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【摘要】 目的：通过检测中重型颅脑损伤后脑脊液及血清中S100B蛋白随时间的水平变化，研究血清及脑脊液中S100B蛋白水平变化的相关性。方法：选取对照组人群48例，测定其血清及脑脊液中S100B蛋白水平。选取中重度颅脑损伤患者（GCS 6～12分）96例，分别于伤后的1、3、5、7、14、21 d取血及脑脊液，检测其S100B水平，比较伤后不同时间的S100B蛋白水平的变化。结果：中重型颅脑损伤后患者血清及脑脊液（Cerebrospinal fluid，CSF）中S100B蛋白水平随时间不断变化的，CSF和血清S100B蛋白峰值均发生在伤后第1天和第3天，各时间点CSF和血清S100B蛋白水平均高于健康对照组，差异有统计学意义（P<0.05），且伤后一段时间内CSF和血清S100B蛋白水平存在一定的相关性。结论：伤后早期脑脊液和血清S100B蛋白水平彼此密切相关，但是随着时间的推移这种相关性逐渐减低。
【关键词】 颅脑损伤； 血清； 脑脊液； S100B蛋白
随着社会的发展，发生颅脑创伤的人数也在逐渐的增高，其高致命性和致残率给社会和家庭带来了沉重的负担。自S100B蛋白被发现以来，科研和临床工作者投入了大量的时间和精力对其进行研究，而其中的大部分研究表明，S100B蛋白作为中枢神经系统（central nervous system ，CNS）的特异性标志物，可用于评估CNS损伤的有效指标[1]。与格拉斯哥昏迷评分（glasgow coma scale，GCS）、瞳孔反射和计算机断层扫描（computed tomography，CT）这些指标相比，S100B蛋白具有这些指标所没有的高灵敏度，在一定的时间段内检测TBI患者脑脊液、血液或尿液中S100B蛋白水平的变化，可以预测TBI的病情变化、预后及其继发性损伤[2]。目前大量研究证实血清S100B蛋白对颅脑损伤（traumatic brain injure ，TBI）有高度的敏感性和特异性，其水平变化与临床症状、体征及影像学改变密切相关[3]。
然而，目前国内外学者有对脑外伤后1，6-二磷酸果糖早期治疗及外周静脉血白细胞水平与SIRS等相关之间的研究，却没有进行CSF和血清S100B蛋白水平时间关系研究[4-5]。因此，本研究通过测定CSF和血清S100B蛋白水平，研究TBI后CSF和血清S100B蛋白的时间分布情况。
1 资料与方法
1.1 一般资料 选择本院神经外科2013年1月-2014年6月间收治的不同外伤原因所致的96例中重度（依据GCS评分）TBI患者为研究组，男58例，女38例，年龄18～62岁，平均（33.5±11.6）岁。详细记录患者的年龄、住院号、GCS评分、血清及脑脊液采集时间等。纳入标准：（1）年龄≥16岁；（2）入院有明确的头颅外伤史；（3）GCS 6～12分；（4）无其他严重复合伤的患者。排除标准：GCS≤5分、入院前心脏或呼吸骤停、入院前存在长期的缺氧或低血压、伤后3 d内脑死亡、贯通性TBI。对照组：选择无CNS疾病、无TBI、年龄18～65岁、长骨骨折内固定术后3～6个月取钢板48例患者作为“正常”人群，作为健康对照组。治疗：根据TBI治疗指南进行治疗。
1.2 方法 标本的采集与保存：全部病例均采集CSF和血清样本。血清及CSF采集时间为入院后第1、3、5、7、14、21天。健康对照组每人采集一次CSF和血清，血清和脑脊液样品在3000 rpm下离心分离，至少为5 min，并等分，然后保存在-80 ℃，直到批量分析，CSF和血清样本在伤后特定时间点匹配采集。
S100B蛋白的检测：使用S100B蛋白酶联免疫吸附试验（ELISA）试剂盒，试剂盒由DRG公司生产，严格按照试剂盒说明书进行操作。
1.3 统计学处理 采用SPSS 17.0统计软件分析，数据相关性采用Spearman相关分析，计量资料采用（x±s）表示，比较采用t检验，计数资料采用 字2检验，以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 96例患者各时间点脑脊液和血清S100B蛋白水平 CSF和血清S100B蛋白峰值均发生在伤后第1天和第3天，各时间点CSF和血清S100B蛋白水平均高于健康对照组（P<0.05）[健康对照组：CSF（0.08±0.01）ng/mL；血清（0.31±0.12）pg/mL]。脑脊液和血清浓度随着时间逐渐下降，在脑脊液中，第1天值显著高于第3天值，差异有统计学意义（P<0.05）；与脑脊液比较，血清值下降的并不显著，但是第1天值显著高于第3天值，差异有统计学意义（P<0.05），第3天值也显著高于第5天值，差异有统计学意义（P<0.05），见表1。
