腦脊液生化分析進(jìn)展

 
    腦脊液實(shí)驗(yàn)室檢查用于各種中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診治已有100多年歷史。但至今腦脊液常規(guī)檢查如壓力測(cè)定、細(xì)胞計(jì)數(shù)與分類(lèi)、糖與蛋白定量、革蘭氏染色、細(xì)菌培養(yǎng)仍然是主要檢查內(nèi)容。近年來(lái)人們對(duì)多種中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的認(rèn)識(shí)取得了顯著進(jìn)展，相應(yīng)地人們對(duì)這些疾病有評(píng)估及診斷價(jià)值的實(shí)驗(yàn)室檢查的研究也倍感興趣。本文擬對(duì)腦脊液生化檢驗(yàn)的進(jìn)展作一綜述。

   1 腫瘤生化標(biāo)志物

   腦脊液中腫瘤標(biāo)志物現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的有：癌胚抗原（CEA）、膠質(zhì)瘤相關(guān)抗原、甲胎蛋白（AFP）、β2-微球蛋白（β2-MG）、絨毛膜促性腺激素（HCG）、鐵蛋白（FP）及部分酶類(lèi)如乳酸脫氫酶、基質(zhì)金屬蛋白酶等。

   1.1癌胚抗原（CEA）[1，2] 神經(jīng)組織不表達(dá)CEA，CEA水平對(duì)于能產(chǎn)生CEA的腫瘤向中樞神經(jīng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移的監(jiān)測(cè)是一個(gè)非常靈敏的指標(biāo)。有人研究了204例各種神經(jīng)系統(tǒng)疾病CEA水平，其中包括35例腫瘤。在這35例中，10例CEA升高，且均是轉(zhuǎn)移性癌。另一項(xiàng)研究表明：軟腦膜癌CEA水平升高但除外淋巴瘤轉(zhuǎn)移所致軟腦膜癌。其特異性高達(dá)90%，但靈敏度只有31%。盡管如此，在懷疑腦轉(zhuǎn)移性癌的病例中，腦脊液細(xì)胞學(xué)陰性，但對(duì)于能產(chǎn)生CEA的腫瘤如乳腺癌、結(jié)腸癌、胃癌、部分肺癌，腦脊液中CEA通常會(huì)升高，有其診斷價(jià)值。

   1.2膠質(zhì)瘤相關(guān)抗原[3] 膠質(zhì)瘤相關(guān)抗原有兩種：一種是神經(jīng)外胚層膠質(zhì)瘤相關(guān)抗原（G-22），另一種是神經(jīng)-紅細(xì)胞生成素相關(guān)抗原。前者表達(dá)見(jiàn)于腫瘤細(xì)胞及來(lái)源于神經(jīng)嵴的正常細(xì)胞；后者存在于腦細(xì)胞及紅細(xì)胞。Junyoshida等采用固相放射免疫技術(shù)分析了66例各種神經(jīng)系統(tǒng)疾病，其中包括18例膠質(zhì)瘤患者。發(fā)現(xiàn)：18例膠質(zhì)瘤患者G-22均為陽(yáng)性（大于10ng/ml）。30例非腫瘤性神經(jīng)系統(tǒng)疾病均未檢出G-22抗原。除了未成熟畸胎瘤、部分與中樞神經(jīng)纖維瘤有關(guān)的腦膜癌，以及從肺轉(zhuǎn)移而致的腦瘤外，絕大多數(shù)非膠質(zhì)瘤腦瘤為陰性。G-22抗原水平與腫瘤大小及組織學(xué)類(lèi)型均高度相關(guān)，因此監(jiān)測(cè)腦脊液中G-22抗原水平可以預(yù)報(bào)惡性惡性膠質(zhì)瘤的進(jìn)展與消退。

