血清HMGB1、GFAP、UCH-L1对窒息早产儿脑损伤的诊断价值*

王 涛，李玉凤，王昕升，刘芝静

秦皇岛市工人医院:1.检验科；2.新生儿科，河北秦皇岛 066200

窒息是新生儿常见的疾病，能引起机体生理、病理、生化、内分泌代谢等多方面发生改变[1]。早产儿免疫系统、神经系统等发育尚不成熟，窒息对早产儿机体功能的影响更不容忽视。随着医疗技术的提高，胎龄和体质量较低的早产儿存活率逐年增高，其预后问题也逐渐得到人们的重视。胶质纤维酸性蛋白(GFAP)在神经再生和维持星形胶质细胞形态功能中具有重要作用[2]。泛素羧基末端水解酶L1(UCH-L1)是在神经元细胞高特异性表达的蛋白质，可能与脑神经元细胞损伤或血脑屏障破坏有关[3]。血清GFAP与UCH-L1可作为评估颅脑损伤的有效指标，但单独诊断敏感度较低，无法满足临床需要。高迁移率族蛋白1(HMGB1)是一种重要的炎症介质，参与诸多免疫反应，并与缺血再灌注脑损伤关系密切[4]，而关于其与窒息早产儿脑损伤关系的研究尚鲜见报道。本研究通过联合检测窒息早产儿血清HMGB1、GFAP和UCH-L1水平，以期为窒息早产儿脑损伤诊断提供依据，从而指导临床干预治疗，降低后遗症的发生率。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取2018年1月至2020年4月在本院住院的单纯窒息早产儿96例，出生后3 d内进行常规头颅B超检查，以后每7 天复查一次，纠正胎龄40周后，进行头颅磁共振成像(MRI)检查，将符合早产儿脑损伤诊断标准的早产儿46例作为研究组，其中男24例，女22例，平均胎龄(31.36±1.87)周，平均体质量(1.67±0.26)kg。早产儿脑损伤诊断标准[5]：(1)患儿具有可能引起脑损伤的高危因素，如脑缺氧、缺血与血流动力学紊乱、感染与炎性反应、血液系统疾病，产科高危因素，如血栓或羊水栓塞、异常分娩史、妊娠期并发症及不良嗜好；(2)具有中枢性呼吸暂停、低血压、高血压或血压波动、惊厥等临床表现，也可无临床症状；(3)脑部影像学检查发现脑水肿、脑室周围白质损伤、脑梗死、室管膜下出血、脑实质出血。其余无脑损伤的窒息早产儿50例作为对照组，其中男27例，女23例，平均胎龄(31.64±1.49)周，平均体质量(1.58±0.23)kg。纳入标准：(1)窒息早产儿，胎龄<34周；(2)出生6 h入院。排除标准：(1)先天性或遗传代谢性疾病早产儿；(2)神经系统畸形早产儿；(3)神经系统感染性疾病等早产儿。本研究经本院伦理委员会批准。患儿家属同意治疗并签署知情同意书。

1.2方法

1.2.1样本采集 两组早产儿均于出生后72 h采取头部静脉血3 mL，离心后收集上清，于-80 ℃保存待检。

1.2.2血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平检测 采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平，试剂盒均购自江苏江莱生物科技有限公司，批号：JL60130、JL34117、JL35009。所有样本均做3个复孔，取平均值，均由同一操作人员在同一台仪器上完成。

1.2.3振幅整合脑电图(aEEG)监测脑功能 所有早产儿均于出生后48 h进行aEEG描记，记录时间为8 h，使用美国Nicolet-one脑功能监护仪，监测患儿脑功能，由2位具有脑电图认证资质的医生参照评分系统对aEEG图形进行连续性、睡眠觉醒周期、下边界振幅和波谱带宽度分别评分，各参数原始分数之和为总分，相应孕周窒息早产儿总平均值减去原始分得到校正后总分，校正后总分越大，aEEG异常程度越明显。