2.2 同一时间点脑脊液和血清S100B蛋白水平的相关性分析 伤后各时间点CSF和血清S100B蛋白水平存在一定的相关性。脑脊液/血清相关性在第1天最强（r=0.78），其次为第3天（r=0.67），随着时间的推移，CSF和血清S100B蛋白水平的相关性逐渐下降，在第5天后这种相关性不显著，见图1。
另外，血清S100B蛋白的均值和峰值均与创伤严重程度评分（injury severity score，ISS）评分显著相关（r=0.27、0.26，P<0.05），但是脑脊液S100B蛋白的均值或峰值与ISS评分不存在相关性。
3 讨论
3.1 S100蛋白 是一组低分子酸性钙结合蛋白，相对分子质量21 000，因其可溶解在pH值为7.0的饱和硫酸铵溶液中，故命名为S100蛋白，由α和β两种亚基组成。S100B蛋白主要存在于中枢神经系统的神经胶质细胞、施万细胞中，其重要的生物学作用是调节神经胶质细胞及神经元中纤维蛋白及中间丝的合成，参与细胞内的分化、凋亡等生理过程[6]。此外，其还具有神经营养、信号调节因子等作用[7-8]。 图1 伤后各时间点脑脊液和血清S100B水平的相关性
目前认为正常人由于脑细胞及血脑屏障的完整性，血液中、脑脊液中S100B的水平极低，但由于某些疾病、TBI或某些原因（如脑血管出血、病毒性脑炎、儿童脑震荡、新生儿缺氧、脑肿瘤、神经炎症、神经退行性变等）可以使细胞内的S100B释放到细胞外，进入到脑脊液中，或者透过受损的血脑屏障进入到血液中，从而使血液和脑脊液中S100B浓度升高[9-14]。然而，部分科研人员通过研究发现，关于血清S100B蛋白水平的来源还没有得到充分的理解，S100B蛋白作为与TBI病理生理有关的损害或神经保护的标识物的作用目前尚不完全清楚[3，15]。由于这些问题，研究TBI脑脊液和血清中S100B蛋白水平是十分重要的。
3.2 笔者的研究资料 显示脑脊液和血清的峰值通常发生在伤后第一个24 h内。在伤后早期脑脊液和血清S100B蛋白水平彼此密切相关，而在稍后的时间点，彼此的相关性逐渐减弱。这种S100B蛋白相关性减弱的原因可能是多因素的，可能与血脑屏障完整性的动态变化以及从脑外来源的S100B蛋白有关。这与其它研究相一致[16-17]。
血清S100B蛋白不能较好地评估预后的原因可能是多因素的。在采样早期，S100B蛋白的脑脊液/血清比是最佳的，这支持了动态血脑屏障（Blood brain barrier，BBB）和颅外来源的观点。其它研究也显示了S100B蛋白可能的脑外来源，包括长骨骨折、肌肉和脂肪创伤和烧伤。Kleindienst等[15]发现，长骨骨折引起的S100B蛋白水平升高可能是短暂的，并且发生在伤后早期。在笔者的研究中，不到10%存在长骨骨折，从而限制了这种因素的作用。另外，血清S100B蛋白峰值比CSF峰值低约500倍，这表明中枢神经系统是血清S100B蛋白的主要来源。
一个完整的BBB通常可防止大于500 Da水溶性蛋白质的正常扩散，如S100B蛋白（9～13 kDa）[18]。然而，TBI后BBB破坏允许其从脑脊液渗到血清。CSF和血清S100B蛋白水平的相关性与Blyth等[17]的观点相似，并且支持BBB外渗是血清S100B蛋白水平的一个主要来源的观点，特别是在伤后第24～48小时。脑脊液和血清S100B蛋白时间分布上有所不同，可能是由于各自的动态改变和不同来源所致。
3.3 展望 科学技术在日新月异的发生变化，神经外科对于颅脑损伤的救治水平也在日益提高，但是我国的科研及医疗对于S100B蛋白与颅脑损伤的之间的相关性了解较发达国家还存在一定的差距，未来关于S100B蛋白与颅脑损伤之间的相关性研究还需要大量细节上的综合研究，以便为临床治疗做出更合理的依据。
参考文献
[1] Erickson J A，Grenache D G.Comparison of the three assays for quantifying S100-B in serum[J].Clini Chim Acta，2011，20（23-24）：2122-2127.
