脑脊液生化分析进展

　　国外医学临床生物化学与检验学分册 1999年第20卷第5期

重庆医科大学检验系临床生化教研室（400016）

李廷富 综述^* 涂植光 审校

　　摘要 临床实验室脑脊液检查在各种中枢神经系统疾病的诊断和治疗中起着重要作用。一些新的实验室检查对诸如脑肿瘤、老年性痴呆（Alzheimer's disease）、克-雅氏病（Creutzfeldt-Jakob disease）、脑脊液、耳、鼻溢等评估及诊断非常有用。本文就近年脑脊液生化检查的进展及在这些疾病诊治中可能的临床应用作一综述。

　　关键词脑脊液：脑肿瘤；老年性痴呆

　　脑脊液实验室检查用于各种中枢神经系统疾病的诊治已有100多年历史。但至今脑脊液常规检查如压力测定、细胞计数与分类、糖与蛋白定量、革兰氏染色、细菌培养仍然是主要检查内容。近年来人们对多种中枢神经系统疾病的认识取得了显著进展，相应地人们对这些疾病有评估及诊断价值的实验室检查的研究也倍感兴趣。本文拟对脑脊液生化检验的进展作一综述。

　　　1 肿瘤生化标志物

　　脑脊液中肿瘤标志物现已发现的有：癌胚抗原（CEA）、胶质瘤相关抗原、甲胎蛋白（AFP）、β₂-微球蛋白（β₂-MG）、绒毛膜促性腺激素（HCG）、铁蛋白（FP）及部分酶类如乳酸脱氢酶、基质金属蛋白酶等。

　　1.1癌胚抗原（CEA）^[1，2] 神经组织不表达CEA，CEA水平对于能产生CEA的肿瘤向中枢神经系统转移的监测是一个非常灵敏的指标。有人研究了204例各种神经系统疾病CEA水平，其中包括35例肿瘤。在这35例中，10例CEA升高，且均是转移性癌。另一项研究表明：软脑膜癌CEA水平升高但除外淋巴瘤转移所致软脑膜癌。其特异性高达90%，但灵敏度只有31%。尽管如此，在怀疑脑转移性癌的病例中，脑脊液细胞学阴性，但对于能产生CEA的肿瘤如乳腺癌、结肠癌、胃癌、部分肺癌，脑脊液中CEA通常会升高，有其诊断价值。

　　1.2胶质瘤相关抗原^[3] 胶质瘤相关抗原有两种：一种是神经外胚层胶质瘤相关抗原（G-22），另一种是神经-红细胞生成素相关抗原。前者表达见于肿瘤细胞及来源于神经嵴的正常细胞；后者存在于脑细胞及红细胞。Junyoshida等采用固相放射免疫技术分析了66例各种神经系统疾病，其中包括18例胶质瘤患者。发现：18例胶质瘤患者G-22均为阳性（大于10ng/ml）。30例非肿瘤性神经系统疾病均未检出G-22抗原。除了未成熟畸胎瘤、部分与中枢神经纤维瘤有关的脑膜癌，以及从肺转移而致的脑瘤外，绝大多数非胶质瘤脑瘤为阴性。G-22抗原水平与肿瘤大小及组织学类型均高度相关，因此监测脑脊液中G-22抗原水平可以预报恶性恶性胶质瘤的进展与消退。

　　1.3β₂-微球蛋白（β₂-MG）^[2，4] β₂-MG作为组织相容性抗原的一部分存在于所有的有核细胞表面。分子量11，800D。β₂-MG升高常见于某些炎症性疾病，尤其是以淋巴细胞升高为主的疾病。β₂-MG是急性淋巴细胞性白血病或淋巴瘤累及中枢神经系统的一个早期灵敏指标。中枢神经系统受累者，β₂-MG显著高于未受累者，并且β₂-MG水平与中枢神经系统受累的临床症状出现与消失高度相关，提示β₂-MG对该类疾病的诊断与疗效评估有其价值。当脑脊液中β₂-MG水平超过相应血清β₂-MG水平时，中枢神经系统受累的可能性更大。β₂-MG水平升高还见于原发性和转移的恶性脑瘤，而良性脑瘤β₂-MG水平正常。

　　1.4AFP及HCG^[2] AFP为一糖蛋白分子，在卵黄囊中合成。脑脊液中AFP升高见于一些转移性胚胎细胞肿瘤。HCGβ亚单位升高见于转移性绒毛膜癌、胚胎细胞性睾丸癌、分泌促性腺激素的畸胎瘤累及中枢神经系统。β-HCG水平一般与治疗中肿瘤的增殖相关，并且β-HCG升高常常早于肿瘤转移的临床或放射学证据。

