高原地區肺性腦病患者血清NSE和S-100β蛋白水平變化及與病情的關系

楊生岳 馮恩志 閆自強 殷 和張 瑛 賀 巍 祁玉曙 陳宗茹

肺性腦病主要由慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)、慢性肺心病呼吸衰竭發展到嚴重階段，造成機體嚴重二氧化碳(PCO2)潴留和(或)缺氧而導致腦組織損傷，以中樞神經系統障礙為主要表現的臨床綜合征［1］。其發病率和病死率均較高。近年來研究發現，腦特異性蛋白(brain specific protein)中的神經元特異性烯醇化酶(neuron specific enolase，NSE)和S-100β蛋白(S-100β)是反映腦神經細胞損傷的特異性標志物。它對判斷腦細胞損傷程度、部位、臨床診斷及預后評估有重要意義，但其與肺性腦病的關系研究較少［2］。本研究采用ELISE法檢測高原地區肺性腦病患者血清NSE、S-100β的水平變化，探討其與肺性腦病病情程度的關系，旨在為肺性腦病的診治、預后的判斷提供依據。

資料和方法

一、一般資料

選擇2008年1月至2012年1月我院收治的高原(海拔2260 m～3500 m)地區慢性肺心病患者為研究對象，其中肺性腦病患者(A組)64例，男38例，女26例，年齡50～75歲，平均(59．8±7．2)歲;肺心病患者(B 組)228例，男135例，女93例，年齡48～76歲，平均(60．3±7．4)歲。兩組的基礎疾病均為COPD。肺心病的診斷符合全國肺源性心臟病專業會議制訂的標準;肺性腦病的分型診斷按照全國第二次肺源性心臟病專業會議擬定的分型標準，并除外神經系統腫瘤、腦血管意外、肝性腦病、老年抑郁癥等其他原因所致的腦病［3］。選擇同海拔高度的50例健康體檢者作為對照組(C 組)，男30例，女20例，年齡50～74歲，平均(59．3±7．1)歲。

二、研究方法

1．動脈血氣分析:在未吸氧條件下，分別取3組受檢者股動脈血2 ml，用血氣分析儀(Opticla-Ⅱ型)測定動脈血氧分壓(partial pressure of artery blood O2，PaO2)、動脈血二氧化碳分壓(partial pressure of artery blood CO2，PaCO2)。

2．血標本采集:A、B組患者于入院后1 h內、A組救治存活的55例患者在神經精神癥狀消失且病情穩定1周后和9例患者死亡前，分別采集靜脈血4 ml，置于含10% 二乙胺四乙酸二鈉(EDTA-Na2)30 μl及抑肽酶 30 μl的抗凝試管中，離心(4℃，3000 r/min，10 min)后取血清，置于－30℃冰箱內貯存待測。正常對照組在體檢時，采取空腹靜脈血4 ml，標本制備方法同前［4］。

3．血清NSE、S-100β的檢測:采用酶標儀(ELX-800)，用酶聯免疫吸附法(ELISA)檢測血清NSE，人血清NSE和S-100β試劑盒購自美國phoenix公司，嚴格按照試劑盒說明書操作。采用雙抗體夾心ELISA法檢測S-100β蛋白;在4℃用抗S100 mAb(40 mg/L)包被酶標板48 h，洗滌后加入標準品和樣品，置于37℃恒溫箱，1 h后洗扳，加人S100 PcAb(1∶5000)4℃過夜，洗板;加入IgG HRP(1∶700)1 h，洗板;加入顯色液，置于37%恒溫箱30 min;以A410平均值為縱坐標，S-100β蛋白濃度對數值為橫坐標，計算S-100β蛋白量［5］。

三、統計學分析

結 果

一、3組動脈血氣、血清NSE、S-100β的比較

A組和B組的PaCO2、血清NSE和S-100 β水平顯著高于C組，PaO2水平顯著低于C組(均P＜0．01);A組與B組之間比較，各項指標亦有顯著性差異(均P＜0．01)，見表1。

二、不同程度肺性腦病患者動脈血氣、血清NSE、S-100β的比較

重型和中型患者的PaCO2、血清NSE和S-100β水平顯著高于輕型患者，PaO2水平顯著低于輕型患者(均P＜0．01);重型與中型之間比較，各項指標亦有顯著性差異(均P＜0．01)，見表2。