[2] Thelin E P，Johannesson L，Nelson D，et al.S100B is an important outcome predictor in traumatic brain injury[J].J Neurotrauma，2013，30（7）：519-528.
[3] Korfias S，Stranjalis G，Papadimitriou A，et al.Serum S100-B protein as a biochemical marker of brain injury：a review of current concepts [J].Curr Med Chem，2006，13（30）：3719-3731.
[4]王静恩，蔡金芳，王志华，等.1，6-二磷酸果糖对颅脑损伤炎症介质浓度的影响和预后观察[J].中国医学创新，2011，8（5）：6-8.
[5]魏学霞，李化龙，张大庆，等.急性颅脑损伤外周静脉血白细胞水平变化与SIRS发生的相关分析[J].中国医学创新，2012，9（31）：27-28.
[6] Geyer C，Ulrich A，Gr?fe G，et al.Diagnostic value of S100B and neuron-specific enolase in mild pediatric traumatic brain injury[J].J Neurosurg Pediatr，2009，4（4）：339-344.
[7] Michetti F，Corvino V，Geloso M C，et al.The S100B protein in biological fluids：more than a lifelong biomarker of brain distress[J]. J Neurochem，2012，120（5）：644-659.
[8] Donato R，Sorci G，Riuzzi F，et al.S100B’s double life：intracellular regulator and extracellular signal[J].Biochim Biophys Acta，2009，1793（6）：1008-1022.
[9] Koh S X，Lee J K.S100B as a marker for brain damage and blood-brain barrier disruption following exercise[J].Sports Med，2014，44（3）：369-385. [10] Schiavi P，Laccarino C，Servadei F.The value of the calcium binding protein S100 in the management of patients with traumatic brain injury[J].Acta Biomed，2012，83（1）：5-20.
[11] Van Eldik L J，Wainwright M S.The Janus face of glial-derived S100B：beneficial and detrimental functions in the brain[J].Restor Neurol Neurosci，2003，21（3-4）：97-108.
[12] Rothermundt M，Peters M，Prehn J H，et al.S100B in brain damage and neurodegeneration[J].Microsc Res Tech，2003，60（6）：614-632.
[13] Kleindienst A，Hesse F，Bullock M R，et al.The neurotrophic protein S100B：value as a marker of brain damage and possible therapeutic implications[J].Prog Brain Res，2007，35（161）：317-325.
[14] Donato R.S100：a multigenic family of calcium-modulated proteins of the EF-hand type with intracellular and extracellular functional roles[J].Int J Biochem Cell Biol，2001，33（7）：637-668.
[15] Kleindienst A，Schmidt C，Parsch H，et al.The passage of S100b from brain to blood is not specifically related to the blood-brain barrier integrity[J].Cardiovasc Psychiatry Neurol，2010，2010（19）：1-8.
[16] Pelinka L E，Toegel E，Mauritz W，et al.Serum S100B： a marker of brain damage in traumatic brain injury with and without multiple trauma[J].Shock，2003，19（3）：195-200.