1.2.4其他指标检测 采用20项行为神经测定方法(NBNA)[6]在纠正胎龄满40 周后对神经行为进行评分，总分40分，35分以下为异常。参照贝利婴儿发展量表(BSID)，两组患儿在3个月龄使用0～3岁婴幼儿智能发育量表(CDCC)[7]调查神经运动及智能发育测验，本量表主要通过智力发育指数(MDI)和运动发育指数(PDI)评分进行评价。评定标准：≥80分为正常，70～<80分为边缘状态，<70分为异常。上述测试均由专人完成。

2 结 果

2.1两组血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平比较 研究组患儿血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平明显高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 两组血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平比较

2.2两组aEEG、NBNA、MDI、PDI评分比较 研究组aEEG评分明显高于对照组，NBNA、MDI、PDI评分均明显低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 两组aEEG、NBNA、MDI、PDI评分比较分)

2.3脑损伤窒息早产儿血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平与aEEG、NBNA、MDI、PDI评分的相关性分析 脑损伤窒息早产儿血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平均与aEEG评分呈正相关(P<0.05)，与NBNA、MDI、PDI评分呈负相关(P<0.05)。见表3。

表3 脑损伤窒息早产儿血清HMGB1、GFAP、UCH-L1与aEEG、NBNA、MDI、PDI评分的相关性分析

2.4血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平对窒息早产儿脑损伤的诊断价值 血清HMGB1预测窒息早产儿脑损伤的曲线下面积为0.860(95%CI：0.786～0.933，P<0.05)，cut-off值为53.91 ng/mL，对应敏感度为71.70%，特异度为92.00%；血清GFAP预测窒息早产儿脑损伤的曲线下面积为0.781(95%CI：0.692～0.870，P<0.05)，cut-off值为2.06 ng/mL，对应敏感度为69.30%，特异度为89.00%；血清UCH-L1预测窒息早产儿脑损伤的曲线下面积为0.773(95%CI：0.680～0.866，P<0.05)，cut-off值为2.19 ng/mL，对应敏感度为68.70%，特异度为91.30%；三者联合预测窒息早产儿脑损伤的曲线下面积为0.981(95%CI：0.961～1.000，P<0.05)，敏感度为97.80%，特异度为96.00%。见图1。

图1 血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平对窒息早产儿脑损伤的诊断价值

3 讨 论

尽管近年来早产儿的存活率不断上升，但仍低于足月儿，且早产儿并发症的发生率也明显高于足月儿。早产儿窒息可增加并发症的发生，给家庭及社会带来很大压力和负担。早产儿各器官形态及生理功能不成熟，发生窒息后，引起多脏器、多系统损害及代谢紊乱。缺氧导致早产儿糖酵解过程为无糖酵解，导致早产儿血糖降低，出现低血糖，且缺氧时患儿处于应激状态，胰腺反应差，胰岛素敏感度降低，可出现血糖升高，而血糖的异常升高和降低均可导致不同程度的脑损伤[8]。由脑损伤导致的认知障碍、语言障碍、行为心理问题、脑瘫等对患儿存活后的生活质量产生严重影响。因此，研究该疾病发生的生物标志物对于及早发现脑损伤早产儿、尽早介入干预具有重要意义，可有效减少神经系统后遗症的发生。

