郝文炯 折刚刚 白茫茫 郭 杰 白晓斌 李 健 王茂德▲

1.延安大学附属医院神经外科，陕西延安716000；2.西安交通大学第一附属医院神经外科，陕西西安710061

颅脑损伤患者血清脑红蛋白含量与神经损伤程度的相关性研究

郝文炯1折刚刚1白茫茫1郭 杰1白晓斌2李 健1王茂德2▲

1.延安大学附属医院神经外科，陕西延安716000；2.西安交通大学第一附属医院神经外科，陕西西安710061

目的研究颅脑损伤患者血清脑红蛋白含量与神经损伤程度的相关性。方法选择2012年4月～2015年10月在延安大学附属医院（以下简称“我院”）收治的38例颅脑外伤患者作为观察组，包括轻度损伤13例、中度损伤16例、重度损伤9例；选择同期在我院体检的40例健康志愿者作为对照组，采集两组患者的血清并测定脑红蛋白（NGB）、泛素羧基末端水解酶-L1（UCH-L1）、神经元特异性烯醇化酶（NSE）、S100β蛋白、胶质纤维酸性蛋白（GFAP）的含量，采用全面无反应性量表（FOUR）评价观察组患者的神经功能。结果观察组患者的血清NGB［（325.27± 55.11）比（57.33±8.15）pg/mL］、UCH-L1［（1.14±0.17）比（0.15±0.02）ng/mL］、NSE［（32.46±6.11）比（6.71±0.82）ng/mL］、S100β［（1.05±0.16）比（0.53±0.08）pg/mL］、GFAP［（22.52±4.18）比（10.69±1.73）pg/mL］含量显著高于对照组，差异均有统计学意义（P＜0.05）；颅脑损伤程度越严重，血清NGB、UCH-L1、NSE、S100β、GFAP的含量越高，睁眼反应、运动反应、脑干反射、呼吸节律评分越低（P＜0.05）；血清NGB含量与UCH-L1、NSE、S100β、GFAP含量均呈正相关（r=0.668、0.637、0.701、0.725，均P＜0.05）；血清NGB含量与睁眼反应、运动反应、脑干反射、呼吸节律评分均呈负相关（r=-0.628、-0.714、-0.683、-0.709，均P＜0.05）。结论颅脑损伤患者血清NGB含量显著升高且与神经功能的损伤程度具有良好的相关性，是评估颅脑损伤严重程度理想的实验室指标。

颅脑损伤；脑红蛋白；神经功能；相关性

颅脑损伤是神经外科常见的外伤类型和危急重症，外伤所引起的颅内血肿、脑组织水肿、颅内压升高以及脑疝均会造成神经功能损伤。该病的病情较为危重且临床症状进展迅速，致残率和致死率均较高［1-2］。目前，临床上评估颅脑损伤的病情主要依靠临床症状以及影像学检查，尚缺乏特异性的实验室指标。脑红蛋白（neuroglobin，NGB）是脑组织内新发现的一类携氧蛋白，缺氧缺血的刺激能够增加NGB的表达并发挥对神经元的保护作用［3-5］。局部脑组织缺血缺氧是颅脑损伤后重要的病理特征，继发性引起的氧化应激反应激活、炎症介质和自由基释放会造成神经功能的损伤［6-7］。颅脑损伤所引起的局部组织缺血缺氧是否会造成NGB表达的改变尚未见报道，血清中NGB含量能否用于颅脑损伤的病情评估也尚不明确。本研究分析了颅脑损伤患者血清NGB含量与神经损伤程度的相关性。

1 对象与方法

1.1 对象

选择2012年4月～2015年10月于延安大学附属医院（以下简称“我院”）急诊就诊的38例颅脑损伤患者并纳入研究的观察组，纳入标准：①有明确的外伤史，伤后12 h内送至急诊；②入院时格拉斯哥昏迷评分（GCS）3～12分；③病历资料完整且血清标本保存完整。排除标准：①既往有脑梗死、脑出血病史的患者；②有精神异常或其他精神神经系统疾病；③凝血功能障碍；④伤后送至急诊的时间超过12 h。选择同期在我院体检的40例健康志愿者作为对照组，经体检排除精神异常和神经系统疾病。观察组患者中男23例，女15例，年龄（41.58±7.39）岁；对照组男25例，女15例，年龄（42.12±6.89）岁。两组受试者性别、年龄等一般资料比较差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

