新生儿窒息脑损伤早期诊断中S100B蛋白表达研究进展

李羚玮 综述 宋文秀 审校

新生儿窒息脑损伤主要为脑缺血缺氧而导致的脑部损伤，主要临床表现为一系列中枢神经系统出现异常情况，同时也是导致儿童神经伤残的重要原因。当前新生儿窒息脑损伤诊断由于对头颅CT等影像学检查过分依赖，使其在诊断中存在一定的误区[1，2]。近年来，将S100B蛋白作为脑损伤标志物的判定受到国内外医学工作者的青睐，逐渐成为对新生儿窒息脑损伤进行早期诊断及预后判定的可靠指标[3，4]。笔者针对S100B蛋白的生物学特征、主要检测方法及对患儿病情诊断与预后等方面进行综述。

1 S100B蛋白

S100B蛋白由于能够在饱和的硫酸铵溶液内进行100%溶解而得名[5]。目前，已发现的该家族成员有20个，大部分以同源二聚体的形式存在。S100B蛋白主要是分子量相对较小的EF手形的一类钙结合蛋白[6]，经与钙离子进行有效结合促使其构象发生改变，进而使其生物学效应得到充分发挥[7，8]。其中心肌病、炎性反应、肿瘤及神经系统类疾病是与S100B蛋白表达水平相关的4种疾病类型[8]。S100B蛋白主要在中枢神经系统损伤相关疾病诊断的应用中较为广泛，如中枢神经系统感染及出血性、缺血性脑血管疾病等[9]。

S100B蛋白最初主要从脑组织中进行提取，曾被认为是一种神经系统特异性蛋白，近年来的研究表明，该蛋白主要在非神经细胞中广泛分布[10]，此外机体的脂肪组织中也含有一定量的S100B蛋白[11，12]。S100B蛋白在细胞分化的不同时期内表达水平也不相同，生理状态下脑组织中的S100B蛋白在胚胎第14 d存在相对微弱的表达，之后与神经系统的生长发育情况呈平行关系，出生后1～2个月则较为显著，成年后比较稳定[13]。在正常成年人的血浆中的含量相对较低，大多小于0.02 μg/L[14]。其生物学作用的主要表现为：(1)细胞之内的生物学作用，目前针对S100B蛋白在细胞内的生物学作用尚未清晰，主要存在的假说有刺激酶活性、细胞骨架构成的抑制功能及与转化因素之间的相互作用等；(2)细胞之外的生物学作用，S100B蛋白细胞外的生物学作用是目前研究的重要内容，S100B蛋白在其生理浓度的范围之内作为细胞因子对机体神经具有营养功能，能够有效促进神经的发育及再生，但浓度较高的情况下具有神经毒性功能，在神经性疾病发生病变的过程中能够进行有效参与，例如阿尔兹海默症[15-17]。此外，由于S100B蛋白的基因主要位于机体内21号染色体的长臂之上，因此，若出现基因异位则会导致唐氏综合症等情况的出现[18]。

2 S100B蛋白的主要检测方法

目前，主要从血清、羊水、脑脊液及尿液等体液中进行S100B蛋白的检测，当机体出现脑损伤的情况后，虽然S100B蛋白含量在脑脊液中升高的情况较血清中更为明显，但临床诊断中仍以进行血清样本的检测为主，主要是由于其诊断的敏感性相对较高，且较为方便[19，20]。有学者研究发现，当局灶性脑缺血的小鼠模型出现脑损伤48 h后，其血清及脑脊液中的S100B蛋白水平呈现较为良好的相关性，因此可采用血清水平对由于中枢神经系统损伤而导致脑脊液出现变化的情况进行有效反应[21]。同时，在对新生儿进行诊断的过程中，尿液收集相对困难，早产儿经常出现无尿的情况，因此，当出现缺氧缺血性脑损伤情况需进行S100B蛋白检测时，仍以血清检测为主要方式。对S100B检测实际是进行S100B亚单位的检测，主要采用免疫法，分别为荧光免疫测定法、免疫放射测定法、酶联免疫吸附试验及放射免疫分析法4种[22，23]。以上检测均是采用抗原抗体夹心法的原理，但由于荧光免疫测定法的价格相对较高，不易在基层医院内进行普及，而免疫放射测定法及放射免疫分析法均具有一定的放射性，且试剂盒稳定期及核素半衰期相对较短，操作繁琐，在临床应用过程中具有一定的限制性[24]。因此，目前临床主要采用酶联免疫吸附法进行检测，该检测方式具有操作相对简单、无污染且灵敏度相对较高等特点，应用相对广泛。

