引用本文
梁建伟, 崔桂萍, 杨萍, 张葳. 脑卒中患者血清胶质纤维酸性蛋白的变化观察. 2011, 26(11): 722-725
LIANG Jianwei, CUI Guiping, YANG Ping, ZHANG Wei. Observation of change of serum glial fibrillary acidic protein level in patients with acute hemorrhagic stroke. Labratory Medicine, 2011, 26(11): 722-725  
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脑卒中患者血清胶质纤维酸性蛋白的变化观察
梁建伟, 崔桂萍, 杨萍, 张葳
天津市环湖医院检验科,天津 300060

通讯作者:崔桂萍,联系电话:022-60367852。

作者简介:梁建伟,男,1973年生,学士,主管技师,主要从事临床检验工作。

摘要
目的

测定出血性脑卒中患者血清中胶质纤维酸性蛋白(GFAP)的动态变化,探讨其与神经功能缺损程度评分(MESSS)、预后Barthe1指数(BI)以及脑出血量和瘫痪程度的关系。

方法

采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测出血性脑卒中患者发病后第1天、第3天和第14天血清GFAP水平。所有患者在相应的时间点进行MESSS评分,并在出院时评价BI。

结果

患者发病后第1天、第3天和第14天血清GFAP水平分别为(9.22±3.65)、(8.18±3.52)、(8.45±3.77)ng/mL,均显著高于对照组[(4.62±1.56)ng/mL](P<0.01)。第1天和第3天血清GFAP水平分别与相应时间的MESSS评分呈正相关[相关系数(r)=0.696,P<0.01;r=0.352,P<0.05]。第1天和第3天血清GFAP水平分别与相应时间的出血量呈正相关(r=0.520,P<0.01;r=0.440,P<0.05)。而第14天血清GFAP水平与出院时BI呈负相关(r=-0.431,P<0.05)。第1天血清GFAP水平与瘫痪程度呈正相关(r=0.462,P<0.05)。当临界值(Cut-off)为6.021 ng/mL时,ELISA的灵敏度为78.6%,特异度为80.0%。

结论

出血性脑卒中患者血清GFAP水平显著升高,有望成为出血性脑卒中患者早期病情诊断和预后评估的指标。

关键词: 胶质纤维酸性蛋白; 出血性脑卒中; 神经功能缺损程度评分; Barthel指数
中图分类号:R446.1 文献标志码:A 文章编号:1673-8640(2011)011-0722-04
Observation of change of serum glial fibrillary acidic protein level in patients with acute hemorrhagic stroke
LIANG Jianwei, CUI Guiping, YANG Ping, ZHANG Wei
Department of Clinical Laboratory, Tianjin Huanhu Hospital, Tianjin 300060,China
Abstract
Objective

To determine the dynamic change of serum glial fibrillary acidic protein(GFAP) level in patients with acute hemorrhagic stroke, and investigate the relationships with modified Edinburgh-Scandinavian stroke scale (MESSS), Barthel index(BI), volume of haematoma and degree of paralysis.

Methods

The serum levels of GFAP in patients with acute hemorrhagic stroke at the 1st d, 3rd d and 14th d were determined by enzyme-linked immunosorbent assay(ELISA). The status of all patients was evaluated by MESSS at the corresponding time points, and BI was evaluated at discharge from the hospital.

Results

For all patients observed,serum GFAP levels at the 1st d[(9.22±3.65) ng/mL], 3rd d [(8.18±3.52)ng/mL]and the 14th d [(8.45±3.77)ng/mL] after onset of stroke were higher than those of control group [(4.62±1.56) ng/mL] (P<0.01). There were significant positive correlations between serum GFAP levels with MESSS [coefficient of correlation (r)=0.696,P<0.01;r=0.352,P<0.05] and haematoma volume (r=0.520,P<0.01;r=0.440,P<0.05) at the 1st d and the 3rd d, respectively. There was significant negative correlation between GFAP level on the 14th d and BI at discharge(r=-0.431,P<0.05). There was also significant positive correlation between GFAP level on the 1st d and paralysis degree(r=0.462,P<0.05). A Cut-off point (6.021 ng/mL) was found to provide sensitivity (78.6%) and specificity (80.0%) by ELISA for the acute hemorrhagic stroke.

Conclusions

The serum level of GFAP in patients with acute hemorrhagic stroke increases markedly,and GFAP level may be a useful marker for the early diagnosis and prognosis in patients with acute hemorrhagic stroke.