   1.3β2-微球蛋白（β2-MG）[2，4] β2-MG作為組織相容性抗原的一部分存在于所有的有核細(xì)胞表面。分子量11，800D。β2-MG升高常見(jiàn)于某些炎癥性疾病，尤其是以淋巴細(xì)胞升高為主的疾病。β2-MG是急性淋巴細(xì)胞性白血病或淋巴瘤累及中樞神經(jīng)系統(tǒng)的一個(gè)早期靈敏指標(biāo)。中樞神經(jīng)系統(tǒng)受累者，β2-MG顯著高于未受累者，并且β2-MG水平與中樞神經(jīng)系統(tǒng)受累的臨床癥狀出現(xiàn)與消失高度相關(guān)，提示β2-MG對(duì)該類(lèi)疾病的診斷與療效評(píng)估有其價(jià)值。當(dāng)腦脊液中β2-MG水平超過(guò)相應(yīng)血清β2-MG水平時(shí)，中樞神經(jīng)系統(tǒng)受累的可能性更大。β2-MG水平升高還見(jiàn)于原發(fā)性和轉(zhuǎn)移的惡性腦瘤，而良性腦瘤β2-MG水平正常。

1.4AFP及HCG[2] AFP為一糖蛋白分子，在卵黃囊中合成。腦脊液中AFP升高見(jiàn)于一些轉(zhuǎn)移性胚胎細(xì)胞腫瘤。HCGβ亞單位升高見(jiàn)于轉(zhuǎn)移性絨毛膜癌、胚胎細(xì)胞性睪丸癌、分泌促性腺激素的畸胎瘤累及中樞神經(jīng)系統(tǒng)。β-HCG水平一般與治療中腫瘤的增殖相關(guān)，并且β-HCG升高常常早于腫瘤轉(zhuǎn)移的臨床或放射學(xué)證據(jù)。

   1.5鐵蛋白（FP）[2] 腦脊液中FP升高見(jiàn)于絕大多數(shù)炎癥和轉(zhuǎn)移性腫瘤，而非轉(zhuǎn)移性腫瘤和非炎癥性中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病不升高。腦脊液中FP水平是反映腦腫瘤和炎癥性疾病的靈敏指標(biāo)，但特異性很低。

   1.6乳酸脫氫酶（LDH）[2] LDH在體內(nèi)分布廣泛，多種疾病均可引起升高，是反映疾病的敏感指標(biāo)，相應(yīng)地特異性很低。然而LDH同功酶測(cè)定可顯著改善其特異性，在腦膜癌的診斷中非常有用。由于絕大多數(shù)腫瘤顯示以LD5為主，在轉(zhuǎn)移性癌期如乳腺癌、惡性黑色素瘤浸潤(rùn)軟腦膜時(shí)，LD5與總LD的比值增高達(dá)到10%-15%。由于中性粒細(xì)胞中也以LD5為主，這種酶譜的改變也見(jiàn)于細(xì)菌性腦膜炎。在排除細(xì)菌性腦膜炎后，LD5升高支持轉(zhuǎn)移癌診斷。淋巴瘤及淋巴細(xì)胞性白血病則顯示“帳蓬”型LDH酶譜，即LD3及LD4增高，LD1及LD5相對(duì)較低。