[17] Dimopoulou I，Korfias S，Dafni U，et al.Protein S-100b serum levels in trauma-induced brain death[J].Neurology，2003，60（6）：947-951.
[18] Blyth B J，Farhavar A，Gee C，et al.Validation of serum markers for blood-brain barrier disruption in traumatic brain injury[J].Neurotrauma， 2009，26（9）：1497-1507.
（收稿日期：2014-09-15） （本文编辑：周亚杰）
【关键词】 颅脑损伤； 血清； 脑脊液； S100B蛋白
随着社会的发展，发生颅脑创伤的人数也在逐渐的增高，其高致命性和致残率给社会和家庭带来了沉重的负担。自S100B蛋白被发现以来，科研和临床工作者投入了大量的时间和精力对其进行研究，而其中的大部分研究表明，S100B蛋白作为中枢神经系统（central nervous system ，CNS）的特异性标志物，可用于评估CNS损伤的有效指标[1]。与格拉斯哥昏迷评分（glasgow coma scale，GCS）、瞳孔反射和计算机断层扫描（computed tomography，CT）这些指标相比，S100B蛋白具有这些指标所没有的高灵敏度，在一定的时间段内检测TBI患者脑脊液、血液或尿液中S100B蛋白水平的变化，可以预测TBI的病情变化、预后及其继发性损伤[2]。目前大量研究证实血清S100B蛋白对颅脑损伤（traumatic brain injure ，TBI）有高度的敏感性和特异性，其水平变化与临床症状、体征及影像学改变密切相关[3]。
然而，目前国内外学者有对脑外伤后1，6-二磷酸果糖早期治疗及外周静脉血白细胞水平与SIRS等相关之间的研究，却没有进行CSF和血清S100B蛋白水平时间关系研究[4-5]。因此，本研究通过测定CSF和血清S100B蛋白水平，研究TBI后CSF和血清S100B蛋白的时间分布情况。
1 资料与方法
1.1 一般资料 选择本院神经外科2013年1月-2014年6月间收治的不同外伤原因所致的96例中重度（依据GCS评分）TBI患者为研究组，男58例，女38例，年龄18～62岁，平均（33.5±11.6）岁。详细记录患者的年龄、住院号、GCS评分、血清及脑脊液采集时间等。纳入标准：（1）年龄≥16岁；（2）入院有明确的头颅外伤史；（3）GCS 6～12分；（4）无其他严重复合伤的患者。排除标准：GCS≤5分、入院前心脏或呼吸骤停、入院前存在长期的缺氧或低血压、伤后3 d内脑死亡、贯通性TBI。对照组：选择无CNS疾病、无TBI、年龄18～65岁、长骨骨折内固定术后3～6个月取钢板48例患者作为“正常”人群，作为健康对照组。治疗：根据TBI治疗指南进行治疗。
1.2 方法 标本的采集与保存：全部病例均采集CSF和血清样本。血清及CSF采集时间为入院后第1、3、5、7、14、21天。健康对照组每人采集一次CSF和血清，血清和脑脊液样品在3000 rpm下离心分离，至少为5 min，并等分，然后保存在-80 ℃，直到批量分析，CSF和血清样本在伤后特定时间点匹配采集。
S100B蛋白的检测：使用S100B蛋白酶联免疫吸附试验（ELISA）试剂盒，试剂盒由DRG公司生产，严格按照试剂盒说明书进行操作。
1.3 统计学处理 采用SPSS 17.0统计软件分析，数据相关性采用Spearman相关分析，计量资料采用（x±s）表示，比较采用t检验，计数资料采用 字2检验，以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 96例患者各时间点脑脊液和血清S100B蛋白水平 CSF和血清S100B蛋白峰值均发生在伤后第1天和第3天，各时间点CSF和血清S100B蛋白水平均高于健康对照组（P<0.05）[健康对照组：CSF（0.08±0.01）ng/mL；血清（0.31±0.12）pg/mL]。脑脊液和血清浓度随着时间逐渐下降，在脑脊液中，第1天值显著高于第3天值，差异有统计学意义（P<0.05）；与脑脊液比较，血清值下降的并不显著，但是第1天值显著高于第3天值，差异有统计学意义（P<0.05），第3天值也显著高于第5天值，差异有统计学意义（P<0.05），见表1。
