脊柱骨折是一种骨科常见创伤性疾病,约占骨折的5% ~ 6%[1]。随着我国工业化进程加快以及人口不断老龄化,脊柱骨折发生率不断上升。脊髓损伤为脊柱骨折常见并发症之一,约占脊柱骨折的16% ~ 40%,可出现感觉丧失、运动功能丧失、大小便障碍等瘫痪表现,严重影响患者健康与生活质量[2]。现阶段脊髓损伤的诊断主要通过CT、MRI等影像学手段并结合既往病史、临床症状等,但部分医院设施不齐全,且部分患者存在不宜搬动、依从性不好等情况,对脊柱骨折伴脊髓损伤的早期诊断及病情监测有一定难度[3]。S100B钙结合蛋白（S100B）是一种中枢神经特异蛋白,在神经胶质细胞增殖、分化、凋亡及脑生长发育中发挥重要作用[4]。神经丝蛋白H（NF-H）磷酸化亚型（pNF-H）可反映神经元损伤及神经元再生情况[5]。pNF-H、S100B水平已被证实在颅脑损伤伴神经功能受损患者外周血中显著上升,并与神经功能受损程度密切相关[6,7]。但pNF-H、S100B与脊柱骨折伴脊髓损伤相关性的研究十分少见。本研究就外周血pNF-H、S100B水平与脊柱骨折伴脊髓损伤患者病情程度的相关性进行了分析,以期为脊柱骨折伴脊髓损伤的防治提供参考依据,现报告如下。
对象与方法
一、研究对象
选择2016年10月至2019年10月我院收治的238例脊柱骨折患者,根据其是否伴脊髓损伤分为脊髓损伤组71例与脊髓未损伤组167例。脊髓损伤组中,男42例、女29例,年龄22 ~ 60岁、中位年龄40岁,BMI（23.71±3.28）kg/m2,受伤原因为交通事故43例、高处坠落21例、其他7例,骨折节段分布于单节段43例,2个或以上节段28例;脊髓不完全损伤[美国脊髓损伤学会（ASIA）分级为B、C、D级]47例,脊髓完全损伤（ASIA分级为A级）24例。脊髓未损伤组中,男100例、女67例,年龄22 ~ 60岁、中位年龄40岁,BMI（23.63±3.45）kg/m2,受伤原因为交通事故99例、高处坠落50例、其他18例,骨折节段分布于单节段101例、2个或以上节段66例。2组年龄、性别、BMI、受伤原因、骨折节段等比较差异无统计学意义（P均> 0.05）。本研究符合医学伦理学标准,并征得医院医学伦理委员会批准,所有研究对象及其家属对研究知情了解,并自愿签署知情同意书。
二、病例纳入和排除标准
纳入标准:①脊柱骨折及脊髓损伤经影像学检查明确;②受伤后6 h内入院;③心、肺、肝、肾等重要脏器功能正常;④病历资料齐全;⑤无脊柱手术史;⑥依从性好,可配合完成本研究[2]。排除标准:①合并恶性肿瘤、血液系统疾病、心脑血管疾病、内分泌疾病、精神系统疾病、风湿性疾病、感染性疾病、传染性疾病、过敏性疾病、自身免疫性疾病;②有脊髓或颅脑损伤史;③妊娠期或哺乳期妇女;④先天性脊柱发育畸形;⑤有免疫缺陷或长期应用免疫抑制剂。
三、研究方法
所有研究对象入院后记录年龄、性别、BMI、受伤原因、骨折节段等一般资料,采集晨起空腹外周静脉血5 ml,静置0.5 h,采用北京北加美因生物技术有限公司的XL90超速低温离心机,3000转/分离心15 min,分离血清,-80℃保存。采用美国伯腾公司的Bio-Tek ELX800酶标仪及北京孚博生物科技有限公司的pNF-H试剂盒和江苏博深生物科技有限公司的S100B试剂盒行ELISA检测血清pNF-H、S100B水平。
四、统计学处理
使用SPSS 22.0处理数据。计数资料以例数（%）表示,组间比较采用Ξ2检验;计量资料以$\bar{x}±s$表示,组间比较采用t检验。使用MedCalc绘制受试者工作特征（ROC）曲线,分析血清pNF-H、S100B水平对脊柱骨折伴脊髓损伤的诊断价值。血清pNF-H、S100B水平对脊柱骨折伴脊髓损伤的诊断价值分析中,采用Logistic回归分析得到联合诊断因子= exp（-4.134+0.431×pNF-H+0.362×S100B）/[1+exp（-4.134+0.431×pNF-H+0.362×S100B）]。P < 0.05为差异有统计学意义。
结果
一、脊髓损伤组与脊髓未损伤组血清pNF-H、S100B水平比较
脊髓损伤组血清pNF-H、S100B水平均高于脊髓未损伤组（P均< 0.05）,见表1。
表1 脊髓损伤组与脊髓未损伤组血清pNF-H、S100B水平比较（$\bar{x}±s$） 单位:ng/ml |
| 组 别 | 例数 | pNF-H | S100B |
|---|---|---|---|
| 脊髓损伤组 | 71 | 0.49±0.15 | 0.55±0.13 |
| 脊髓未损伤组 | 167 | 0.12±0.05 | 0.32±0.06 |
| t值 | 28.440 | 18.690 | |
| P值 | < 0.001 | < 0.001 |
二、脊髓完全损伤与不完全损伤的脊柱骨折患者血清pNF-H、S100B水平比较
脊髓完全损伤的脊柱骨折患者血清pNF-H、S100B水平均高于脊髓不完全损伤的脊柱骨折患者（P均< 0.05）,见表2。
表2 脊髓完全损伤与不完全损伤的脊柱骨折患者血清pNF-H、S100B水平比较（$\bar{x}±s$） 单位:ng/ml |
