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S100-β蛋白检测的临床应用
发布时间:2015-12-04   点击:

 

理化特性:
  S100蛋白最初由Moore等于1965年首先在牛脑组织中发现,因该蛋白在中性饱和硫酸铵中100%溶解而得名。由α和β两个链组成,其中S100-β蛋白由两个β链组成,被认为是一种钙传感器蛋白,通过钙离子信号转导途径在细胞增殖、分化、肌肉收缩、细胞凋亡中发挥重要的作用。低浓度的S100-β蛋白具有神经营养作用,神经胶质细胞可以旁分泌和自分泌S100-β蛋白,以促进神经的生长和修复,高浓度的S100-β蛋白具有神经毒性作用,在体外通过一氧化氮(NO)依赖途径诱导神经细胞死亡,在钙离子的参与下可以调节依赖P53基因细胞的生长抑制和凋亡。S100-β蛋白主要在肾脏代谢,生物半衰期为25.3±5.1min。
  S100-β蛋白检测主要采用免疫学方法,常用的有放射免疫学,荧光免疫学,ELISA等,可检测生物体液中S100-β蛋白的浓度。正常情况下,96%的S100-β蛋白存在于脑组织中,以高浓度主要分布于中枢神经系统和周围神经系统的星型胶质细胞,雪旺细胞,某些神经元细胞、黑色素细胞,软骨细胞,脂肪细胞和皮肤朗格汉斯细胞等。分布特异性高,在成人血清中含量极低且相当稳定,可在室温或者4℃全血标本保存48小时而不受影响,因此被认为是脑内特异性蛋白。
临床应用:
  临床常用检测S100-β蛋白的标本包括脑组织间液、脑脊液、血清和尿液。脑脊液和血清是最常用的标本,脑脊液中的S100-β含量代表全脑平均值,蛋白主要来源于神经胶质细胞、特异性高,受干扰因素少。血清S100-β蛋白的含量表示机体的平均值,采集方便,蛋白来源可以有多种细胞,在非神经系统损伤、肿瘤性病变以及应激状态下均可能出现S100-β含量的改变,干扰因素较多。正常情况下脑脊液S100-β含量高于血清S100-β含量。尿液作为样本检测S100-β蛋白,主要用于2岁以下婴幼儿,但由于尿液含量低,有时可能检测为阴性结果。婴幼儿血清中S100-β正常值远远高于成人,故可以在尿中检测其含量。
  1、 神经系统疾病
  S100-β在脑组织中含量较高,曾被认为是神经系统特异性蛋白,神经胶质细胞的标志蛋白,当脑损伤或血脑屏障损伤时,S100-β可以释放至血液,血中检测到其浓度升高。并且其浓度随病情和时间的变化而变化。
  ①脑血管疾病:急性缺血性脑卒中和出血性脑血管病时,神经胶质细胞和神经元损伤,可引起大量S100-β蛋白释放,从而引起脑脊液及血液中S100-β蛋白浓度升高。且其升高水平与疾病程度呈正相关,因此S100-β蛋白水平可以反映脑血管疾病患者中枢神经的损害严重程度及动态变化,有助于脑血管疾病的诊断、病情动态观察、疗效评价及预后判断。
  ②脑外伤所致颅脑损伤时:S100-β蛋白水平对脑外伤诊断有指导意义。部分脑外伤患者在影像学检查尚未发现病变前,血清S100-β蛋白水平即升高。部分CT检查正常患者有血S100-β浓度升高,进行MRI检查显示有脑损伤。因此,S100-β蛋白水平升高是脑损伤早期而灵敏标志物,此外,颅脑损伤时检测血清S100-β蛋白水平是判断其损伤程度和预后的客观指标。颅脑外伤急性期如果血清S100-β蛋白持续升高,常提示患者出现严重颅脑损伤,常伴有较高的病死率和致残率。
  颅脑损伤后血清S100-β蛋白浓度与病情呈正相关,病情越重,S100-β蛋白浓度越高,昏迷程度越深,血清S100-β蛋白水平的改变越明显。特别是伤后48小时内测定S100-β蛋白水平,对于颅脑损伤严重程度的判断有临床实际意义。重伤患者1周左右S100-β含量逐步下降至正常水平,非重伤患者72小时内S100-β蛋白含量已逐步下降至正常范围内,说明重型颅脑外伤患者S100-β蛋白明显升高会持续较长一段时间,有个动态变化过程。S100-β蛋白水平的监测也可以作为治疗的监测指标。在治疗期间,如果S100-β蛋白水平再次升高或持续在高水平,提示损伤严重或有继发性损伤。而治疗后S100-β蛋白水平能迅速降低, 则说明治疗效果可靠。因此,对于颅脑损伤患者治疗期间动态监测S100-β蛋白水平,对于评定治疗效果和判断继发性颅脑损伤程度也是有意义的。
  ③病毒性脑炎:脑炎所致脑损害可引起脑脊液中S100-β蛋白的增高,尤其以单纯疱疹病毒性脑炎明显,当出现临床症状时,S100-β蛋白增高,而增高的程度与脑细胞坏死的范围有关,与其病理学改变相一致。因此高浓度的S100-β蛋白提示预后不良。