   1.7基質(zhì)金屬蛋白酶譜（MMPa）[5，6] mMPa屬于含鋅的金屬蛋白酶家族成員，是有底物特異性的多種鈣離子依賴肽鏈內(nèi)切酶。人腦中已發(fā)現(xiàn)明膠酶A（MMP2）、明膠酶B（MMP9）、膠原酶（MMP1）和基質(zhì)溶素（stromely sin、MMP3）等多種MMPa。另外有兩種具有明膠水解活性，分子量為130kD和250kD的酶。前者可能是明膠酶B與金屬蛋白酶組織抑制因子的復(fù)合物或者是明膠酶B的聚合物。250kD者則可能是明膠酶B的衍生物。MMPa活力受倒精細(xì)調(diào)節(jié)。其活力取決于轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子、激活劑、抑制劑間的平衡。通過(guò)精密的合成、激活、抑制機(jī)制而完成。MMPa是以無(wú)活性的形式分泌，隨后可由血漿纖維蛋白溶解酶和其它一些絲氨酸蛋白酶、金屬蛋白酶活化。另一些內(nèi)源性蛋白稱(chēng)作金屬蛋白酶組織抑制因子，通過(guò)與MMPa結(jié)合形成高親和力的復(fù)合物而使其抑制。原發(fā)性與轉(zhuǎn)移性腦瘤MMPa則過(guò)度產(chǎn)生和激活。Marc h等采用含明膠的SDS-PAGE技術(shù)分析了66例白細(xì)胞數(shù)＜5/μl的腦脊液標(biāo)本。其中健康對(duì)照組19例、惡性星形細(xì)胞瘤29例、轉(zhuǎn)移性腦瘤10例、未侵犯中樞神經(jīng)系統(tǒng)的其它部位腫瘤4例、非腫瘤性神經(jīng)系統(tǒng)疾病4例。發(fā)現(xiàn)66例標(biāo)本均可檢出明膠酶A前體（Pro-MMP2）。而明膠酶B前體（PMMP9）僅見(jiàn)于原發(fā)性（20/20）腦瘤和轉(zhuǎn)移性腦瘤（10/10），健康組以及非腦瘤性疾病者均未檢出PMMP9。明膠酶A僅見(jiàn)于15例經(jīng)腦脊液細(xì)胞學(xué)檢查陽(yáng)性證實(shí)的腦膜癌和一例腦脊液細(xì)胞學(xué)檢查陰性的多形性成膠質(zhì)瘤患者，但此患者經(jīng)磁共振掃描（MRI）證實(shí)有腫瘤向軟腦膜擴(kuò)散。明膠酶B（MMP9）在15例腦膜癌中有10例陽(yáng)性，僅一例腦脊液細(xì)胞學(xué)檢查陰性而MMP9陽(yáng)性，但此例經(jīng)頭部磁共振掃描強(qiáng)烈提示有腫瘤向腦膜擴(kuò)散。MarcH等認(rèn)為檢測(cè)腦脊液中明膠酶譜可區(qū)別惡性膠質(zhì)瘤或轉(zhuǎn)移所致腦瘤與非腦瘤腫瘤，并可區(qū)別腦膜癌與未向腦膜擴(kuò)散的腦瘤。MMPa是診斷中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤的一個(gè)靈敏指標(biāo)，也是腫瘤復(fù)發(fā)的早期標(biāo)志。

    2 老年性癡呆（Alzheimer’s disease'AD）

    診斷老年性癡呆（AD）最準(zhǔn)確的方法是死后腦的病理學(xué)檢查。但這僅能用來(lái)證明死前的診斷，對(duì)治療沒(méi)有任何意義。許多研究聲稱(chēng)大腦皮質(zhì)活檢很準(zhǔn)確但病人是極難接受的。最近人們從腦脊液中發(fā)現(xiàn)了一些有價(jià)值的標(biāo)志物。

    2.1 tau蛋白[7-9] tau蛋白存在于正常腦組織神經(jīng)元軸突中，參與微管交聯(lián)，又稱(chēng)微管相關(guān)tau蛋白。腦脊液中tau蛋白可能來(lái)自死亡的或退化變性的神經(jīng)細(xì)胞。AD患者腦脊液中tau蛋白水平顯著升高，約為健康對(duì)照組及其它神經(jīng)系統(tǒng)疾病對(duì)照組的2倍。tau蛋白水平在整個(gè)疾病過(guò)程中保持高水平，并且與病人的年齡、癡呆程度無(wú)關(guān)。Arai h等的研究表明檢測(cè)腦脊液中tau蛋白對(duì)AD的診斷特異性為95%，靈敏度為 91.2%。

    2.2β淀粉樣蛋白（Aβ）及其前體（APP）[2，10] aβ是AD患者腦組織中老年斑的主要成分。分子量為4.2kD。90年代初有人將APP作為AD標(biāo)志物加以研究，發(fā)現(xiàn)AD患者APP水平比健康對(duì)照組以及非AD癡呆組低3.5倍。在遺傳型AD（早發(fā)型AD）中也有類(lèi)似發(fā)現(xiàn)。NakamuraT在臨床對(duì)比研究中發(fā)現(xiàn)：14例早發(fā)型AD患者（平均59歲）腦脊液中Aβ水平明顯增高（4.14?1.37nmol/L）而晚發(fā)型（平均79歲）24例為       3.17?1.15nmol/L。后者與對(duì)照組（2.33?1.29nmol/L）無(wú)顯著性差異。認(rèn)為Aβ水平似與早發(fā)型AD相關(guān)。

    3 克-雅氏?。–reutzfeldt-Jakob disease'CJD）[11]

