脑脊液S100钙结合蛋白B在创伤性颅脑损伤中应用研究

陆 敏， 叶宏伟， 张 静， 何 健， 程悠悠， 陈 波

苏州大学附属常熟医院 急重症医学科，江苏 常熟 215500

创伤性颅脑损伤(traumatic brain injury，TBI)致残率和病死率较高，严重影响患者健康，增加家庭和社会的经济负担[1-2]。瞳孔对光反射、格拉斯哥昏迷量表(Glasgow coma scale，GCS)及CT是临床常用的评价TBI病情及预后的方法,而能及时和准确反映患者伤情和预后的生物标志物已成为该领域的研究热点。血清S100钙结合蛋白B(S100 calcium-binding protein B，S100B)是TBI的生物标记物，研究多以血液标本为主[3-4]。本研究通过观察TBI患者脑脊液中S100B浓度的动态变化规律，寻找其与血清S100B的相互关系，并探讨脑脊液和血液中S100B在预测TBI患者临床预后的价值。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取自2017年10月至2019年6月苏州大学附属常熟医院收治的43例TBI患者为研究对象[5]。纳入标准：年龄≥18岁；有明确的颅脑外伤病史；伤后24 h内入住ICU；根据2011年中国颅脑创伤颅内压监测专家共识[6]进行脑室内颅内压探头植入及脑室外引流者。排除标准：急性创伤性凝血功能障碍和创伤性凝血病；颅脑损伤入住ICU但未予放置脑室内探头及未行脑室外引流；恶性肿瘤患者。所有患者入ICU后根据颅脑创伤指南[6-9]予以治疗。在术后3个月时由经过培训的专职人员进行随访。患者术后3个月的神经功能表现特征作为最终的预后评价，根据格拉斯哥结局量表(Glasgow outcome scale，GOS)[10]进行具体的分级(Ⅰ级：死亡；Ⅱ级：持续性植物状态；Ⅲ级：重度残疾；Ⅳ级：中度残疾；Ⅴ级：恢复良好)，将患者分为两组，20例GOS评分Ⅳ、Ⅴ级患者为预后良好组，23例GOS评分Ⅰ～Ⅲ级的患者为预后不良组。本研究经苏州大学附属常熟医院伦理委员会审查并批准后实施，家属均签署知情同意书。

1.2 研究方法 采用脑室内置管监测颅内压，采集患者术后6、12、24、48、72 h及第5天的脑脊液和外周静脉血各2 ml。每次完成标本采集后振荡15 min，以1 500 r/min的速度离心5 min，取上清液编号标记后置-70℃冰箱冷藏保存待测。标本收齐后，将标本取出置于20℃～25℃室温解冻15 min，在相同条件下使用人S100B蛋白酶联免疫吸附试验试剂盒对血清、脑脊液、标准品、空白对照同时进行检测，检测步骤严格按照试剂盒内的操作说明书进行。S100B的浓度均以μg/L表示。

2 结果

2.1 两组患者的一般资料比较 预后良好组与预后不良组患者的年龄、性别、体质量指数、ICU住院时间比较，差异无统计学意义(P>0.05)。预后不良组患者的术前GCS评分和全面无反应评分(the full outline of unresponsiveness,FOUR)明显低于预后良好组，总住院时间短于预后良好组，急性生理和慢性健康评分Ⅱ(acute physiology and chronic health evaluation Ⅱ，APACHEⅡ)、Helsinki CT评分及机械通气时间显著高于预后良好组，差异均有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 不同预后患者一般特征比较[中位数(四分位数间距)]

2.2 TBI患者术后血清与脑脊液S100B浓度情况 43例TBI患者术后脑脊液及血清中的S100B呈动态改变，各时间点脑脊液S100B浓度均高于血清S100B浓度，差异有统计学意义(P<0.05)。脑脊液S100B浓度在术后24 h达到高峰，为3.45(5.19)μg/L，随后逐渐下降。血清S100B浓度在术后24 h达到第一高峰，术后72 h到第二高峰。见表2、图1。

图1 术后脑脊液及血清S100B动态变化

表2 TBI患者术后血清与脑脊液S100B浓度[中位数(四分位数间距)]