1.2 研究方法

1.2.1 血清标本采集方法观察组患者于入院时采集外周静脉血4～5 mL，对照组健康志愿者于体检时采集外周静脉血4～5 mL，EDTA抗凝并放置在室温静置20 min，而后在4℃离心机中3000 g离心15 min，分离血清并分装进入1.5 mL EP管中，保存于-80℃冰箱。

1.2.2 血清指标检测方法检测时，将血清样本从冰箱中取出并室温解冻，采用上海西唐生物公司的酶联免疫吸附试剂盒测定NGB、泛素羧基末端水解酶-L1（Ubiquitin carboxy-terminal hydrolases-L1，UCH-L1）、神经元特异性烯醇化酶（Neuron-specific enolase，NSE）、S100β蛋白、胶质纤维酸性蛋白（Glial fibrillary acidic protein，GFAP）的含量。

1.2.3 神经功能评价方法入院时采用全面无反应性量表（Full outline of unresponsiveness，FOUR）量表评价观察组患者的神经功能，量表包括睁眼反应、运动反应、脑干反射以及呼吸节律4个方面，每个项目均分为0～4分4个等级，满分16分，得分越高、神经功能越理想。

1.3 统计学方法

采用SPSS 20.0统计学软件进行数据分析，计量资料数据用均数±标准差（±s）表示，多组间比较采用单因素方差分析，两组间比较采用LSD-t检验；计数资料用率表示，组间比较采用χ2检验，两资料间的相关性采用Pearson检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组血清指标比较

观察组患者血清中NGB、UCH-L1、NSE、S100β、GFAP的含量显著高于对照组，两组间差异有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

表1 两组血清指标比较（±s）

表1 两组血清指标比较（±s）

注：NGB：脑红蛋白；UCH-L1：泛素羧基末端水解酶-L1；NSE：神经元特异性烯醇化酶；GFAP：胶质纤维酸性蛋白

组别NGB（pg/mL）UCH-L1（ng/mL）NSE（ng/mL）S100β（pg/mL）GFAP（pg/mL）对照组观察组t值P值57.33±8.15 325.27±55.11 37.944＜0.05 0.15±0.02 1.14±0.17 52.933＜0.05 6.71±0.82 32.46±6.11 44.184＜0.05 0.53±0.08 1.05±0.16 10.955＜0.05 10.69±1.73 22.52±4.18 13.298＜0.05

2.2 不同颅脑损伤严重程度患者的血清指标

方差分析结果显示：不同颅脑损伤严重程度患者的血清NGB、UCH-L1、NSE、S100β、GFAP含量比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）；LSD-t检验两两比较显示：中度和重度颅脑损伤患者的血清NGB、UCHL1、NSE、S100β、GFAP含量均高于轻度颅脑损伤患者，重度颅脑损伤患者的血清NGB、UCH-L1、NSE、S100β、GFAP含量均高于中度颅脑损伤患者，差异均有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

2.3 不同颅脑损伤严重程度患者的FOUR评分

方差分析结果显示：不同颅脑损伤严重程度患者入院时的睁眼反应、运动反应、脑干反射、呼吸节律评分比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）；LSD-t检验两两比较显示：中度和重度颅脑损伤患者入院时的睁眼反应、运动反应、脑干反射、呼吸节律评分低于轻度颅脑损伤患者，重度颅脑损伤患者入院时的睁眼反应、运动反应、脑干反射、呼吸节律评分低于中度颅脑损伤患者，差异均有统计学意义（P＜0.05）。见表3。

表2 不同颅脑损伤严重程度患者的血清指标比较（±s）

表2 不同颅脑损伤严重程度患者的血清指标比较（±s）

注：与轻度颅脑损伤比较，*P＜0.05；与中度颅脑损伤比较，#P＜0.05；NGB：脑红蛋白；UCH-L1：泛素羧基末端水解酶-L1；NSE：神经元特异性烯醇化酶；GFAP：胶质纤维酸性蛋白