CJD是由一種稱(chēng)為朊病毒的蛋白傳染因子引起、病情發(fā)展迅速的中樞神經(jīng)系統(tǒng)傳染病。CJD的診斷建立在臨床病程、特征性腦電圖表現(xiàn)、免疫組織化學(xué)法發(fā)現(xiàn)朊病毒蛋白，以及活檢或尸檢的基礎(chǔ)之上。腦脊液中CJD的標(biāo)志物主要有神經(jīng)元特異烯醇化酶、14-3-3腦蛋白。

    3.1神經(jīng)元特異烯醇化酶（NSE）[12] 早期的研究表明：在疾病的早期階段，NSE出現(xiàn)升高。近年來(lái)ZerrⅠ等研究了58例CJD，發(fā)現(xiàn)NSE均值X：94.0ng/ml顯著高于對(duì)照組的X：9.5ng/ml。若以35ng/ml為界值，診斷靈敏度為80%、特異性為92%。

    3.214-3-3腦蛋白[13] 14-3-3腦蛋白大量存在于正常人腦組織中，而不存在于正常人或CJD病人的血漿中。分子量約為30kD。Hsich g等對(duì)診斷為CJD病人的71份腦脊液進(jìn)行檢測(cè)。發(fā)現(xiàn)68例（96%）14-3-3腦蛋白呈陽(yáng)性反應(yīng)，而94例患者有其他癡呆疾病的病人中有4例呈陽(yáng)性，且進(jìn)一步排除其中3例為收集腦脊液標(biāo)本前1個(gè)月內(nèi)患急性腦梗塞者后，僅1例（1%）發(fā)現(xiàn)呈陽(yáng)性。此例患者為臨床擬診為老年性癡呆（AD）。在檢查66例患有其它中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病病人的腦脊液后發(fā)現(xiàn)18例陽(yáng)性。這18例分別為急性病毒性腦炎、一個(gè)月內(nèi)曾發(fā)生腦梗塞、蛛網(wǎng)膜下腔出血、Rett氏綜合征等。其中11例為病毒性腦炎（共12例），而全部4例急性腦梗塞病人均呈陽(yáng)性。但10例患多灶性腦梗塞性癡呆的病人未發(fā)現(xiàn)有14-3-3腦蛋白存在。這一研究提示：檢測(cè)14-3-3腦蛋白對(duì)CJD總的敏感性為96%、特異必來(lái)88%。值得注意的是在患有進(jìn)行性癡呆而無(wú)近期腦梗塞病史的病人中，本法診斷CJD的敏感性仍為96%便特異性高達(dá)99%。ZerrⅠ在一項(xiàng)前瞻性病例對(duì)照研究中發(fā)現(xiàn)：檢測(cè)14-3-3腦蛋白對(duì)于CJD的陽(yáng)性預(yù)計(jì)值為94.7%，陰性預(yù)計(jì)值為92.4%。

    4 腦脊液溢與轉(zhuǎn)鐵蛋白[2]

    轉(zhuǎn)鐵蛋白是一種結(jié)合糖蛋白，分子量約為7.7kD，含4個(gè)帶負(fù)電荷的唾液酸基因，主要在肝臟合成。腦脊液中兩種轉(zhuǎn)鐵蛋白即β1轉(zhuǎn)鐵蛋白、β2轉(zhuǎn)鐵蛋白。β1轉(zhuǎn)鐵蛋白與血清中的轉(zhuǎn)鐵蛋白電泳遷移率一致，β2轉(zhuǎn)鐵蛋白是由神經(jīng)氨酸酶作用于β1轉(zhuǎn)鐵蛋白在腦脊液中形成。采用免疫固定電泳技術(shù)很容易證實(shí)這兩種蛋白的存在。這一技術(shù)對(duì)腦脊液耳、鼻溢的診斷非常有效。不含腦脊液的液體只有一條區(qū)帶，而腦脊液耳、鼻溢可檢出兩條區(qū)帶，從而明確診斷。

    綜上可知：腦脊液生化檢查對(duì)某些中樞神經(jīng)系統(tǒng)的診斷、病情評(píng)估極具價(jià)值。但一些檢查指標(biāo)特異性、靈敏度尚不令人滿意。隨著技術(shù)的進(jìn)步，人們對(duì)疾病認(rèn)識(shí)的深化，可以預(yù)期一些特異性、靈敏度較好的新的生化指標(biāo)將會(huì)不斷面世。