血清5-羥色胺與S100-β蛋白水平在評估創傷性腦損傷后認知功能障礙中的應用價值▲

曾勁松 唐 寧 謝亞君 羅 剛 張占偉 余文運 喻堅柏

(湖南中醫藥大學第一附屬醫院神經外科，長沙市 410007，電子郵箱：1935064506@qq.com)

創傷性腦損傷(traumatic brain injury，TBI)是導致認知功能障礙的重要病因，可導致患者注意力、執行力及語言視空間結構的能力降低，嚴重影響患者生活質量[1]。因此，早期預測TBI后認知功能障礙的發生、評估其嚴重程度對指導臨床治療和改善患者預后均具有重要意義[2]。5-羥色胺(5-hydroxytryptamine，5-HT)是機體重要的神經遞質，既往已有研究證明5-HT可參與學習、記憶過程[3]。S100-β蛋白屬酸性鈣結合蛋白，其可影響膠質細胞的分化增殖，促進顱腦損傷后突觸的形成，在顱腦損傷后認知功能障礙甚至疾病死亡率的預測中發揮重要作用[4-5]。本研究探討了血清5-HT和S100-β蛋白水平與TBI后認知功能障礙的相關性，以期為臨床早期診斷TBI后認知功能障礙和早期干預提供參考。現報告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 回顧性分析2016年9月至2018年9月期間在本院治療的80例TBI患者的臨床資料。納入標準：(1)均有局部創傷性腦外傷病史；(2)入院清醒后均順利完成蒙特利爾認知評估量表(Montreal Cognitive Assessment,MoCA)測試；(3)年齡>18歲，病歷資料完整。排除標準：(1)既往有認知功能障礙者；(2)合并有顱腦占位性病變或惡性腫瘤者；(3)入院后處于長期昏迷或植物狀態者；(4)既往有腦部手術病史者。80例患者中男性48例，女性32例；年齡18～59(42.06±13.75)歲；體質指數17.28～25.36(20.79±2.21)kg/m2；腦損傷部位：額葉31例，顳葉 28例，頂葉21例；文化程度：本科及以上24例，高中37例，初中及以下19例。根據患者是否發生認知障礙分為觀察組(發生認知障礙)53例與對照組(無認知障礙)27例。兩組患者的一般資料比較，差異均無統計學意義(均P>0.05)，具有可比性。見表1。

表1 兩組患者一般資料比較

1.2 方法 (1)在患者入院后24 h內抽取空腹肘靜脈血3～5 mL，3 000 r/min離心15 min后，取上層血清待檢。采用酶聯免疫吸附法檢測血清5-HT和S100-β水平，操作按試劑盒說明書進行；5-HT試劑盒由武漢優爾生商貿有限公司提供(規格：96T，批號：CEA808Ge)，S100-β試劑盒由上海撫生實業有限公司提供(規格：48T，批號：FS10209)。(2)待患者入院意識清醒后盡早進行認知功能評估，采用MoCA量表進行評估；量表包括注意力與集中、執行功能、記憶、語言、視結構技能、抽象思維及計算和定向力共11個項目，評分范圍0～30分，以評分<26分為有認知功能障礙[6]。根據MoCA評分將觀察組患者分為1級(A組，22≤MoCA評分≤25分)、2級(B組，19≤MoCA評分≤21分)、3級(C組，14≤MoCA評分≤18分)、4級(D組，MoCA評分<14分)4個亞組。

1.3 評估方法 比較不同分級患者的血清5-HT和S100-β水平；分析血清5-HT和S100-β蛋白與MoCA評分的相關性；采用受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線分析血清5-HT、S100-β判斷TBI患者發生認知功能障礙的效果。

1.4 統計學分析 采用SPSS 17.0軟件進行統計學分析。計數資料以例數(%)表示，組間比較采用χ2檢驗；計量資料以(x±s)表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗，多組間比較采用方差分析，兩兩比較采用LSD-t檢驗；采用Pearson相關進行相關性分析；采用平行診斷實驗及ROC曲線分析血清5-HT與S100-β及二者聯合判斷認知障礙的準確性，以曲線下面積(area under the curve，AUC)>0.75為準確性好。以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 兩組患者血清5-HT和S100-β蛋白水平的比較 觀察組患者血清5-HT和S100-β蛋白水平均高于對照組(均P<0.05)。見表2。

表2 兩組患者血清5-HT和S100-β蛋白的比較(x±s，ng/L)

2.2 不同認知障礙嚴重程度患者血清5-HT和S100-β蛋白水平的比較 53例TBI伴發認知功能障礙的患者中，A組12例，B組18例，C組13例，D組10例。四組患者血清5-HT和S100-β蛋白水平比較，差異均有統計學意義(均P<0.05)；血清5-HT和S100-β蛋白水平從高到低均為D組>C組>B組>A組(均P<0.05)。見表3。