UCH-L1是一种结构紧凑、近乎球形的小分子蛋白，具有E3连接酶和水解酶活性，在神经元核周体和树突中分布较为集中，在脑组织中特异性表达，被视为脑损伤后的标志物[9]。有研究发现，UCH-L1与神经退行性病变有关，如帕金森和阿尔茨海默病，其水平下降在阿尔茨海默病发生、发展过程中起一定作用[10-11]。另有研究发现，UCH-L1可反映外伤性脑损伤的严重程度，且是新生儿缺氧缺血性脑病的标志物[12]。GFAP是中枢神经系统星形胶质细胞质内特异性酸性蛋白，参与细胞内细胞骨架重组、细胞信号转导、细胞黏附、维持脑内髓鞘形成等[13]。星形胶质细胞是中枢神经的重要成分，在维持内环境稳定和细胞外液离子平衡中起重要作用。大量研究表明，GFAP是星形胶质细胞活化的特异性标志，在神经系统疾病中发挥着重要作用[14-15]。中枢神经系统损伤后，星形胶质细胞活化增生，GFAP快速合成，且创伤后星形胶质细胞可表达和产生多种细胞因子和炎症介质，从而开放血脑屏障，引起脑水肿，介导炎性反应[16]。血清GFAP和UCH-L1水平在创伤性颅脑损伤、缺血性脑卒中患者中均异常表达[17-18]。有研究报道，早产儿血清GFAP和UCH-L1水平可作为评估脑损伤的敏感标志物[3]，其具体机制尚不清楚，本研究检测结果显示，研究组患儿血清GFAP、UCH-L1水平均明显高于对照组(P<0.05)，提示UCH-L1、GFAP可能参与窒息早产儿脑损伤。血清GFAP可能通过炎性反应参与脑损伤发病，具体机制有待进一步验证。

HMGB1是具有高碱性和高酸性氨基酸含量的一组染色质相关蛋白，其基因位于人13q12染色体上，包括5个外显子和4个内含子。HMGB家族分为HMGB1、HMGB2及HMGB3，三者在氨基酸序列上有80%的一致性。近年来，HMGB1被认为是一种新型前炎症因子，参与缺血、缺氧性疾病的发生、发展过程[19]。HMGB1作为早期启动因子从坏死细胞中释放，可发挥其致炎作用，且对维持后期炎性反应起重要作用[20]。HMGB1可上调血管内皮细胞表面血管细胞黏附分子-1和细胞间黏附分子-1表达，增加内皮和炎症细胞的黏附作用，刺激血管内皮细胞释放炎症因子，增强局部炎症环境[21]。有研究发现，血清HMGB1水平变化与创伤性脑损伤患者的病情严重程度有关[22]。有研究发现，HMGB1还可以调节兴奋性神经递质的释放，如大鼠海马区和小脑中HMGB1高表达可诱导神经胶质细胞-神经胶质体产生大量谷氨酸或谷氨酸类似物，而谷氨酸作为中枢神经系统最重要的兴奋性神经递质，其水平过度升高可对神经元产生明显损伤[23]。脑损伤过程复杂，炎症、氧化应激、细胞信号转导等生理过程均可能参与其中，在本研究中，脑损伤窒息早产儿血清HMGB1水平高于对照组(P<0.05)，提示血清HMGB1水平与窒息早产儿发生脑损伤有关，目前对于HMGB1参与人脑损伤的具体机制尚不清楚，有待进一步研究。

aEEG可直观反映脑细胞功能状态，可用于检测、评价早产儿脑损伤情况，NBNA评分是发现新生儿轻微脑损伤的一种实用、经济、有效的临床检查方法，CDCC评分是中国科学院心理研究所和中国儿童发展中心共同编制的婴幼儿智能发育情况的检查量表。本研究结果显示，研究组aEEG评分明显高于对照组，而NBNA、MDI、PDI评分均显著低于对照组(P<0.05)，研究组患儿血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平与aEEG评分正相关，与NBNA、MDI、PDI评分负相关，提示血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平可反映窒息早产儿的脑损伤情况。此外，ROC曲线分析显示，血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平单独诊断窒息早产儿脑损伤的曲线下面积分别为0.860、0.781、0.773，三者联合诊断的曲线下面积为0.981，诊断敏感度为97.80%，特异度为96.00%，优于三者单独检测，提示检测窒息早产儿血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平可有效筛出可能发生脑损伤的患儿，有利于尽早发现脑损伤早产儿，及时进行治疗。但本研究样本量较小，未对窒息早产儿脑损伤情况进行亚组分析，可能造成研究结果具有一定偏倚，将在下一步研究中应扩大样本量进一步分析。

综上所述，脑损伤窒息早产儿血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平升高，其血清GFAP、UCH-L1、HMGB1水平联合检测可用于窒息早产儿脑损伤的诊断。