　　1.5铁蛋白（FP）^[2] 脑脊液中FP升高见于绝大多数炎症和转移性肿瘤，而非转移性肿瘤和非炎症性中枢神经系统疾病不升高。脑脊液中FP水平是反映脑肿瘤和炎症性疾病的灵敏指标，但特异性很低。

　　1.6乳酸脱氢酶（LDH）^[2] LDH在体内分布广泛，多种疾病均可引起升高，是反映疾病的敏感指标，相应地特异性很低。然而LDH同功酶测定可显著改善其特异性，在脑膜癌的诊断中非常有用。由于绝大多数肿瘤显示以LD₅为主，在转移性癌期如乳腺癌、恶性黑色素瘤浸润软脑膜时，LD₅与总LD的比值增高达到10%-15%。由于中性粒细胞中也以LD₅为主，这种酶谱的改变也见于细菌性脑膜炎。在排除细菌性脑膜炎后，LD₅升高支持转移癌诊断。淋巴瘤及淋巴细胞性白血病则显示“帐蓬”型LDH酶谱，即LD₃及LD₄增高，LD₁及LD₅相对较低。

　　1.7基质金属蛋白酶谱（MMP_a）^[5，6] mMP_a属于含锌的金属蛋白酶家族成员，是有底物特异性的多种钙离子依赖肽链内切酶。人脑中已发现明胶酶A（MMP₂）、明胶酶B（MMP₉）、胶原酶（MMP₁）和基质溶素（stromely sin、MMP₃）等多种MMP_a。另外有两种具有明胶水解活性，分子量为130kD和250kD的酶。前者可能是明胶酶B与金属蛋白酶组织抑制因子的复合物或者是明胶酶B的聚合物。250kD者则可能是明胶酶B的衍生物。MMP_a活力受倒精细调节。其活力取决于转录调节因子、激活剂、抑制剂间的平衡。通过精密的合成、激活、抑制机制而完成。MMP_a是以无活性的形式分泌，随后可由血浆纤维蛋白溶解酶和其它一些丝氨酸蛋白酶、金属蛋白酶活化。另一些内源性蛋白称作金属蛋白酶组织抑制因子，通过与MMP_a结合形成高亲和力的复合物而使其抑制。原发性与转移性脑瘤MMP_a则过度产生和激活。Marc h等采用含明胶的SDS-PAGE技术分析了66例白细胞数＜5/μl的脑脊液标本。其中健康对照组19例、恶性星形细胞瘤29例、转移性脑瘤10例、未侵犯中枢神经系统的其它部位肿瘤4例、非肿瘤性神经系统疾病4例。发现66例标本均可检出明胶酶A前体（Pro-MMP2）。而明胶酶B前体（PMMP₉）仅见于原发性（20/20）脑瘤和转移性脑瘤（10/10），健康组以及非脑瘤性疾病者均未检出PMMP₉。明胶酶A仅见于15例经脑脊液细胞学检查阳性证实的脑膜癌和一例脑脊液细胞学检查阴性的多形性成胶质瘤患者，但此患者经磁共振扫描（MRI）证实有肿瘤向软脑膜扩散。明胶酶B（MMP₉）在15例脑膜癌中有10例阳性，仅一例脑脊液细胞学检查阴性而MMP₉阳性，但此例经头部磁共振扫描强烈提示有肿瘤向脑膜扩散。MarcH等认为检测脑脊液中明胶酶谱可区别恶性胶质瘤或转移所致脑瘤与非脑瘤肿瘤，并可区别脑膜癌与未向脑膜扩散的脑瘤。MMP_a是诊断中枢神经系统肿瘤的一个灵敏指标，也是肿瘤复发的早期标志。

　　2 老年性痴呆（Alzheimer's disease,AD）

　　诊断老年性痴呆（AD）最准确的方法是死后脑的病理学检查。但这仅能用来证明死前的诊断，对治疗没有任何意义。许多研究声称大脑皮质活检很准确但病人是极难接受的。最近人们从脑脊液中发现了一些有价值的标志物。

