血清HMGB1、GFAP、UCH-L1對窒息早產(chǎn)兒腦損傷的診斷價值*

王 濤，李玉鳳，王昕升，劉芝靜

秦皇島市工人醫(yī)院:1.檢驗科；2.新生兒科，河北秦皇島 066200

窒息是新生兒常見的疾病，能引起機體生理、病理、生化、內分泌代謝等多方面發(fā)生改變[1]。早產(chǎn)兒免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等發(fā)育尚不成熟，窒息對早產(chǎn)兒機體功能的影響更不容忽視。隨著醫(yī)療技術的提高，胎齡和體質量較低的早產(chǎn)兒存活率逐年增高，其預后問題也逐漸得到人們的重視。膠質纖維酸性蛋白(GFAP)在神經(jīng)再生和維持星形膠質細胞形態(tài)功能中具有重要作用[2]。泛素羧基末端水解酶L1(UCH-L1)是在神經(jīng)元細胞高特異性表達的蛋白質，可能與腦神經(jīng)元細胞損傷或血腦屏障破壞有關[3]。血清GFAP與UCH-L1可作為評估顱腦損傷的有效指標，但單獨診斷敏感度較低，無法滿足臨床需要。高遷移率族蛋白1(HMGB1)是一種重要的炎癥介質，參與諸多免疫反應，并與缺血再灌注腦損傷關系密切[4]，而關于其與窒息早產(chǎn)兒腦損傷關系的研究尚鮮見報道。本研究通過聯(lián)合檢測窒息早產(chǎn)兒血清HMGB1、GFAP和UCH-L1水平，以期為窒息早產(chǎn)兒腦損傷診斷提供依據(jù)，從而指導臨床干預治療，降低后遺癥的發(fā)生率。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2018年1月至2020年4月在本院住院的單純窒息早產(chǎn)兒96例，出生后3 d內進行常規(guī)頭顱B超檢查，以后每7 天復查一次，糾正胎齡40周后，進行頭顱磁共振成像(MRI)檢查，將符合早產(chǎn)兒腦損傷診斷標準的早產(chǎn)兒46例作為研究組，其中男24例，女22例，平均胎齡(31.36±1.87)周，平均體質量(1.67±0.26)kg。早產(chǎn)兒腦損傷診斷標準[5]：(1)患兒具有可能引起腦損傷的高危因素，如腦缺氧、缺血與血流動力學紊亂、感染與炎性反應、血液系統(tǒng)疾病，產(chǎn)科高危因素，如血栓或羊水栓塞、異常分娩史、妊娠期并發(fā)癥及不良嗜好；(2)具有中樞性呼吸暫停、低血壓、高血壓或血壓波動、驚厥等臨床表現(xiàn)，也可無臨床癥狀；(3)腦部影像學檢查發(fā)現(xiàn)腦水腫、腦室周圍白質損傷、腦梗死、室管膜下出血、腦實質出血。其余無腦損傷的窒息早產(chǎn)兒50例作為對照組，其中男27例，女23例，平均胎齡(31.64±1.49)周，平均體質量(1.58±0.23)kg。納入標準：(1)窒息早產(chǎn)兒，胎齡<34周；(2)出生6 h入院。排除標準：(1)先天性或遺傳代謝性疾病早產(chǎn)兒；(2)神經(jīng)系統(tǒng)畸形早產(chǎn)兒；(3)神經(jīng)系統(tǒng)感染性疾病等早產(chǎn)兒。本研究經(jīng)本院倫理委員會批準。患兒家屬同意治療并簽署知情同意書。

1.2方法

1.2.1樣本采集 兩組早產(chǎn)兒均于出生后72 h采取頭部靜脈血3 mL，離心后收集上清，于-80 ℃保存待檢。

1.2.2血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平檢測 采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)檢測血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平，試劑盒均購自江蘇江萊生物科技有限公司，批號：JL60130、JL34117、JL35009。所有樣本均做3個復孔，取平均值，均由同一操作人員在同一臺儀器上完成。

1.2.3振幅整合腦電圖(aEEG)監(jiān)測腦功能 所有早產(chǎn)兒均于出生后48 h進行aEEG描記，記錄時間為8 h，使用美國Nicolet-one腦功能監(jiān)護儀，監(jiān)測患兒腦功能，由2位具有腦電圖認證資質的醫(yī)生參照評分系統(tǒng)對aEEG圖形進行連續(xù)性、睡眠覺醒周期、下邊界振幅和波譜帶寬度分別評分，各參數(shù)原始分數(shù)之和為總分，相應孕周窒息早產(chǎn)兒總平均值減去原始分得到校正后總分，校正后總分越大，aEEG異常程度越明顯。