严重程度例数NGB（pg/mL）UCH-L1（ng/mL）NSE（ng/mL）S100β（pg/mL）GFAP（pg/mL）轻度颅脑损伤中度颅脑损伤重度颅脑损伤P值13 16 9 173.51±22.46 279.42±38.95*414.25±69.25*#＜0.05 0.58±0.09 1.01±0.14*1.72±0.25*#＜0.05 15.29±2.69 29.18±4.93*49.22±8.14*#＜0.05 0.78±0.10 1.09±0.17*1.83±0.26*#＜0.05 16.28±2.86 21.48±3.59*30.49±5.24*#＜0.05

表3 不同颅脑损伤严重程度患者的FOUR评分比较（分，±s）

表3 不同颅脑损伤严重程度患者的FOUR评分比较（分，±s）

注：与轻度颅脑损伤比较，*P＜0.05；与中度颅脑损伤比较，#P＜0.05

严重程度睁眼反应运动反应脑干反射呼吸节律轻度颅脑损伤中度颅脑损伤重度颅脑损伤P值3.05±0.61 2.26±0.32*1.35±0.24*#＜0.05 3.32±0.48 2.52±0.42*1.52±0.19*#＜0.05 2.93±0.42 2.33±0.29*1.77±0.22*#＜0.05 3.18±0.37 2.19±0.34*1.71±0.27*#＜0.05

2.4 血清NGB含量与神经损伤分子、FOUR评分的相关性

Pearson相关性分析结果显示，血清NGB含量与UCH-L1、NSE、S100β、GFAP含量呈正相关（r=0.668、0.637、0.701、0.725，均P＜0.05）；血清NGB含量与睁眼反应、运动反应、脑干反射、呼吸节律评分呈负相关（r=-0.628、-0.714、-0.683、-0.709，均P＜0.05）。

3 讨论

NGB是携氧球蛋白家族的成员之一，主要表达在脑组织且与氧具有极高的亲和力、能够可逆性地结合氧［8-9］。脑组织通过NGB能够完成对氧气的摄取、运输和利用，尤其是在氧浓度极低的病理情况下，NGB仍然能够通过与氧极高的亲和力来提高脑组织对氧的利用率［10］。已有离体研究及动物实验证实，缺血缺氧条件下脑组织中NGB表达上调是机体自身的代偿和保护机制，能够减轻缺血缺氧所造成的损伤功能损害［11-13］。局部脑组织缺血缺氧是颅脑损伤后重要的病理特征，但是关于颅脑损伤后NGB的表达情况以及血清中NGB含量的变化情况尚未见明确报道。

目前临床上尚缺乏评估颅脑损伤病情严重程度的实验室指标，本研究对颅脑损伤患者血清中NGB的含量进行了测定，结果显示：观察组患者血清中NGB的含量显著高于对照组且颅脑损伤的程度越重（GCS评分越低）、血清NGB含量越高。由此说明颅脑损伤患者的血清NGB含量显著升高且与损伤的严重程度有关，NGB可能是机体对颅脑损伤的自我保护反应。我们在上述研究中评估颅脑损伤严重程度的依据是GCS量表评分，虽然GCS能够准确评估昏迷程度，但是对脑干损伤、呼吸节律等方面的评估价值有限，进而会影响GCS评分对颅脑损伤严重程度的评估。为了更进一步明确血清NGB含量对颅脑损伤严重程度的评估价值，我们对血清中神经损伤分子的含量、FOUR评分与NGB含量的相关性进行了分析。UCH-L1、NSE、S100β、GFAP是临床评估神经损伤的常用分子［14-18］，本研究结果显示：观察组患者血清中UCH-L1、NSE、S100β、GFAP的含量显著高于对照组且与血清NGB含量呈正相关。FOUR量表是近年来新提出的昏迷评分系统，在GCS评分的基础上增加了脑干反射和呼吸节律评分，能够更为全面地评估昏迷患者的神经损伤程度［19-22］。本研究结果显示：颅脑损伤程度越重、患者的FOUR评分越低且血清NGB含量与FOUR评分呈负相关。上述结果说明血清NGB含量与颅脑损伤患者的神经损伤分子含量、FOUR评分具有良好相关性，能够评估颅脑损伤患者的神经损伤程度。

