道，是星形胶质细胞活化的标志物。黑色素瘤，特别是Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ期恶性黑色素瘤，血清S100β蛋白水平升高可预示疾病的进程，连续监测可评估治疗效果。此外，多种类型的大脑损伤，脑脊液S100β蛋白水平可升高并释放入血，如脑外伤、出血或缺血性脑卒中等[1-4]。目前，因为常规应用于临床、反映脑损伤的实验室指标仍为空白，S100β蛋白无疑最有潜在应用价值。S100β蛋白对上述疾病早期诊断、病情轻重的判断及预后上的价值，很大程度上取决于医学参考区间的准确确定，而我国鲜见相关研究[5]。本研究使用电化学发光免疫分析检测系统，探索建立本院的血清S100β蛋白水平医学参考区间，现报道如下。

1 资料与方法

1.1一般资料 血清标本源自 2016年1月至 2017 年4月在本院行健康体检的成年人207例，其中男113例，女94例。依据美国临床和实验室标准协会(CLSI) C28-A3文件关于健康者的要求原则排除:(1)患自身免疫性疾病者；(2)吸烟、饮酒和药物滥用者；(3)怀孕或哺乳期妇女；(4)有家族遗传病史者；(5)近期进行过手术及住院治疗者；(6)肝、肾、心或肺功能不全者；(7)恶性黑色素瘤患者；(8)中枢神经系统病变，如脑梗死、脑出血、创伤性脑损伤等；(9)血清标本量不足以完成检测或出现严重溶血或脂血者。

1.2仪器与试剂 使用德国罗氏公司Cobas e601全自动电化学发光酶免疫分析仪及其配套的S100测定试剂盒(Elecsys S100)，基于双抗体夹心法的原理同时定量测定血清S100α1β和S100ββ蛋白水平(以下称为S100β)，并严格按相关操作规程进行实验操作。

1.3方法 所有被纳入的表观健康人群，清晨采集其空腹静脉血3 mL，室温静置15 min，4 100 r/min离心10 min，分离1 mL血清于冻存管中，注明健康人信息，-80 ℃冻存待检。

1.4统计学处理 统计学描述、t检验、两样本比较的秩和检验和线性相关等，采用R3.3.2统计软件处理。对参考区间的估计，使用@RISK5.5统计学软件，并参照CLSI C28-A3推荐的统计学方法进行。用夏皮罗-威尔克法(W法)检验数据的正态性，柯尔莫哥洛夫(K-S)法进行基于数据的参数拟合法参考区间的估计，用有放回的抽样方法(Bootstrap法)进行基于非参数法参考区间的估计。根据CLSI C28-A3的建议，如原始观察值不符合正态分布,可适当地转换(如对数转换)后，再做进一步的数据分析。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1性别与血清S100β蛋白水平的关系 207例健康人血清S100β蛋白水平，见表1。对未转换的数据，无论独立样本t检验，还是秩和检验，均显示男性和女性人群S100β蛋白水平差异无统计学意义(P>0.05)；经对数转换后，也得到类似结果(P>0.05)。

2.2年龄与血清S100β蛋白水平的关系 无论使用t检验，还是两样本比较的秩和检验，均显示不同性别人群的年龄构成差异无统计学意义(P>0.05)。无论是Pearson还是Spearman相关，全人群年龄和未转换的S100β蛋白水平及与对数转换后的水平均无相关性(P>0.05)。

表1 207例健康人血清S100β蛋白水平统计学描述(μg/L)

2.3血清S100β蛋白水平的数据分布规律 无论未转换还是以10为底对数转换后，不同性别S100β蛋白水平差异无统计学意义(P>0.05)，且不同性别人群的年龄分布相匹配，因此将不同性别的S100β蛋白数据合并后进行分析。依据CLSI C28-A3文件，要求最少120个观察值，本研究按性别合并后，入组例数共207例，符合要求。W法正态性检验，全人群S100β蛋白水平不符合正态分布(P=1.85×10-11)；而经以10为底对数转换后，W法检验提示全人群S100β蛋白水平未显著偏离正态分布(P=0.342 4)，见图1、2。