| 病情严重程度 | 例数 | pNF-H | S100B |
|---|---|---|---|
| 脊髓完全损伤 | 24 | 0.69±0.21 | 0.76±0.19 |
| 脊髓不完全损伤 | 47 | 0.38±0.12 | 0.44±0.10 |
| t值 | 7.927 | 9.327 | |
| P值 | < 0.001 | < 0.001 |
三、血清pNF-H、S100B对脊柱骨折伴脊髓损伤的诊断价值分析
表3 血清pNF-H、S100B水平对脊柱骨折伴脊髓损伤的诊断价值 |
| 指 标 | 灵敏度 | 特异度 | 阳性预测值 | 阴性预测值 | 准确度 | 截断值 | AUC | 95%CI |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| pNF-H | 0.775 | 0.851 | 0.683 | 0.609 | 0.574 | 0.26 | 0.825 | 0.762 ~ 0.888 |
| S100B | 0.692 | 0.563 | 0.677 | 0.871 | 0.683 | 0.40 | 0.778 | 0.710 ~ 0.847 |
| pNF-H+S100B | 0.932 | 0.867 | 0.919 | 0.912 | 0.917 | / | 0.904 | 0.863 ~ 0.946 |
讨论
脊柱骨折是由于高处坠落、交通事故、跌倒、负重劳动等造成脊柱骨质连续性破坏,临床表现为外伤后脊柱疼痛、畸形,可并发重要脏器损伤,严重者可致截瘫,危及生命。脊髓损伤为脊柱骨折常见并发症之一,对于脊髓未完全损伤的脊柱骨折伴脊髓损伤患者,早期采取合理诊治方案能够在一定程度促进神经功能恢复,降低患者致残率和致死率。目前临床对于脊柱骨折伴脊髓损伤早期诊断及病情程度判断主要依靠影像学检查,但其对设备要求较高,无法实时监测患者病情变化。因此寻找灵敏度较高的生物标志物应用于脊柱骨折伴脊髓损伤的早期诊断及病情监测具有重要临床指导意义。
NF为神经元轴索主要骨架蛋白,在神经元含量最为丰富,位于成熟神经元的中间丝,能够维持神经元正常形态,并在轴浆运输中发挥重要作用[8]。NF由NF-L、NF-M、NF-H这3种亚单位构成,正常状态下NF-H在脑内表达水平是3种亚单位中最低的,但在神经退行性病变、神经元损伤、神经元再生等病理状态下NF-H会大量释放[9]。pNF-H是NF-H的磷酸化亚型,为一种新型脑损伤特异性标志物,参与了继发性脑损伤的生理病理过程,反映神经元损伤及神经元再生情况[10]。本研究显示,脊髓损伤组血清pNF-H高于脊髓未损伤组,这与其他文献一致[11]。研究结果提示,pNF-H在脊柱骨折伴脊髓损伤患者外周血中高表达。本研究显示,脊髓完全损伤的脊柱骨折患者血清pNF-H高于脊髓不完全损伤的脊柱骨折患者,表明血清pNF-H与脊柱骨折伴脊髓损伤患者病情严重程度也有一定关系,血清pNF-H水平越高的脊柱骨折患者脊髓损伤越严重,pNF-H可作为评估脊柱骨折伴脊髓损伤严重程度的参考指标,对患者治疗方案的选择有重要指导意义。
S100B是一种由星形胶质细胞产生的中枢神经特异蛋白,通过半胱氨酸残基形成二硫键,以二聚体活性形式大量存在于中枢神经系统中。S100B能够维持钙稳态,调控基因表达,并在神经胶质细胞增殖、分化、凋亡及脑生长发育中发挥重要作用,被认为是中枢神经受损的敏感生物标志物之一,其水平测定有助于临床判断神经病灶大小[12]。当人体处于脑外伤、脑梗死、神经功能受损等病理状态时,S100B可从胞液外渗进入脑脊液再经受损的血脑屏障大量进入血液,引起外周血中S100B水平升高[13]。既往研究报道血清S100B水平与颅脑损伤后神经功能障碍密切相关[14]。临床研究显示克-雅氏病患者脑脊液中S100B水平呈上升趋势,且其水平与中枢神经损伤相关[15]。本研究显示,脊髓损伤组患者血清S100B水平高于脊髓未损伤组,这与既往报道相符[16]。研究结果提示S100B在脊柱骨折伴脊髓损伤患者外周血中高表达,S100B可能与脊柱骨折伴脊髓损伤相关。本研究还显示,脊髓完全损伤的脊柱骨折患者血清S100B水平高于脊髓不完全损伤的脊柱骨折患者,提示血清S100B与脊柱骨折伴脊髓损伤患者病情严重程度有关,血清S100B水平越高的脊柱骨折患者脊髓损伤越严重。
本研究ROC曲线显示血清pNF-H、S100B联合检诊断测脊柱骨折伴脊髓损伤的AUC、灵敏度、特异度、准确度依次为0.904、0.932、0.867、0.917,提示血清pNF-H、S100B联合检测对脊柱骨折伴脊髓损伤具有较高的诊断价值。
综上所述,pNF-H、S100B在脊柱骨折伴脊髓损伤患者外周血中呈高表达水平,并与脊柱骨折伴脊髓损伤患者病情严重程度有关,检测血清pNF-H、S100B水平有助于脊柱骨折伴脊髓损伤早期诊断及病情严重程度评估。但鉴于本研究纳入病例数有限,推断所得结论证据略显不足,这有待今后增加不同时间节点的检测,并与脊髓损伤是否恢复及恢复程度进行对比研究加以证实。