表3 不同認知障礙嚴重程度患者血清5-HT和S100-β蛋白水平的比較(x±s,ng/L)

2.3 血清5-HT和S100-β蛋白水平與MoCA評分的相關性 MoCA評分與血清5-HT和S100-β水平符合正態分布；相關分析結果顯示，血清5-HT和S100-β蛋白水平與MoCA評分均呈負相關(r=-0.500，P<0.001；r=-0.425，P<0.001)。

2.4 血清5-HT與S100-β蛋白水平預測TBI后認知功能障礙的效能 以血清5-HT和S100-β蛋白水平為檢驗變量，以是否伴有認知功能障礙為狀態變量，繪制ROC曲線。結果顯示，血清5-HT水平預測TBI患者發生認知功能障礙的AUC為0.741(95%CI：0.622～0.861，P<0.001)，特異度為0.679，敏感度為0.852，最佳截斷值為76.5 ng/L。血清S100-β蛋白水平預測TBI患者發生認知功能障礙的AUC為0.715(95%CI：0.593～0.836，P=0.002)，敏感度為0.887，特異度為0.556，最佳截斷值為1.365 ng/L。見圖1。以最佳截斷值為界，采取平行診斷方法，血清5-HT和S100-β蛋白水平聯合預測TBI患者發生認知功能障礙的AUC為0.832(95%CI：0.728～0.937，P<0.001)，敏感度為0.887，特異度為0.841。見圖2。

圖1 血清5-HT和S100-β判斷認知功能障礙的ROC曲線 圖2 血清5-HT聯合S100-β判斷認知功能障礙的ROC曲線

3 討 論

本研究中，TBI患者認知功能障礙發生率為66.25%(53/80)，說明TBI患者認知功能障礙發生率較高，與既往報道相近[7]。MoCA評分是目前臨床常用的評估患者認知功能的工具，其評分越高，患者的認知障礙程度越低，但MoCA評分項目較多，需要患者配合，使其在臨床上的應用具有一定局限性[8]。5-HT是腦內學習、記憶等認知活動密切相關的神經遞質，既往多項研究證實5-HT受體水平與腦損傷后認知功能障礙程度相關[2，9]。腦損傷發生后可導致神經元過度興奮，5-HT被釋放入血，不僅使血中5-HT水平升高，還可能進一步損害血腦屏障，影響患者認知功能[10]。本研究結果顯示，觀察組患者血清5-HT水平顯著高于對照組(P<0.05)，且TBI患者血清5-HT水平越高， MoCA評分越低，認知障礙越嚴重；ROC曲線分析結果顯示，血清5-HT水平預測TBI患者認知功能障礙具有較高的敏感度，但其特異度較差，可能是因血清5-HT廣泛分布于神經和外周組織，在腫瘤疾病、心肌肥厚及胃腸道疾病患者中也多呈高表達[11-12]，從而影響其特異度。

S100-β蛋白是由神經膠質細胞和施萬細胞分泌的神經組織蛋白，Gao等[13]認為S100-β蛋白可直接作用于神經元，發揮神經軸突延長因子和神經營養因子作用，在調節學習、記憶、執行等認知功能中發揮重要作用。既往研究證實，96%的S100-β蛋白分布于腦內，因而被認為是腦的特異性蛋白[14]。腦損傷發生后，S100-β蛋白釋放入腦脊液，經受損的血腦屏障進入血液，因此血清S100-β蛋白水平可反映中樞神經損害程度。Lapa等[15]研究表明，血清S100-β蛋白水平越高，患者發生認知功能障礙的風險越高。本研究結果顯示，觀察組患者血清S100-β蛋白水平顯著高于對照組(P<0.05)，且其與MoCA評分呈負相關，說明S100-β蛋白水平越高，患者的認知功能障礙越嚴重，但ROC曲線分析顯示其預測TBI患者發生認知功能障礙的AUC較低；而血清5-HT聯合S100-β蛋白水平預測TBI患者發生認知功能障礙的AUC較高，這可能是因為血清5-HT和S100-β可以從不同方面反映TBI患者發生認知功能障礙的原因，進而發揮互補作用，提示血清5-HT與S100-β蛋白水平聯合檢測有助于提高判斷TBI患者發生認知功能障礙的準確性，這對于指導臨床進行預防性干預具有重要意義，尤其是對于中重度腦損傷后不能及時進行MoCA評分測試的認知功能障礙患者。

綜上所述，TBI后認知功能障礙患者的血清5-HT與S100-β蛋白水平較高，血清5-HT與S100-β蛋白水平與TBI患者發生認知功能障礙密切相關，監測血清5-HT與S100-β蛋白水平有助于評估TBI患者認知功能障礙嚴重程度。