早期检测血清S100β蛋白和神经元特异性烯醇化酶水平对急性一氧化碳中毒迟发性脑病的预测价值

杨幸文，苏玉婷，周俊梅，白永杰，苏建

（郑州市第二人民医院神经内科，河南 郑州 450001）

急性一氧化碳中毒迟发性脑病（delayed encephalopathy after acute carbon monoxide poisoning，DEACMP）是指部分急性一氧化碳中毒（acute carbon monoxide poisoning，ACMP）患者在意识清醒后数日至数周（2～60 d）内表现出看似正常的假愈期，之后会出现以椎体外系症状、精神症状和痴呆为主的神经系统疾病，其发病率为0.20%～47.30%，严重影响患者的生活质量，早期发现并给予综合治疗可使大多数DEACMP患者恢复工作或生活能力［1-2］。因此，早期识别ACMP患者进展为DEACMP的危险因素并积极治疗是临床工作的重点，但目前尚无确切的生物标志物可有效预测DEACMP的发生［2］。ACMP最常见的病理改变是白质弥漫性脱髓鞘，主要与神经胶质细胞增殖和组织纤维化有关［3］。DEACMP发病中神经胶质激活在继发性脑损伤中发挥重要作用［4］。中枢神经系统受损后S100β主要从受损的星形胶质细胞等分泌，可透过血脑屏障进入血液循环，而脱髓鞘也可导致血S100β蛋白水平增加［5］。神经元特异性烯醇化酶（neuron specific enolase，NSE）是一种糖酵解酶，存在于中枢神经系统的神经元细胞质中，NSE在轴突受损等情况下释放入血，因此血清NSE水平可以作为缺氧性脑损伤、ACMP患者神经元细胞损伤的标志物［6-7］。然而，血清S100β及NSE是否可作为ACMP患者进展为DEACMP的预测指标尚无确切研究。因此，本研究旨在探讨可能预测急性一氧化碳中毒患者并发迟发性脑病的脑损伤生物标志物。

1 资料与方法

1.1 研究对象选取2018年11月至2021年3月就诊于郑州市第二人民医院急诊科及神经内科的69例ACMP患者。其中男42例，女27例；年龄23～83（54.09±15.57）岁。依据随访60 d内是否发生DEACMP将患者分为DEACMP组（n＝27）和非DEACMP组（n＝42）。本研究经医院医学伦理委员会批准。

1.2 选取标准纳入标准：（1）ACMP患者符合《一氧化碳中毒临床治疗指南（二）》［8］中一氧化碳中毒的诊断标准；（2）DEACMP的患者符合《一氧化碳中毒临床治疗指南（四）》［1］中一氧化碳中毒迟发脑病的诊断标准；（3）一氧化碳中毒后24 h内入院并立即完成血清S100β及NSE检测，且发病后60 d内完成随访；（4）年龄≥18岁；（5）患者及家属签署知情同意书。排除标准：（1）急性一氧化碳中毒性脑病；（2）既往有精神疾病史、痴呆症或帕金森病；（3）永久性神经损伤且意识无法恢复；（4）其他原因导致的继发性白质脑病；（5）存在其他可改变血清NSE水平的情况，包括神经内分泌肿瘤等神经源性肿瘤；（6）患有严重心血管、呼吸系统及肝、肾功能障碍等疾病。

1.3 血清S100β及NSE水平检测方法入院后立即抽取患者肘静脉血10 mL，在4℃条件下以4 000 r·min-1离心10 min，分离血清，立即检测或储存于-80℃冰箱待测，采用酶联免疫吸附测定法检测S100β、NSE水平（伊莱瑞特生物科技股份有限公司，武汉）。

1.4 统计学方法使用SPSS 23.0统计软件进行数据处理。对计量资料行正态性检验，符合正态分布的计量资料以均数±标准差（±s）表示，两组组间比较采用t检验；计数资料以例数和百分数（%）表示，两组间比较采用χ2检验；采用多因素logistic回归分析危险因素；采用受试者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲线对各指标的预测价值进行分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 临床资料及实验室指标两组患者年龄、性别、吸烟饮酒史、高血压史、糖尿病史、中毒时间比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）；DEACMP组患者血清S100β及NSE水平均较非DEACMP组高，差异有统计学意义（P＜0.001）。见表1。

表1 两组临床资料及实验室指标比较

2.2 ACMP患者进展为DEACMP的危险因素分析将表1中经比较差异有统计学意义的指标纳入进行多因素logistic回归分析（α入＝0.05，α出＝0.10），以是否进展为DEACMP为因变量，以S100β及NSE水平为自变量。结果显示，S100β及NSE水平升高是ACMP患者进展为DEACMP的独立危险因素（P＜0.05）。见表2。

表2 DEACMP的危险因素分析

2.3 血清S100β及NSE对DEACMP的预测价值分析ROC曲线分析显示，S100β的最佳诊断阈值为0.499μg·L-1；NSE的最佳诊断阈值为13.15μg·L-1；二者联合对ACMP患者进展为DEACMP的预测价值的曲线下面积均高于单一检测。见表3。