　　2.1 tau蛋白^[7-9] tau蛋白存在于正常脑组织神经元轴突中，参与微管交联，又称微管相关tau蛋白。脑脊液中tau蛋白可能来自死亡的或退化变性的神经细胞。AD患者脑脊液中tau蛋白水平显著升高，约为健康对照组及其它神经系统疾病对照组的2倍。tau蛋白水平在整个疾病过程中保持高水平，并且与病人的年龄、痴呆程度无关。Arai h等的研究表明检测脑脊液中tau蛋白对AD的诊断特异性为95%，灵敏度为 91.2%。

　　2.2β淀粉样蛋白（Aβ）及其前体（APP）^[2，10] aβ是AD患者脑组织中老年斑的主要成分。分子量为4.2kD。90年代初有人将APP作为AD标志物加以研究，发现AD患者APP水平比健康对照组以及非AD痴呆组低3.5倍。在遗传型AD（早发型AD）中也有类似发现。NakamuraT在临床对比研究中发现：14例早发型AD患者（平均59岁）脑脊液中Aβ水平明显增高（4.14±1.37nmol/L）而晚发型（平均79岁）24例为3.17±1.15nmol/L。后者与对照组（2.33±1.29nmol/L）无显著性差异。认为Aβ水平似与早发型AD相关。

　　3 克-雅氏病（Creutzfeldt-Jakob disease,CJD）^[11]

　　CJD是由一种称为朊病毒的蛋白传染因子引起、病情发展迅速的中枢神经系统传染病。CJD的诊断建立在临床病程、特征性脑电图表现、免疫组织化学法发现朊病毒蛋白，以及活检或尸检的基础之上。脑脊液中CJD的标志物主要有神经元特异烯醇化酶、14-3-3脑蛋白。

　　3.1神经元特异烯醇化酶（NSE）^[12] 早期的研究表明：在疾病的早期阶段，NSE出现升高。近年来ZerrⅠ等研究了58例CJD，发现NSE均值X：94.0ng/ml显著高于对照组的X：9.5ng/ml。若以35ng/ml为界值，诊断灵敏度为80%、特异性为92%。

　　3.214-3-3脑蛋白^[13] 14-3-3脑蛋白大量存在于正常人脑组织中，而不存在于正常人或CJD病人的血浆中。分子量约为30kD。Hsich g等对诊断为CJD病人的71份脑脊液进行检测。发现68例（96%）14-3-3脑蛋白呈阳性反应，而94例患者有其他痴呆疾病的病人中有4例呈阳性，且进一步排除其中3例为收集脑脊液标本前1个月内患急性脑梗塞者后，仅1例（1%）发现呈阳性。此例患者为临床拟诊为老年性痴呆（AD）。在检查66例患有其它中枢神经系统疾病病人的脑脊液后发现18例阳性。这18例分别为急性病毒性脑炎、一个月内曾发生脑梗塞、蛛网膜下腔出血、Rett氏综合征等。其中11例为病毒性脑炎（共12例），而全部4例急性脑梗塞病人均呈阳性。但10例患多灶性脑梗塞性痴呆的病人未发现有14-3-3脑蛋白存在。这一研究提示：检测14-3-3脑蛋白对CJD总的敏感性为96%、特异必来88%。值得注意的是在患有进行性痴呆而无近期脑梗塞病史的病人中，本法诊断CJD的敏感性仍为96%便特异性高达99%。ZerrⅠ在一项前瞻性病例对照研究中发现：检测14-3-3脑蛋白对于CJD的阳性预计值为94.7%，阴性预计值为92.4%。

　　4 脑脊液溢与转铁蛋白^[2]

　　转铁蛋白是一种结合糖蛋白，分子量约为7.7kD，含4个带负电荷的唾液酸基因，主要在肝脏合成。脑脊液中两种转铁蛋白即β₁转铁蛋白、β₂转铁蛋白。β₁转铁蛋白与血清中的转铁蛋白电泳迁移率一致，β₂转铁蛋白是由神经氨酸酶作用于β₁转铁蛋白在脑脊液中形成。采用免疫固定电泳技术很容易证实这两种蛋白的存在。这一技术对脑脊液耳、鼻溢的诊断非常有效。不含脑脊液的液体只有一条区带，而脑脊液耳、鼻溢可检出两条区带，从而明确诊断。

　　综上可知：脑脊液生化检查对某些中枢神经系统的诊断、病情评估极具价值。但一些检查指标特异性、灵敏度尚不令人满意。随着技术的进步，人们对疾病认识的深化，可以预期一些特异性、灵敏度较好的新的生化指标将会不断面世。

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(1998-10-19 收稿 1999-01-10修回)

　校对时间: 99-12-08 20:37:15 董静