1.2.4其他指標檢測 采用20項行為神經(jīng)測定方法(NBNA)[6]在糾正胎齡滿40 周后對神經(jīng)行為進行評分，總分40分，35分以下為異常。參照貝利嬰兒發(fā)展量表(BSID)，兩組患兒在3個月齡使用0～3歲嬰幼兒智能發(fā)育量表(CDCC)[7]調查神經(jīng)運動及智能發(fā)育測驗，本量表主要通過智力發(fā)育指數(shù)(MDI)和運動發(fā)育指數(shù)(PDI)評分進行評價。評定標準：≥80分為正常，70～<80分為邊緣狀態(tài)，<70分為異常。上述測試均由專人完成。

2 結 果

2.1兩組血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平比較 研究組患兒血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平明顯高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 兩組血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平比較

2.2兩組aEEG、NBNA、MDI、PDI評分比較 研究組aEEG評分明顯高于對照組，NBNA、MDI、PDI評分均明顯低于對照組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表2。

表2 兩組aEEG、NBNA、MDI、PDI評分比較分)

2.3腦損傷窒息早產(chǎn)兒血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平與aEEG、NBNA、MDI、PDI評分的相關性分析 腦損傷窒息早產(chǎn)兒血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平均與aEEG評分呈正相關(P<0.05)，與NBNA、MDI、PDI評分呈負相關(P<0.05)。見表3。

表3 腦損傷窒息早產(chǎn)兒血清HMGB1、GFAP、UCH-L1與aEEG、NBNA、MDI、PDI評分的相關性分析

2.4血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平對窒息早產(chǎn)兒腦損傷的診斷價值 血清HMGB1預測窒息早產(chǎn)兒腦損傷的曲線下面積為0.860(95%CI：0.786～0.933，P<0.05)，cut-off值為53.91 ng/mL，對應敏感度為71.70%，特異度為92.00%；血清GFAP預測窒息早產(chǎn)兒腦損傷的曲線下面積為0.781(95%CI：0.692～0.870，P<0.05)，cut-off值為2.06 ng/mL，對應敏感度為69.30%，特異度為89.00%；血清UCH-L1預測窒息早產(chǎn)兒腦損傷的曲線下面積為0.773(95%CI：0.680～0.866，P<0.05)，cut-off值為2.19 ng/mL，對應敏感度為68.70%，特異度為91.30%；三者聯(lián)合預測窒息早產(chǎn)兒腦損傷的曲線下面積為0.981(95%CI：0.961～1.000，P<0.05)，敏感度為97.80%，特異度為96.00%。見圖1。

圖1 血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平對窒息早產(chǎn)兒腦損傷的診斷價值

3 討 論

盡管近年來早產(chǎn)兒的存活率不斷上升，但仍低于足月兒，且早產(chǎn)兒并發(fā)癥的發(fā)生率也明顯高于足月兒。早產(chǎn)兒窒息可增加并發(fā)癥的發(fā)生，給家庭及社會帶來很大壓力和負擔。早產(chǎn)兒各器官形態(tài)及生理功能不成熟，發(fā)生窒息后，引起多臟器、多系統(tǒng)損害及代謝紊亂。缺氧導致早產(chǎn)兒糖酵解過程為無糖酵解，導致早產(chǎn)兒血糖降低，出現(xiàn)低血糖，且缺氧時患兒處于應激狀態(tài)，胰腺反應差，胰島素敏感度降低，可出現(xiàn)血糖升高，而血糖的異常升高和降低均可導致不同程度的腦損傷[8]。由腦損傷導致的認知障礙、語言障礙、行為心理問題、腦癱等對患兒存活后的生活質量產(chǎn)生嚴重影響。因此，研究該疾病發(fā)生的生物標志物對于及早發(fā)現(xiàn)腦損傷早產(chǎn)兒、盡早介入干預具有重要意義，可有效減少神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥的發(fā)生。