表3 血清S100β及NSE对DEACMP的预测价值

3 讨论

一氧化碳中毒后脑组织低氧是导致DEACMP发病最常见的原因之一，海马和脑白质更易受损［9］，继而导致多种神经精神疾病的发生，如急性神经症状、迟发性脑病、人格改变、帕金森病和认知改变［10］。ACMP发生率较高，临床常见，ACMP患者早期昏迷阶段并不能对其进行全面的神经精神病学评估，因此，针对提示神经元损伤的生化指标可为判断脑功能障碍提供客观依据。DEACMP的发病机制存在许多假设，包括炎症、免疫介导的损伤假说、髓鞘损伤、细胞凋亡和神经元毒性假说，其病理改变与脑白质广泛脱髓鞘、部分神经元丢失及轴索变性、坏死有关，主要累及白质、苍白球、丘脑、纹状体和基底节［11］。既往研究认为血清和脑脊液中NSE水平明显升高，提示NSE介导脑损伤在DEACMP发病机制中存在一定作用［12］。还有研究分别检测血清NSE和S100β蛋白水平用于评估ACMP患者的意识障碍程度，结果显示NSE和S100β水平与格拉斯哥昏迷评分呈负相关，提示其与昏迷持续时间成正相关［13］。

本研究针对血清S100β及NSE是否可作为ACMP患者进展为DEACMP的预测指标进行研究，结果显示DEACMP患者的血清S100β和NSE水平均高于非DEACMP组患者。S100β是一种钙结合蛋白，钙平衡主要由大脑内的胶质细胞产生，由于星形胶质细胞与神经元均对低氧敏感，低氧等刺激星形胶质细胞分泌S100β，因此S100β水平的升高可以间接反映神经功能的损害，高水平的S100β可诱导白介素-1β或肿瘤坏死因子-α等促炎因子和诱导型一氧化氮合酶等炎症应激相关酶的产生［14］，还可与晚期糖基化终末产物受体的相互作用促进血管炎症反应［15］。S100β的半衰期相对较短（约30 min），因此S100β的持续上升可能是持续性脑损伤的征兆［16］。Brvar等［17］在38例ACMP病例中发现血浆S100β水平与一氧化碳中毒密切相关，动物实验也证明了S100β水平是评价ACMP预后的重要指标［18］。NSE是一种可溶的细胞质蛋白，由神经元、神经内分泌细胞等释放，可间接反映缺血神经元损伤。有研究表明，血清NSE水平是一氧化碳中毒患者脑损伤的指标［19］。CO中毒导致神经细胞损伤释放NSE主要有两种机制，一是由于一氧化碳对血红蛋白的高亲和力，导致细胞低氧；二是一氧化碳暴露可通过独立的途径引起炎症，如缺血后再灌注损伤；一氧化碳影响血管内皮、氧自由基介导的脂质过氧化、一氧化碳暴露时从血小板中释放一氧化氮，上述因素都会导致神经损伤而导致NSE的释放［20］。

本研究还发现，血清S100β和NSE水平升高是ACMP患者进展为DEACMP的危险因素，由于大部分DEACMP患者比非DEACMP患者的神经元细胞损伤更多且重，因此血清S100β和NSE水平可作为DEACMP病情判断的早期重要的评估指标。既往研究大多围绕ACMP患者的血清S100β和NSE水平与健康者进行比较研究，发现ACMP有意识组及无意识组患者血清S100β、NSE水平均高于健康对照组，提示血清S100β和NSE水平升高与ACMP发病有关，且无意识组患者血清S100β水平高于有意识组组患者，提示这些生物标志物可用于评估一氧化碳中毒患者的临床状态［21］。然而较少研究针对联合S100β和NSE水平对ACMP患者与进展为DEACMP的预测价值进行探讨。本研究ROC曲线分析结果显示，S100β对应的最佳诊断阈值为0.499μg·L-1，灵敏性为0.741，特异性为0.836；NSE对应的最佳诊断阈值为13.15μg·L-1，灵敏性为0.667，特异性为0.810；二者联合对ACMP患者进展为DEACMP的预测价值的曲线下面积均高于单一检测，灵敏性提升至0.778，特异性提升至0.857，约登指数上升至0.635，该结果提示对ACMP患者血清S100β蛋白及NSE浓度进行早期检测及联合检测，可提高对DEACMP的预测价值。既往研究发现ACMP患者早期S100β水平升高与格拉斯哥昏迷量表得分呈负相关，接受高压氧治疗后的ACMP患者S100β和NSE水平均降低［6］。另有研究发现DEACMP急性期患者S100β蛋白及胶质纤维酸性蛋白（glial fibrillary acidic protein，GFAP）显著高于ACMP患者和DEACMP恢复期患者，该研究认为DEACMP伴发继发性脑损伤，胶质细胞激活可能是S100β和GFAP水平升高的重要因素，且血清S100β和GFAP水平可能与DEACMP患者预后有关［4］。因此，对ACMP患者早期联合检测血清S100β蛋白及NSE水平有助于早期评估患者的神经损伤程度，指导临床工作者对这类患者进行针对性诊治，防止ACMP患者向DEACMP进展最终降低DEACMP的发病率。

综上所述，血清S100β蛋白及NSE水平升高是ACMP患者发生DEACMP的独立危险因素，早期联合监测血清S100β蛋白及NSE水平可对DEACMP的神经损伤程度判断和早期干预提供依据，但本研究为单中心研究，样本量较小，尚需多中心大样本研究进一步探讨血清S100β蛋白及NSE水平对DEACMP的预测价值及临床意义。