三、A組動脈血氣與血清NSE和S-100β的關系

經直線相關分析，64例患者入院時PaO2與血清NSE和S-100 β呈顯著負相關(r=－0．823、－0．792，均P＜0．01)，PaCO2與血清 NSE 和S-100β呈顯著正相關(r=0．786、0．802，均P＜0．01)。

四、A組治療前后血清NSE和S-100β的比較

55例患者神經精神癥狀消失且病情穩定1周后，血清NS E、S-100β和PaCO2較治療前顯著降低，PaO2顯著升高(均P＜0．01)，見表3。9例患者死亡前，血清NSE和S-100β較治療前［分別為(31．56 ±3．44)IU/ml、(21．89 ±2．91)ng/ml］進一步升高［分別為(44．67 ±3．88)IU/ml、(35．29 ±3．55)ng/ml］，(均P＜0．01)。

表1 3組動脈血氣、血清NSE、S-100β水平的比較 (±s)Tbale 1 Comparison of the arterial blood gas，surum NSE and S-100β in three groups(±s)

表1 3組動脈血氣、血清NSE、S-100β水平的比較 (±s)Tbale 1 Comparison of the arterial blood gas，surum NSE and S-100β in three groups(±s)

注:與 B 組、C 組比較，at值分別為11．658 ～22．562、26．894 ～34．663，均 P ＜0．01;與 C 組比較，bt值為31．287 ～40．581，均 P ＜0．01

組別 例數PaO2(mm Hg)PaCO2(mm Hg)血清NSE(IU/ml)血清S-100β(ng/ml)A 組 64 32．38 ±4．36a 68．83 ±6．05a 29．64 ±3．62a 19．35 ±2．88a＜0．01 ＜0．01 ＜0．01 ＜0．01 B 組 228 41．72 ±5．21b 55．13 ±6．37b 20．29 ±3．37b 8．79 ±1．61b C 組 50 67．10 ±4．25 31．42 ±3．36 8．07 ±1．42 1．92 ±0．60 F 值 36．15 38．45 36．45 41．22 P值

表2 A組不同類型患者動脈血氣、血清NSE、S-100β水平的比較(±s)Tbale 2 Comparison of the arterial blood gas，surum NSE and S-100β of difference type in group A(±s)

表2 A組不同類型患者動脈血氣、血清NSE、S-100β水平的比較(±s)Tbale 2 Comparison of the arterial blood gas，surum NSE and S-100β of difference type in group A(±s)

注:與中型、輕型比較，at值分別為3．346 ～5．804、5．788 ～9．471，均 P ＜0．01;與輕型比較，bt值為3．243 ～5．119，均 P ＜0．01

組別 例數PaO2(mm Hg)PaCO2(mm Hg)血清NSE(IU/ml)血清S-100β(ng/ml)重型 21 28．47 ±4．26a 74．98 ±6．15a 34．02 ±3．73a 24．15 ±3．33a＜0．01 ＜0．01 ＜0．01 ＜0．01中型 25 32．44 ±4．38b 68．90 ±6．13b 29．06 ±3．71b 18．81 ±2．79b輕型 18 36．85 ±4．44 61．55 ±5．85 25．33 ±3．35a 14．50 ±2．62 F 值 18．25 16．82 20．19 22．55 P值

表3 A組患者治療前后動脈血氣、血清NSE、S-100β水平的比較(±s)Tbale 3 Comparison of the arterial blood gas，surum NSE and S-100 β before and after treatment in group A(±s)

表3 A組患者治療前后動脈血氣、血清NSE、S-100β水平的比較(±s)Tbale 3 Comparison of the arterial blood gas，surum NSE and S-100 β before and after treatment in group A(±s)

組別 例數PaO2(mm Hg)PaCO2(mm Hg)血清NSE(IU/ml)血清S-100β(ng/ml)治療前 55 33．96 ±4．28 67．78 ±6．02 29．33 ±3．65 18．93 ±2．87治療后 55 40．56 ±4．14 56．42 ±5．91 21．16 ±3．42 9．25 ±3．16 t值 7．853 8．624 10．265 8．016 P值 ＜0．01 ＜0．01 ＜0．01 ＜0．01

討 論

NSE是一種特異性定位于神經元和神經內分泌細胞中的烯醇化酶，催化糖酵解過程中2-磷酸甘油酸轉化為磷酸稀醇丙酮酸，對維持神經系統生理功能極為重要。腦組織受損時，NSE從神經元中“漏出”，透過血-腦屏障進入腦脊液和血液。