2.2 同一时间点脑脊液和血清S100B蛋白水平的相关性分析 伤后各时间点CSF和血清S100B蛋白水平存在一定的相关性。脑脊液/血清相关性在第1天最强（r=0.78），其次为第3天（r=0.67），随着时间的推移，CSF和血清S100B蛋白水平的相关性逐渐下降，在第5天后这种相关性不显著，见图1。
另外，血清S100B蛋白的均值和峰值均与创伤严重程度评分（injury severity score，ISS）评分显著相关（r=0.27、0.26，P<0.05），但是脑脊液S100B蛋白的均值或峰值与ISS评分不存在相关性。
3 讨论
3.1 S100蛋白 是一组低分子酸性钙结合蛋白，相对分子质量21 000，因其可溶解在pH值为7.0的饱和硫酸铵溶液中，故命名为S100蛋白，由α和β两种亚基组成。S100B蛋白主要存在于中枢神经系统的神经胶质细胞、施万细胞中，其重要的生物学作用是调节神经胶质细胞及神经元中纤维蛋白及中间丝的合成，参与细胞内的分化、凋亡等生理过程[6]。此外，其还具有神经营养、信号调节因子等作用[7-8]。 图1 伤后各时间点脑脊液和血清S100B水平的相关性
目前认为正常人由于脑细胞及血脑屏障的完整性，血液中、脑脊液中S100B的水平极低，但由于某些疾病、TBI或某些原因（如脑血管出血、病毒性脑炎、儿童脑震荡、新生儿缺氧、脑肿瘤、神经炎症、神经退行性变等）可以使细胞内的S100B释放到细胞外，进入到脑脊液中，或者透过受损的血脑屏障进入到血液中，从而使血液和脑脊液中S100B浓度升高[9-14]。然而，部分科研人员通过研究发现，关于血清S100B蛋白水平的来源还没有得到充分的理解，S100B蛋白作为与TBI病理生理有关的损害或神经保护的标识物的作用目前尚不完全清楚[3，15]。由于这些问题，研究TBI脑脊液和血清中S100B蛋白水平是十分重要的。
3.2 笔者的研究资料 显示脑脊液和血清的峰值通常发生在伤后第一个24 h内。在伤后早期脑脊液和血清S100B蛋白水平彼此密切相关，而在稍后的时间点，彼此的相关性逐渐减弱。这种S100B蛋白相关性减弱的原因可能是多因素的，可能与血脑屏障完整性的动态变化以及从脑外来源的S100B蛋白有关。这与其它研究相一致[16-17]。
血清S100B蛋白不能较好地评估预后的原因可能是多因素的。在采样早期，S100B蛋白的脑脊液/血清比是最佳的，这支持了动态血脑屏障（Blood brain barrier，BBB）和颅外来源的观点。其它研究也显示了S100B蛋白可能的脑外来源，包括长骨骨折、肌肉和脂肪创伤和烧伤。Kleindienst等[15]发现，长骨骨折引起的S100B蛋白水平升高可能是短暂的，并且发生在伤后早期。在笔者的研究中，不到10%存在长骨骨折，从而限制了这种因素的作用。另外，血清S100B蛋白峰值比CSF峰值低约500倍，这表明中枢神经系统是血清S100B蛋白的主要来源。
一个完整的BBB通常可防止大于500 Da水溶性蛋白质的正常扩散，如S100B蛋白（9～13 kDa）[18]。然而，TBI后BBB破坏允许其从脑脊液渗到血清。CSF和血清S100B蛋白水平的相关性与Blyth等[17]的观点相似，并且支持BBB外渗是血清S100B蛋白水平的一个主要来源的观点，特别是在伤后第24～48小时。脑脊液和血清S100B蛋白时间分布上有所不同，可能是由于各自的动态改变和不同来源所致。
3.3 展望 科学技术在日新月异的发生变化，神经外科对于颅脑损伤的救治水平也在日益提高，但是我国的科研及医疗对于S100B蛋白与颅脑损伤的之间的相关性了解较发达国家还存在一定的差距，未来关于S100B蛋白与颅脑损伤之间的相关性研究还需要大量细节上的综合研究，以便为临床治疗做出更合理的依据。
参考文献
[1] Erickson J A，Grenache D G.Comparison of the three assays for quantifying S100-B in serum[J].Clini Chim Acta，2011，20（23-24）：2122-2127.