3 S100B检测在新生儿窒息脑损伤中的应用

3.1 新生儿窒息脑损伤情况的诊断 目前主要通过患儿的临床表现、头颅核磁共振成像、脑电图及计算机头颅断层扫描等对新生儿脑病进行临床确诊。但由于新生儿的神经系统发育尚未成熟，缺少临床特异性表现，核磁共振及脑电图等虽然能够对患儿病情的严重程度及预后进行有效判定，但仍存在辐射性、滞后性及患儿需要制动镇静等不足[25]。计算机头颅断层扫描会对患儿产生辐射性的损伤，相关研究表明，DNA对辐射损伤的敏感性与年龄紧密相联，在儿童时期若进行计算机头颅断层扫描，患者脑部肿瘤及白血病的风险相对较高[26]。在临床诊断中，核磁共振由于几乎不存在电离辐射而得到广泛应用，但部分脑损伤患儿的核磁共振显示阴性。在当前对脑损伤血清标志物的研究中，主要包含对于神经元特异性烯醇化酶(neuron specific snolase，NSE)、胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein，GFAP)、泛素C端水解酶L1(ubiquitin C-terminal hydrolase L1，UCH-L1)及S100B等的检测[27]。与S100B比较，NSE的生物半衰期及峰值时间均较长，不利于对后期有害事件的预测，同时较易受标本放置时间及溶血等情况的影响。UCH-L1在中枢神经系统及内分泌细胞中均有表达，并不特定于中枢神经系统中，使其在临床应用上存在一定的限制性。而S100B具有相对较高的特异性及敏感性，生物半衰期及峰值时间相对较短，不易受标本溶血等情况的影响，因此在对患儿脑损伤情况的判定中是一种较为理想的血清标志物。

3.2 在新生儿窒息脑损伤患儿中的早期诊断价值 有研究表明，窒息新生儿的S100B蛋白水平在其脑损伤后会出现迅速升高的情况，大多采用神经电生理检查及影像学检查[28]。在新生儿出生后通过对其72 h内不同时间点唾液中的S100B蛋白含量检测显示，无脑损伤患儿的S100B与轻度窒息患儿比较，差异无统计学意义，但对预后较差及合并并发症患儿72 h内不同时间点的唾液检测中显示，其S100B蛋白水平增高[29]。在部分学者的研究中显示，与正常新生儿及感染性脑膜炎患儿比较，感染性脑炎组患儿脑脊液中的S100B蛋白水平较高，但由于中枢神经系统感染新生儿脑损伤的发生情况不会像脑出血那样显著，并且外周S100B蛋白在达到峰值后会出现较快降解的情况，因此，采样时间的确定具有至关重要的作用[30]。此外，经过相关实验显示，脑周围或者脑室出血和脑室周围出现白质软化的患儿在出生后24、72及120 h，尿S100B蛋白浓度均出现明显增高的情况，同时脑周围或者脑室出血患儿与脑室周围软化患儿比较，尿S100B蛋白水平明显较高。脑室周围白质软化的情况大多在患儿发病后的较长时间内经影像学检查才能够显示为阳性，并且在对无囊性、<5 mm的囊性病灶及扩散的软化组织的识别能力存在一定的局限性[31]，因此，采用尿S100B蛋白检查能够有效弥补影像学检查的不足，并可作为早期较为敏感的有效标志物。