近年來研究證實，在神經元損傷和壞死的疾病中，如腦外傷、腦出血、腦梗死、新生兒缺氧缺血性腦病等，血清和腦脊液NSE水平升高，并與神經功能損傷程度相關，是反映神經元受損的特異性生化指標［6-7］。S-100β蛋白是一種酸性鈣結合蛋白，主要分布于中樞神經的星形膠質細胞、小膠質細胞、少突膠質細胞中，其生理量時具有神經生長因子樣作用。它不僅可反映膠質細胞的功能，還可調控復雜神經元與膠質細胞的相互作用，因此被認為是腦特異性蛋白。該蛋白在出現腦功能障礙時可從腦脊液向血液移行，使血液中濃度升高［8-9］。其低分子量和可溶性使它成為可反映中樞神經系統損傷程度的特異性標志物［10］。張春銀等［11］報道，腦出血患者發病次日血清NSE升高最顯著，隨著病情的控制，血清NSE含量逐漸下降但仍明顯高于健康對照組。NSE監測有助于腦出血的早期診斷，可用來判斷出血進展及預測預后。熊東輝等［12-13］的研究結果認為，新生兒缺氧缺血性腦病(hypoxic ischemic encephalopathy，HIE)患兒在3 d內血清NSE水平最高，臨床分度越重，血清NSE值越高，血清NSE高峰持續時間越長，病情越重，恢復過程越慢，血清NSE水平與HIE的病情嚴重程度相關。

肺性腦病的發病機制主要是由于嚴重缺氧和CO2潴留所引起的腦水腫，為慢性肺心病晚期嚴重的并發癥之一。項公強等［14］報道，平原COPD急性加重期患者血清NSE、S-100β水平明顯高于穩定期和健康人，COPD病情程度越重，血清NSE和S-100β水平越高。鮑敏等［15］報道，平原COPD并發肺性腦病患者的血清NSE和S-100β含量明顯高于COPD并發呼吸衰竭而無肺性腦病患者，而后者又明顯高于健康人;肺性腦病組中重型患者血清NSE和S-100β含量明顯高于輕型患者。本研究結果顯示，高原地區肺性腦病組的血清NSE、S-100β和PaCO2水平顯著高于肺心病組，PaO2顯著低于肺心病組，后者與健康組之間亦有顯著性差異。表明高原肺性腦病患者存在嚴重低氧血癥和高碳酸血癥而導致明顯的腦細胞受損，單純肺心病患者亦有較嚴重的低氧血癥和高碳酸血癥，雖然未出現神經精神癥狀，但其腦神經細胞也有一定程度的損害。為進一步了解血清NSE和S-100β與肺性腦病病情的關系，本研究檢測了肺性腦病不同分型患者血清NSE和S-100β的變化，結果顯示，重型患者的血清NSE和S-100β水平顯著高于中型，中型顯著高于輕型。經直線相關分析，血清NSE和S-100β與PaO2呈顯著負相關，與PaCO2呈顯著正相關。表明血清NSE和S-100β水平的變化能夠反映肺性腦病的病情嚴重程度，且血清NSE和S-100β水平的升高與嚴重低氧血癥和高碳酸血癥明顯相關，即缺氧和CO2潴留越嚴重，腦細胞損害越明顯，肺性腦病的病情程度越嚴重。A組55例肺性腦病患者經治療神經精神癥狀消失1周后，血清NSE、S-100β和PaCO2較治療前顯著降低，PaO2顯著升高;A組9例患者死亡前，血清NSE和S-100β蛋白水平較治療前進一步升高。說明了高原肺性腦病患者隨著缺氧和CO2潴留的改善，腦細胞損害減輕，血清NSE和S-100β蛋白水平隨之降低，預后較好;反之，如果血清NSE和S-100β水平進行性升高，則預后不良。因此，動態監測其變化對肺性腦病預后的判斷有重要價值。

近年研究表明，肺性腦病的發病除了缺氧和CO2潴留外，還有腦脊液的酸堿失衡和離子功能的紊亂。肺性腦病時NSE和S-100β水平的增加及引發的一系列生化反應可能也會影響腦脊液的酸堿度和某些離子濃度的變化，其相關機制還有待進一步深入研究。

血清NSE和S-100β水平與高原肺性腦病患者的病情嚴重程度密切相關，動態監測其變化對高原肺性腦病的病情判斷、療效和預后評估均有重要價值，可作為臨床監測腦損傷的重要指標。

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