[2] Thelin E P，Johannesson L，Nelson D，et al.S100B is an important outcome predictor in traumatic brain injury[J].J Neurotrauma，2013，30（7）：519-528.
[3] Korfias S，Stranjalis G，Papadimitriou A，et al.Serum S100-B protein as a biochemical marker of brain injury：a review of current concepts [J].Curr Med Chem，2006，13（30）：3719-3731.
[4]王静恩，蔡金芳，王志华，等.1，6-二磷酸果糖对颅脑损伤炎症介质浓度的影响和预后观察[J].中国医学创新，2011，8（5）：6-8.
[5]魏学霞，李化龙，张大庆，等.急性颅脑损伤外周静脉血白细胞水平变化与SIRS发生的相关分析[J].中国医学创新，2012，9（31）：27-28.
[6] Geyer C，Ulrich A，Gr?fe G，et al.Diagnostic value of S100B and neuron-specific enolase in mild pediatric traumatic brain injury[J].J Neurosurg Pediatr，2009，4（4）：339-344.
[7] Michetti F，Corvino V，Geloso M C，et al.The S100B protein in biological fluids：more than a lifelong biomarker of brain distress[J]. J Neurochem，2012，120（5）：644-659.
[8] Donato R，Sorci G，Riuzzi F，et al.S100B’s double life：intracellular regulator and extracellular signal[J].Biochim Biophys Acta，2009，1793（6）：1008-1022.
[9] Koh S X，Lee J K.S100B as a marker for brain damage and blood-brain barrier disruption following exercise[J].Sports Med，2014，44（3）：369-385. [10] Schiavi P，Laccarino C，Servadei F.The value of the calcium binding protein S100 in the management of patients with traumatic brain injury[J].Acta Biomed，2012，83（1）：5-20.
[11] Van Eldik L J，Wainwright M S.The Janus face of glial-derived S100B：beneficial and detrimental functions in the brain[J].Restor Neurol Neurosci，2003，21（3-4）：97-108.
[12] Rothermundt M，Peters M，Prehn J H，et al.S100B in brain damage and neurodegeneration[J].Microsc Res Tech，2003，60（6）：614-632.
[13] Kleindienst A，Hesse F，Bullock M R，et al.The neurotrophic protein S100B：value as a marker of brain damage and possible therapeutic implications[J].Prog Brain Res，2007，35（161）：317-325.
[14] Donato R.S100：a multigenic family of calcium-modulated proteins of the EF-hand type with intracellular and extracellular functional roles[J].Int J Biochem Cell Biol，2001，33（7）：637-668.
[15] Kleindienst A，Schmidt C，Parsch H，et al.The passage of S100b from brain to blood is not specifically related to the blood-brain barrier integrity[J].Cardiovasc Psychiatry Neurol，2010，2010（19）：1-8.
[16] Pelinka L E，Toegel E，Mauritz W，et al.Serum S100B： a marker of brain damage in traumatic brain injury with and without multiple trauma[J].Shock，2003，19（3）：195-200.
[17] Dimopoulou I，Korfias S，Dafni U，et al.Protein S-100b serum levels in trauma-induced brain death[J].Neurology，2003，60（6）：947-951.
[18] Blyth B J，Farhavar A，Gee C，et al.Validation of serum markers for blood-brain barrier disruption in traumatic brain injury[J].Neurotrauma， 2009，26（9）：1497-1507.
（收稿日期：2014-09-15） （本文编辑：周亚杰）