Keyword: Glial fibrillary acidic protein; Hemorrhagic stroke; Modified Edinburgh-Scandinavian stroke scale; Bathel index

胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP)是相对分子质量为50 000~52 000的酸性蛋白,是星形胶质细胞的主要成分之一,富含谷氨酸和天冬氨酸,以中间微丝蛋白和可溶性蛋白2种形式存在于胶质细胞的胞浆中,是星形胶质细胞的骨架蛋白。GFAP在星形胶质细胞受到刺激引起反应时,其表达发生变化,因此GFAP能够用来特异性地标记星形胶质细胞,并被认为是星形胶质细胞活化的标志[ 1]。有研究[ 2]表明,缺血性脑损伤后,脑组织中GFAP mRNA及其蛋白的表达均显著增强。急性缺血性脑卒中患者血清GFAP水平明显升高,于2~4 d达到最高峰[ 3]。王文昭等[ 4]研究表明人脑出血后出血灶周围GFAP的表达增加。目前,国内对于出血性脑卒中患者血清GFAP水平监测的报道较少。我们观察了出血性脑卒中患者血清GFAP的动态变化,旨在为出血性脑卒中的诊断及预后判断提供一个参考指标。

材料和方法
一、临床资料

1. 患者组 出血性脑卒中组为2008年12月至2009年11月间在天津市环湖医院神经内科住院28例出血性脑卒中患者,年龄35~84岁,男17例,女11例。入组条件包括:(1)初发的出血性脑卒中(包括脑出血和蛛网膜下腔出血);(2)患者发病12 h内及时入院;(3)符合1995年全国第4届脑血管病学术会议制定的卒中诊断标准;(4)全部病例均经计算机体层扫描(CT)、磁共振成像(MRI)证实。

2.对照组 来自同期门诊健康体检的人群30名,男18名,女12名,年龄33~85岁,无心脑血管、出血性疾病及血液系统疾病,未服用任何抗凝药物。2组年龄、性别相匹配( P>0.05)。

二、方法

1.仪器与试剂 芬兰MKⅢ多功能酶标仪,荷兰Labsystem wellwash AC自动洗板机,上海一恒隔水式恒温孵育箱。美国Adlitteram Diagnostic Laboratorles公司GFAP酶联免疫吸附试验(ELISA)试剂盒(批号110371)及试剂配套标准品、质控品。严格按照试剂说明书规定操作。

2.样本采集 采集静脉血4 mL,待血液凝固后1 000 r/min(离心半径16.5 cm)离心20 min,提取血清-80 ℃低温冰箱保存。检测前,室温预置30 min复溶。患者第1天样本于入院后(选择发病12 h内)立即采集,第3天和第14天样本分别在患者发病第3天和第14天时采集。

三、临床资料评估

患者入院时进行CT扫描,并评估出血量,血肿量<20 mL为少量出血;20~40 mL为中量出血;>40 mL为大量出血。分别在抽血的时间点应用改良爱丁堡-斯堪的纳维亚评分(MESSS)对所有患者进行神经功能缺损程度评价。轻度缺损:0~15分,11例;中度缺损:16~30分,5例;重度缺损:31~45分,12例。第14天出院时以Barthel 指数(BI)评判预后。0~20分:完全残疾,生活完全依赖,6例;20~40分:重度功能障碍,生活依赖明显,7例;40~60分:中度功能障碍,生活需要帮助,3例;60分以上:生活基本自理,12例。瘫痪程度:4~5级为轻度瘫痪;3级为中度瘫痪;0~2级为重度瘫痪。

四、统计学方法

统计描述采用 ±s表示。2组间比较采用独立样本 t检验,血清GFAP与MESSS、BI的相关性以及GFAP与瘫痪程度、出血量的相关性均采用直线相关与回归分析。诊断试验采用受试者工作特征(ROC)曲线,用 ±1 .96 s估计总体95%可信区间( CI);评价临界值(Cut-off)值导致的发病风险( OR)时,采用单因素非条件Logistic回归分析估计比值比( OR),并估计出其95% CI。统计推断的检验水准均为0.05。采用SPSS16.0统计软件完成。

结果
一、出血性脑卒中患者血清GFAP的变化

出血性脑卒中患者第1天、第3天、第14天的血清GFAP水平分别为(9.22±3.65)、(8.18±3.52)、(8.45±3.77)ng/mL,均高于对照组[(4.62±1.56)ng/mL]( P<0.01)。而各时间点之间差异无统计学意义( F=7.221, P=0.303)。

二、血清GFAP对出血性脑卒中诊断的灵敏度和特异性分析

当Cut-off值为6.021 ng/mL时,灵敏度为78.6%,特异度为80.0%,阳性似然比为3.94,阴性似然比为0.306, ROC曲线下面积为0.855, P=0.000,见 图1。采用回归分析评估发病风险的比值比( OR),结果发现出血性脑卒中患者GFAP升高的发病风险是对照组的2.7倍( OR =2.718, P=0.000, β=1.000),95% CI为1.567~4.716 ng/mL。

图1 出血性脑卒中组GFAP的ROC曲线

三、出血性脑卒中患者血清GFAP与MESSS评分、BI及瘫痪程度、出血量的相关性分析

出血性脑卒中患者GFAP在第1、3天与MESSS及出血量呈现正相关( P<0.01、 P<0.05),在第14天与BI呈现负相关( P<0.05)。在第1天与瘫痪程度呈现正相关( P<0.05)。见 表1。