UCH-L1是一種結構緊湊、近乎球形的小分子蛋白，具有E3連接酶和水解酶活性，在神經(jīng)元核周體和樹突中分布較為集中，在腦組織中特異性表達，被視為腦損傷后的標志物[9]。有研究發(fā)現(xiàn)，UCH-L1與神經(jīng)退行性病變有關，如帕金森和阿爾茨海默病，其水平下降在阿爾茨海默病發(fā)生、發(fā)展過程中起一定作用[10-11]。另有研究發(fā)現(xiàn)，UCH-L1可反映外傷性腦損傷的嚴重程度，且是新生兒缺氧缺血性腦病的標志物[12]。GFAP是中樞神經(jīng)系統(tǒng)星形膠質細胞質內特異性酸性蛋白，參與細胞內細胞骨架重組、細胞信號轉導、細胞黏附、維持腦內髓鞘形成等[13]。星形膠質細胞是中樞神經(jīng)的重要成分，在維持內環(huán)境穩(wěn)定和細胞外液離子平衡中起重要作用。大量研究表明，GFAP是星形膠質細胞活化的特異性標志，在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中發(fā)揮著重要作用[14-15]。中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷后，星形膠質細胞活化增生，GFAP快速合成，且創(chuàng)傷后星形膠質細胞可表達和產(chǎn)生多種細胞因子和炎癥介質，從而開放血腦屏障，引起腦水腫，介導炎性反應[16]。血清GFAP和UCH-L1水平在創(chuàng)傷性顱腦損傷、缺血性腦卒中患者中均異常表達[17-18]。有研究報道，早產(chǎn)兒血清GFAP和UCH-L1水平可作為評估腦損傷的敏感標志物[3]，其具體機制尚不清楚，本研究檢測結果顯示，研究組患兒血清GFAP、UCH-L1水平均明顯高于對照組(P<0.05)，提示UCH-L1、GFAP可能參與窒息早產(chǎn)兒腦損傷。血清GFAP可能通過炎性反應參與腦損傷發(fā)病，具體機制有待進一步驗證。

HMGB1是具有高堿性和高酸性氨基酸含量的一組染色質相關蛋白，其基因位于人13q12染色體上，包括5個外顯子和4個內含子。HMGB家族分為HMGB1、HMGB2及HMGB3，三者在氨基酸序列上有80%的一致性。近年來，HMGB1被認為是一種新型前炎癥因子，參與缺血、缺氧性疾病的發(fā)生、發(fā)展過程[19]。HMGB1作為早期啟動因子從壞死細胞中釋放，可發(fā)揮其致炎作用，且對維持后期炎性反應起重要作用[20]。HMGB1可上調血管內皮細胞表面血管細胞黏附分子-1和細胞間黏附分子-1表達，增加內皮和炎癥細胞的黏附作用，刺激血管內皮細胞釋放炎癥因子，增強局部炎癥環(huán)境[21]。有研究發(fā)現(xiàn)，血清HMGB1水平變化與創(chuàng)傷性腦損傷患者的病情嚴重程度有關[22]。有研究發(fā)現(xiàn)，HMGB1還可以調節(jié)興奮性神經(jīng)遞質的釋放，如大鼠海馬區(qū)和小腦中HMGB1高表達可誘導神經(jīng)膠質細胞-神經(jīng)膠質體產(chǎn)生大量谷氨酸或谷氨酸類似物，而谷氨酸作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)最重要的興奮性神經(jīng)遞質，其水平過度升高可對神經(jīng)元產(chǎn)生明顯損傷[23]。腦損傷過程復雜，炎癥、氧化應激、細胞信號轉導等生理過程均可能參與其中，在本研究中，腦損傷窒息早產(chǎn)兒血清HMGB1水平高于對照組(P<0.05)，提示血清HMGB1水平與窒息早產(chǎn)兒發(fā)生腦損傷有關，目前對于HMGB1參與人腦損傷的具體機制尚不清楚，有待進一步研究。

aEEG可直觀反映腦細胞功能狀態(tài)，可用于檢測、評價早產(chǎn)兒腦損傷情況，NBNA評分是發(fā)現(xiàn)新生兒輕微腦損傷的一種實用、經(jīng)濟、有效的臨床檢查方法，CDCC評分是中國科學院心理研究所和中國兒童發(fā)展中心共同編制的嬰幼兒智能發(fā)育情況的檢查量表。本研究結果顯示，研究組aEEG評分明顯高于對照組，而NBNA、MDI、PDI評分均顯著低于對照組(P<0.05)，研究組患兒血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平與aEEG評分正相關，與NBNA、MDI、PDI評分負相關，提示血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平可反映窒息早產(chǎn)兒的腦損傷情況。此外，ROC曲線分析顯示，血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平單獨診斷窒息早產(chǎn)兒腦損傷的曲線下面積分別為0.860、0.781、0.773，三者聯(lián)合診斷的曲線下面積為0.981，診斷敏感度為97.80%，特異度為96.00%，優(yōu)于三者單獨檢測，提示檢測窒息早產(chǎn)兒血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平可有效篩出可能發(fā)生腦損傷的患兒，有利于盡早發(fā)現(xiàn)腦損傷早產(chǎn)兒，及時進行治療。但本研究樣本量較小，未對窒息早產(chǎn)兒腦損傷情況進行亞組分析，可能造成研究結果具有一定偏倚，將在下一步研究中應擴大樣本量進一步分析。

綜上所述，腦損傷窒息早產(chǎn)兒血清HMGB1、GFAP、UCH-L1水平升高，其血清GFAP、UCH-L1、HMGB1水平聯(lián)合檢測可用于窒息早產(chǎn)兒腦損傷的診斷。