  ④克-雅病:S100-β蛋白被认为是克-雅病患者血清中生物学标志物,存在于克-雅病的各个时期,对克-雅病的诊断具有重要意义。
  ⑤其他:此外,S100-β蛋白与多种神经性疾病相关,如格林-巴利综合征、细菌性脑膜炎、癫痫、唐氏综合征、多发性硬化、阿尔茨海默病等的血清S100-β蛋白水平增高。S100-β蛋白检测可对上述疾病的诊断、治疗评估及预后判断提供一定的参考依据。
  2、 精神疾病
  S100-β蛋白作为星型胶质细胞活跃的标志物,对精神疾病患者尤其是精神分裂症患者的病情评估具有指导性意义。血清中S100-β蛋白水平增高的精神分裂症患者,往往存在记忆缺损,造成记忆缺损的原因可能与星型胶质细胞的活化密切相关,检测S100-β蛋白的水平,可对患者的病情做出合理的评估。
  3、 恶性黑色素瘤
  S100-β蛋白在肿瘤方面的研究主要集中于恶性黑色素瘤。1980年,国外学者首先发现,转移性黑色素瘤能够产生S100-β蛋白,S100-β蛋白由于肿瘤细胞代谢、坏死可以被释放到外周血,用免疫学的方法可以检测到其血清水平。目前,S100-β蛋白检测在黑色素瘤的分期、发展、转移、治疗监测和预后判断方面的价值越来越受到人们的重视。
  4、 围产期筛查
  ①羊水中S100-β蛋白浓度测定可用来判断胎儿宫内死亡的危险性,其诊断的灵敏度、特异性和阴性预测值可达100%。
  ②宫内发育迟缓的胎儿,脐血中S100-β蛋白浓度的提高则提示出现脑神经损伤。
  ③羊水中S100-β蛋白浓度升高还见于唐氏综合征,在孕13-18周升高,并且与孕龄呈正相关。
  5、 婴幼儿疾病
  S100-β也被用于新生儿缺血性脑病(HIE)的早期诊断和损伤程度的判断。HIE患儿S100-β水平显著高于正常新生儿,HIE程度越重,S100-β蛋白升高越明显。但需要注意的是2岁以下婴幼儿S100-β蛋白正常值高于成人,不同的监测方法对监测结果也有不同的干扰,一些非神经细胞来源的S100-β蛋白也可能影响监测结果,所以需谨慎评价S100-β在婴幼儿疾病中的临床意义。
  6、 中枢神经系统以外的疾病所致颅脑损伤
  ①系统性红斑狼疮(SLE)或其他结缔组织疾病伴发的神经、精神症状:SLE患者伴有神经或精神症状时,其血清S100-β蛋白水平显著升高,但是某些无神经症状的SLE患者也会出现S100-β蛋白水平升高。
  ②心脏手术伴发脑灌注不良-脑损伤时,S100-β蛋白水平升高,国外研究显示心脏手术后两天S100-β蛋白水平升高提示有严重后果,特别是出现神经系统并发症,死亡率高,预后差。
  ③其他:低氧血症、心肺复苏、体外循环、暴发性肝功能衰竭等疾病继发脑损伤的患者也会出现S100-β的显著升高。
与其他神经标志物的对比:
  1、 神经元特异性烯醇化酶(NSE):是存在于神经元细胞中的一种可溶性胞浆蛋白,主要参与糖酵解、催化磷酸烯醇化丙酮酸的生成。在颅脑外伤时由于神经元完整性破坏,使得大量NSE从细胞内释放出来,通过破坏的血脑屏障进入血液。和S100-β蛋白一样,NSE也可以来源于非神经细胞。NSE没有年龄的区别,但需要注意在溶血的情况下,NSE可以发生假阳性反应。有人用不同S100-β和NSE浓度为分界标准评估预后,将所得的真阳性率和假阳性率作图所得曲线比较,发现在相同的敏感度下S100-β对预后的评估较NSE更特异,在相同特异度下,S100-β对预后的评估较NSE更敏感,由此说明S100-β对颅脑损伤预后的评估更敏感、更特异。由于S100-β具有热稳定性,不受溶血、低温、肝素等因素的影响,并可在室温或4度全血标本中保存48小时。故很多学者主张S100-β和NSE两者结合更有利于脑损伤临床的判断。
  2、 髓鞘碱性蛋白(MBP):是中枢神经系统少突细胞和周围神经系统雪旺细胞合成的一种强碱性膜蛋白,与S100-β蛋白相比,作为中枢神经系统生化标志物MBP特异性更强,但敏感性较低。与S100-β蛋白主要用于疾病诊断和病情评估不同,MBP还用于临床治疗,标志有MBP微基因的雪旺细胞不仅能在宿主脊髓内存活,而且还有非常活跃的功能,如分泌多种神经营养因子维持受损神经元的存活,为再生提供先决条件。
临床应用原则:
临床应用注意点:
  1、 被检标本中S100-β来源:血清S100-β的主要来源是神经细胞,但一些非神经细胞在损伤时也可释放S100-β,所以在S100-β升高时,不仅要考虑到神经系统的损伤,也要考虑到其他器官系统疾病的可能。
  2、 不同检测方法可能出现不同结果,这是因为各种检测方法均有局限性,检测结果受干扰因素较多,对检测样本需要做必要的处理尽量减少来自样品内部的影响因素,同时在检测过程中应规范操作,避免外部因素对结果的影响。