表1 血清GFAP与MESSS评分、BI及瘫痪程度、出血量的相关性分析
讨论

星形胶质细胞是中枢神经系统(CNS)的主要支持成分,具有调节脑内微环境和神经传递等重要功能,并为神经元提供营养物质和神经营养因子。对神经元生存、发育、再生和分化均有重要作用。神经系统损伤后,星形胶质细胞出现反应性增生。GFAP是星形胶质细胞的主要细胞骨架,可作为星形胶质细胞的特异性标记物及其活化的标志。

本研究显示,出血性脑卒中患者发病第1天血清GFAP水平显著升高,第3天略有下降,第14天仍然高于对照组( P<0.01)。发病第1天GFAP水平明显升高表明脑出血后神经胶质细胞损伤,血脑屏障通透性增高,导致GFAP水平升高。第3天出现GFAP水平下降表明血肿逐渐吸收,脑水肿逐渐减退,血脑屏障逐渐恢复,但第14天GFAP反弹升高的机制尚不清楚。本研究诊断试验的灵敏度和特异度分别为78.6%和80.0%,ROC曲线下面积为0.855。Foerch等[ 5]诊断试验的灵敏度和特异度分别达到79%和98%,ROC曲线下面积为0.89,与本研究结果相似。如此高的灵敏度和特异度,说明GFAP作为出血性脑卒中标志物应用的可靠性和敏感性,为临床的普及应用提供了有力依据。在疾病的风险评估中,本研究发现依据Cut-off值,出血性脑卒中患者GFAP升高,其发病风险约为对照组的2.7倍( OR=2.718, P=0.001)。因此,血清GFAP水平升高是出血性脑卒中的危险因素。

本研究结果显示,出血性脑卒中患者血清GFAP在第1、3天与MESSS评分呈正相关,提示出血性脑卒中患者的神经功能缺损程度越严重,血清GFAP水平越高。而MESSS评分与血清GFAP蛋白水平相关性以第1天最显著,这与血清GFAP水平在1天处于最高峰相吻合。因为高浓度GFAP可引起神经元变性和诱导胶质细胞凋亡。血清GFAP水平可以作为早期评估神经功能缺损程度的一个可靠指标。患者血清GFAP在第1天与瘫痪程度呈现正相关,在第1天、第3天与出血量呈现正相关,这与Dvorak等[ 6]的研究结果相吻合。脑出血量越大,血肿周围水肿体积越大,血清GFAP含量越高。因为脑出血量越大,对脑组织的压迫越重,致使血肿周围水肿体积增大,脑组织缺血缺氧越严重,大量星形胶质细胞坏死,细胞膜完整性被破坏,GFAP溢出增多,致使血清水平增高。出血性脑卒中患者第14天血清GFAP与BI呈现负相关。应用BI指数评定出血性脑卒中患者的早期预后,BI指数评分越高,日常生活能力恢复良好的患者,其血清GFAP浓度越低。动态观察血清GFAP含量有利于及时准确地评估脑组织破坏的程度,提示患者的疾病转归,对指导出血性脑卒中患者治疗有非常重要的意义。

Foerch等[ 5]与Dvorak等[ 6]研究认为出血性脑卒中患者血清GFAP于发病后2~6 h达到峰值,而缺血性卒中患者血清GFAP于发病后2~4 d达到峰值。认为其机制可能是由于出血性脑卒中引起了神经胶质细胞和血脑屏障突然大量的破坏,才导致了血清中GFAP很快出现。缺血性脑卒中GFAP的延迟释放,可能反映了GFAP从坏死的细胞内释放到细胞外,然后再通过血脑屏障这一渐进的渗漏过程。Herrmann等[ 3]研究发现缺血性脑卒中患者GFAP水平从中风症状出现后8.4 h就高于正常参考范围,并且一直持续到第4天。腔隙性梗死患者血清GFAP从入院到第4天持续下降,在入院时、第1天和第2天均高于正常对照组。部分前循环梗死患者从入院至第4天均高于正常对照组。完全前循环梗阻患者则从入院时即持续增高,其峰值浓度为正常上限值的28倍。由此可见,血清GFAP升高可能与脑卒中患者的脑损伤有关。崔桂萍等[ 7]研究发现缺血性脑卒中患者血清GFAP在发病后第1天、第3天、第14天分别为(5.96±2.39)、(5.17±2.29)和(5.49±2.25) ng/mL,其中第1天、第14天较对照组[(4.62±1.56)ng/mL]明显升高( P<0.01)。其诊断灵敏度为81.1%,特异度为46.7%。此外,严重脑外伤患者第1天血清GFAP水平最高,然后逐渐下降,并且与患者的临床预后相关[ 8]。GFAP作为星形细胞瘤的特异性肿瘤标记物,可用于脑星形细胞瘤的临床病理诊断,或用于与脑内非星形胶质细胞性肿瘤以及与颅内转移性恶性肿瘤的鉴别诊断。在来源于星形胶质细胞的恶性肿瘤细胞中有GFAP的表达,并且其表达水平随肿瘤病理组织学分级的升高而下降[ 9]。

综上所述,血清GFAP有望成为出血性脑卒中患者早期病情诊断和预后评估的一项指标。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
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