综上所述，颅脑损伤患者血清NGB含量显著升高且与神经功能的损伤程度具有良好的相关性，是评估颅脑损伤严重程度理想的实验室指标。

［1］Gao J，Zheng Z.Development of prognostic models for patients with traumatic brain injury：a systematic review［J］. Int J Clin Exp Med，2015，8（11）：19881-19885.

［2］王大芬，王强，周定耕.闭合性颅脑损伤患者凝血功能变化与预后的关系［J］.海南医学院学报，2015，21（3）：387-389.

［3］Haines B，Mao X，Xie L，et al.Neuroglobin expression in neurogenesis［J］.Neurosci Lett，2013，9（549）：3-6.

［4］Qiu XY，Chen XQ.Neuroglobin-recent developments［J］. Biomol Concepts，2014，5（3）：195-208.

［5］Li WD，Sun Q，Zhang XS，et al.Expression and cell distribution of neuroglobin in the brain tissue after experimental subarachnoid hemorrhage in rats：a pilot study［J］.Cell Mol Neurobiol，2014，34（2）：247-255.

［6］Cepeda S，Gómez PA，Castano-Leon AM，et al.Traumatic intracerebral hemorrhage：risk factors associated with progression［J］.J Neurotrauma，2015，32（16）：1246-1253.

［7］Engelhardt S，Huang SF，Patkar S，et al.Differential responses of blood-brain barrier associated cells to hypoxiaand ischemia：a comparative study［J］.Fluids Barriers CNS，2015，17（12）：4.

［8］Chen H，Cao HL，Chen SW，et al.Neuroglobin and Nogoa as biomarkers for the severity and prognosis of traumatic brain injury［J］.Biomarkers，2015，20（6-7）：495-501.

［9］Chen X，Liu Y，Zhang L，et al.Long-term neuroglobin expression of human astrocytes following brain trauma［J］. Neurosci Lett，2015，8（606）：194-199.

［10］Shang A，Yang Y，Wang H，et al.Upregulation of neuroglobin expression and changes in serum redox indices in a rat model of middle cerebral artery occlusion［J］. Mol Med Rep，2015，12（2）：1693-1698.

［11］Liu Y，Li B，Li Q，et al.Neuroglobin up-regulation after ischaemic pre-conditioning in a rat model of middle cerebral artery occlusion［J］.Brain Inj，2015，29（5）：651-657.

［12］Sen Santara S，Roy J，Mukherjee S，et al.Globin-coupled heme containing oxygen sensor soluble adenylate cyclase in Leishmania prevents cell death during hypoxia［J］. Proc Natl Acad Sci USA，2013，110（42）：16790-16795.

［13］Liu ZF，Zhang X，Qiao YX，et al.Neuroglobin protects cardiomyocytes against apoptosis and cardiac hypertrophy induced by isoproterenol in rats［J］.Int J Clin Exp Med，2015，8（4）：5351-5360.

［14］Di Pietro V，Amorini AM，Lazzarino G，et al.S100B and glial fibrillary acidic protein as indexes to monitor Damage Severity in an in vitro model of traumatic brain injury［J］.Neurochem Res，2015，40（5）：991-999.

［15］Yuan SM.S100 and S100β：biomarkers of cerebral damage in cardiac surgery with or without the use of cardiopulmonary bypass［J］.Rev Bras Cir Cardiovasc，2014，29（4）：630-641.

［16］Huang XJ，Glushakova O，Mondello S，et al.Acute Temporal Profiles of Serum Levels of UCH-L1 and GFAP and Relationships to Neuronal and Astroglial Pathology following Traumatic Brain Injury in Rats［J］.J Neurotrauma，2015，32（16）：1179-1189.