2.4医学参考区间的确定 由于血清S100β蛋白水平不符合正态分布(但其对数符合正态分布)，故本研究采用基于数据的参数拟合和基于非参数抽样的方法，以获取潜在医学参考区间值。(1)基于数据的参数拟合方法：使用美国Palisade公司的@RISK5.5对全人群S100β蛋白水平进行参数拟合。参数拟合规定，最小的观察值应大于或等于0。参数估计采用K-S检验进行，选取统计值最小的参数分布及其估计值，并在此基础上选择@RISK所推荐的、最佳理论分布的97.5%值作为参考区间的上限值。根据K-S统计值，提示Invgauss(0.056 3,0.231 1)分布是对全人群S100β蛋白水平的最佳拟合结果，参数估计的97.5%参考区间上限值是0.126 6，见表2。当以10 为底对数转换后，K-S统计值提示，Normal(-1.295 9,0.203 1)分布是最佳拟合结果，采用其理论分布的第97.5%值-0.897 8(经对数转换后为0.126 5)作为参考区间的上限值，见表3。(2)基于非参数的抽样方法：由于S100β蛋白全人群原始数据不符合正态分布，参数拟合后的不同参数分布在不同百分位数上差别较大，本研究采用基于Excel的非参数Bootstrap法，模拟每次有放回地从观察值中抽取100和1 000个数值，分别抽取10、100、200次，计算每次抽取观察值的第97.5%值的第97.5%作为参考区间的上限值。本研究显示，当每次抽样达到1 000个观察值、抽取100次以上，推断观察值的第97.5%值的第97.5%达到稳定。结果提示，未经转换前，所推断S100β蛋白参考区间上限值为0.125 8；以10为底对数转化后，则为-0.900 5(0.125 7)，见表4。

图2 全人群S100β蛋白水平正态检验(以10为底的对数转换)

表2 未经数据转换的S100β蛋白水平基于参数拟合法参考区间的估计

表3 经以10为底对数转换后，基于参数拟合法S100β蛋白水平参考区间的估计

注：a由于分布符合正态分布，其均数+1倍标准差为-1.092 82；均数+2倍标准差为-0.889 70；均数+3倍标准差为-0.686 58；均数+4倍标准差为-0.483 46

表4 采用非参数抽样方法估计的S100β蛋白水平参考区间上限值

3 讨 论

S100β蛋白与中枢神经系统疾患和黑色素细胞瘤的关系较为密切。而脑外伤、缺血缺氧性脑病、脑出血和缺血性脑卒中等则是临床最多见的脑部疾病。

S100β蛋白水平同上述脑部疾患关系的研究显示：(1)脑缺血后早期S100β蛋白水平在脑脊液和血液中即显著升高，并且同梗死体积、临床状态和功能预后相关[4,6]；(2)血清S100β蛋白水平可作为判断缺氧缺血性脑病病情程度的客观依据,并作为其早期诊断和预后评估的主要指标[7]；(3)血清S100β蛋白水平可作为急性全脑缺血(心脏停搏)后24 h患者预后的可靠指标；(4)创伤性脑损伤后，S100β蛋白血清水平的升高同损伤严重程度和神经放射学表现相关，并可作为创伤性脑损伤预后不良的指标[1]；(5)S100β蛋白水平在其他中枢神经系统疾病如炎症、胶质细胞瘤和癫痫等也有不同程度的变化；(6)另外，血清S100β蛋白也是非创伤性脑出血预后的指标[8-9]。此外，新近发现S100β蛋白同脑部以外严重创伤的预后也显著相关[10]。虽然该指标被研究多年，但仍未被大规模应用于临床，而大样本对照组的研究及参考区间的确定，则是明确S100β蛋白用于诊断及预后评估的效能，并最终应用于临床实践的基础[11-12]。

S100β蛋白的参考区间与其他实验室指标一样，与所使用检测系统有关。但是否与参考人群的种族或地域有关，仍不清楚。如下是基于外国人群的相关研究：Elecsys S100试剂说明书中基于206例表观健康人群得到参考区间，其95%上限值是0.105 μg/L，中位数为0.046 μg/L,共有10例(4.9%) 高于0.105 μg/L。BIBERTHALER等[13]基于540例健康志愿者，使用Elecsys S100试剂，得到参考区间的95%上限值为0.100 μg/L，数据符合正态分布。MULLER等[14]用Elecsys S100检测了118例健康志愿者，均数为0.05 μg/L，95%上限值为0.07 μg/L，每个观察值与另一种检测方法(the Liaison Sangtec 100 test)的平均偏差为0.14 μg/L。ANDERSON等[15]基于459例健康对照者，得到第97.5%和95% 参考区间分别为 0.13 μg/L和0.10 μg/L。

本研究以207例表观健康人群为基础，使用基于数据的参数拟合与非参数有放回的抽样等方法，所得到的参考区间97.5%上限值都非常接近0.126 μg/L，而参考区间的95%上限值则为0.110 μg/L，中位数为0.05 μg/L，共有4例(1.93%)高于0.126 μg/L，这与上述文献结果十分接近。笔者还发现，血清S100β蛋白水平并不符合正态分布的规律，而以10为底对数转化后则符合。这也提示，不同种族S100β蛋白水平，使用性能类似检测系统所得到的参考区间应十分相近，但数据分布类型似乎存在差别。

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