2.3 血清、脑脊液S100B蛋白水平相关性分析 血清和脑脊液S100B蛋白水平呈明显正相关(r=0.882，P<0.05)，变化呈现良好的一致性。见图2。

图2 血清与脑脊液S100B的相关性

2.4 两组患者术后脑脊液、血清S100B浓度 预后不良组患者术后不同时间点的脑脊液和血清S100B水平均显著高于预后良好组，差异均有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表3 两组患者脑脊液及血清中S100B比较[中位数(四分位数间距)，μg/L]

2.5 脑脊液、血清S100B的ROC曲线分析 脑脊液S100B的曲线下面积(area under the cure，AUC)、敏感性、特异性均高于血清S100B，脑脊液和血清S100B的最佳截断值分别为2.46 μg/L和1.69 μg/L。见表4、图3。

图3 脑脊液和血清S100B的ROC曲线

表4 脑脊液、血清S100B的ROC曲线分析

3 讨论

TBI是由于头部与物体碰撞或因加速/减速力导致大脑在颅腔内剧烈运动，造成神经胶质、神经元、轴突和血管的损坏，再通过级联损伤路径造成继发性损伤[11-12]。GCS评分、全面无反应评分、APACHEⅡ评分及Helsinki CT评分是目前临床常用的评估TBI患者严重程度的评价指标，但存在一定的局限性[13-14]。理想的脑损伤生物标记物应具备以下特征：反映脑组织损伤的敏感性和特异性高，能根据受伤时间顺序释放，能迅速出现在被检测的体液中，并能进行可靠的检测和分析，同时，没有明显的年龄和性别的变异。S100B主要在星形胶质细胞表达，通过调节第二信使钙参与细胞的分化和运动,其作用有浓度依赖性，低浓度下具有保护和营养性作用，在高浓度下具有毒性和促凋亡作用。

本研究收集TBI患者术后不同时间点的脑脊液和血清进行S100B检测，研究结果显示，TBI患者脑脊液和血清S100B浓度在术后即呈动态上升趋势，脑脊液中的S100B浓度明显高于其在血清中的浓度，研究中个别患者出现浓度水平下降缓慢、持续高浓度等情况。这些现象除了考虑与S100B的生物半衰期、肾代谢有关外，还与颅脑损伤程度重、手术打击或损害持续存在等情况相关[15-18]，值得引起临床医师的进一步关注。

TBI后神经胶质细胞受损，S100B被释放进入脑脊液，并通过受损或通透性改变的血脑屏障进入血液循环[19]。脑脊液内的生物标志物理论上能更加快速准确反映脑损伤的病理、生理过程，而血清中的S100B在一定程度上易受肾代谢及骨骼肌卫星细胞、黑色素细胞、朗格汉斯细胞、软骨细胞、肾上腺髓质细胞等颅外来源的影响[15，20]，但临床上脑脊液的采集没有血液标本那样方便和迅速，限制其应用。本研究通过脑室内置管引流脑脊液，测定脑脊液和外周血清中的S100B进行比较分析，结果显示，TBI患者外周血清和脑脊液S100B具有较好的相关性(r=0.882，P<0.05)，预后不良组患者脑脊液和血清S100B水平更高，反映预后不良组患者存在更多的神经胶质细胞的损伤。脑脊液S100B浓度>2.46 μg/L和血清S100B浓度>1.69 μg/L均提示TBI患者的总体预后不佳，脑脊液S100B较血清S100B具有更高的AUC值和更高的敏感性和特异性。在脑脊液标本不易获取的情况下，血清S100B能在一定程度上反映颅脑创伤病情的动态变化。本研究存在以下不足之处：脑脊液标本的采集是通过手术留置的脑室内置管脑脊液引流所得，在一定程度上解决脑脊液采样问题，但不能排除手术本身对结果产生的影响；由于部分患者存在多发伤，对血清S100B的影响还需进一步研究。

综上所述，脑脊液和血清S100B均能反应TBI术后患者的病理、生理过程，并可以用来预测患者的神经功能结局。脑脊液S100B具有更好的敏感性和特异性，且S100B的检测不易受血性脑脊液的影响[21]，可考虑在脑脊液可采集的情况下应用。