［17］Li J，Yu C，Sun Y，Li Y.Serum ubiquitin C-terminal hydrolase L1 as a biomarker for traumatic brain injury：a systematic review and meta-analysis［J］.Am J Emerg Med，2015，33（9）：1191-1196.

［18］Kou Z，Gattu R，Kobeissy F，et al.Combining biochemical and imaging markers to improve diagnosis and characterization of mild traumatic brain injury in the acute setting：results from a pilot study［J］.PLoS One，2013，8（11）：e80296.

［19］Gorji MA，Hoseini SH，Gholipur A，et al.A comparison of the diagnostic power of the Full Outline of Unresponsiveness scale and the Glasgow coma scale in the discharge outcome prediction of patients with traumatic brain injury admitted to the intensive care unit［J］.Saudi J Anaesth，2014，8（2）：193-197.

［20］郭永祥，孙霞.奥拉西坦对重型颅脑损伤患者TNF-α的影响［J］.海南医学院学报，2015，21（9）：1222-1224.

［21］Kramer AA，Wijdicks EF，Snavely VL，et al.A multicenter prospective study of interobserver agreement using the Full Outline of Unresponsiveness score coma scale in the intensive care unit［J］.Crit Care Med，2012，40（9）：2671-2676.

［22］邓李.颅脑损伤患者血清神经元特异性烯醇化酶及心肌酶的变化及临床意义［J］.中国医药导报，2016，13（5）：79-82.

Relationship study between serum brain red protein content and the degree of nerve injury in patients with brain injury

HAO Wenjiong1ZHE Ganggang1BAI Mangmang1GUO Jie1BAI Xiaobin2LI Jian1WANG Maode2▲
1.Department of Neurosurgery，Affiliated Hospital of Yan＇an University，Shaanxi Province，Yan＇an716000，China；2.Department of Neurosurgery，the First Affiliated Hospital，School of Medicine，Xi＇an Jiaotong University，Shaanxi Province，Xi＇an710061，China

Objective To study the relationship between serum brain red protein content and the degree of nerve injury in patients with brain injury.Methods 38 cases of traumatic brain injury patients in Affiliated Hospital of Yan＇an University（“our hospital”for short）from April 2012 to October 2015 were selected as observation group，including 13 cases of mild injury，16 cases of moderate injury and 9 cases of severe injury，40 cases of healthy volunteers received physical examination in our hospital during the same period were selected as control group.Serum of two groups were collected and the contents of brain neuroglobin（NGB），ubiquitin carboxy terminal terminal hydrolase L1（UCH-L1），neuron specific enolase（NSE），S100 beta protein，glial fibrillary acidic protein（GFAP）were determined.Neurological function of the observation group was determined by full outline of unresponsiveness.Results The contents of serum NGB［（325.27± 55.11）vs（57.33±8.15）pg/mL）］，UCH-L1［（1.14±0.17）vs（0.15±0.02）ng/mL］，NSE［（32.46±6.11）vs（6.71±0.82）ng/mL］，S100 beta［（1.05±0.16）vs（0.53±0.08）pg/mL］，GFAP［（22.52±4.18）vs（10.69±1.73）pg/mL］of the observation group were significantly higher than those in control group（P＜0.05），the more serious the degree of brain injury，the higher the contents of serum NGB，UCH-L1，NSE，S100-β，GFAP，the lower the scores of eyes reaction，motion response，brainstem reflex，respiratory rhythm（P＜0.05）；content of serum NGB was positively correlated with UCH-L1，NSE，S100β，GFAP（r=0.668，0.637，0.701，0.725，all P＜0.05）；content of serum NGB was negatively correlated with eyes reaction，motion response，brainstem reflex，respiratory rhythm（r=-0.628，-0.714，-0.683，-0.709，all P＜0.05）.Conclusion Content of serum NGB of patients with traumatic brain injury is significantly increased，and has good correlation with the degree of nerve function injury，it is an ideal laboratory index to evaluate the severity of brain injury.

Brain injury；Brain red protein；Neurological function；Correlation

R741

A

1673-7210（2016）07（b）-0026-04

2016-04-03本文编辑：任念）

▲通讯作者