3.3 在新生儿窒息脑损伤病情严重程度方面的判定 S100B蛋白是在S100蛋白家族中中枢神经系统表达的活性形式，并具有脑特异性，由此说明，S100B蛋白在新生儿窒息脑损伤早期存在不同程度的升高情况，且其升高水平与患儿病情的严重程度紧密相关[32]。经过对正常新生儿与患病新生儿出生后1 d、6 d血清中S100B蛋白水平的比较显示，窒息脑损伤组新生儿与正常新生儿比较，出生后1 d血清中的S100B蛋白水平较高，差异有统计学意义。而其他患病组新生儿的S100B蛋白水平则与正常新生儿比较差异无统计学意义，同时表明，存在重度窒息患儿的S100B蛋白水平与轻、中度者比较明显较高。由此说明，血清S100B蛋白水平是对围产期急性脑损伤患儿进行评估的有效标志物，尤其是对于存在胎内窘迫史的患儿具有相对较高的诊断价值[33]。有关学者通过将正常新生儿脐动脉血中的S100B蛋白水平与窒息脑损伤新生儿比较，发现窒息脑损伤组新生儿的S100B蛋白水平较高，同时与窒息患儿病情的严重程度存在显著相关性，随着患儿病情严重情况的增加，其S100B蛋白水平也相应升高，因此，对患儿脐动脉血中的S100B蛋白水平进行检测，对于脑损伤患病病情诊断及分度具有重要的临床应用价值[34]。此外，经过对正常新生儿与窒息脑损伤新生儿尿液中的S100B蛋白水平与乳酸肌酐率比率比较显示，出生后3 d窒息脑损伤组患儿尿液中的S100B蛋白水平较高，且S100B蛋白水平会随着患儿病情严重情况而升高，差异存在统计学意义[35]。通过上述研究证实，S100B蛋白是对新生儿窒息脑损伤情况进行早期诊断的重要标志物，并且具有敏感、使用方便等特点，利于对患儿预后情况的判定。

3.4 在新生儿窒息脑损伤患儿预后判定中的应用价值 S100B对于窒息脑损伤新生儿尤其是中重度窒息患儿具有至关重要的预后判定价值，S100B蛋白水平在逐渐上升的同时，窒息脑损伤患儿远期后遗症及病死率与正常新生儿比较均相对较高[36]。经过将窒息脑损伤新生儿与正常新生儿在出生后第1次及出生后1 d、2 d、3 d尿液中的S100B蛋白水平检测显示，新生儿出生后1 d、3 d窒息脑损伤组的S100B蛋白水平与正常组比较较高，差异有统计学意义，且经过对窒息脑损伤患儿进行脑电图与核磁共振检查显示，其脑损伤程度与患儿的S100B蛋白水平呈现正相关性，S100B蛋白水平越高，患儿脑损伤情况相对严重，预后情况较差[37，38]。因此，对窒息脑损伤的新生儿在进行S100B蛋白水平检测的过程中，若其水平显著增高，则表示患儿预后的情况相对较差，且存在较高的死亡风险。

此外，为了将S100B蛋白作为更加可靠的筛查标准，在对患儿进行检测的过程中可采取与其他生物标志物联合检测的方式，增加预测结果的准确性[39，40]。相关研究显示，将S100B蛋白与白细胞介素6(Interleukin-6，IL-6)或早期NSE进行联合检测，能够提升患儿脑损伤检出率，且能够对脑损伤的不同类型进行准确判定，从而采取科学、合理的防治措施，利于患儿预后[41]。

综上所述，新生儿窒息是在新生儿期较为常见且多发性疾病，其病情严重，病死率较高，是导致儿童出现脑性偏瘫、癫癎及智力障碍等的重要原因。对新生儿窒息脑损伤情况进行治疗的最佳时间窗为出生后6 h之内，因此对患者进行早期诊断具有至关重要的作用。S100B蛋白是一种脑损伤的特异性神经生化标志物，对新生儿窒息脑损伤病情诊断及预后判定均具有重要作用。但在目前的研究中，针对S100B蛋白在新生儿窒息脑损伤方面的研究仍缺少大样本的基础研究与临床研究，因此，在后期的研究中可通过扩大样本量对S100B蛋白在新生儿窒息脑损伤后出现时间及峰值出现时间进行进一步检测，使诊断结果更加准确。