一、中枢神经特异性蛋白S100β的特性

  S100β蛋白是S100家族中主要的、最具活性的成员。该类蛋白属于酸性钙结合蛋白，由Moore等首次从牛脑中分离获得。因其在中性pH条件下能溶于100%饱和硫酸铵溶液，故命名为S100蛋白(Moore, 1965)。

  S100β蛋白由2个β亚基组成。2个β亚基通过半胱氨酸残基形成二硫键，以二聚体活性形式存在于神经元中。S100β蛋白通过旁分泌和自分泌到达胞外作用于神经元和神经胶质细胞，参与Ca2+信号转导，其生物半衰期为2 h，在体内代谢后经肾脏排出(王丽珍和古桂雄，2008)。

  S100β蛋白在胚胎期第14 d就有微弱表达，随后与神经系统生长发育呈平行增加的关系，成年后相对稳定。正常成人血清中含量小于0.18 ng/ml。生理浓度的S100β蛋白是一种神经营养因子，具有促有丝分裂作用，可调节神经胶质细胞的生长、增殖、分化，维持钙稳态，促进脑的发育，并在学习记忆中发挥一定作用。当神经胶质细胞表达S100β蛋白过量时，则会产生神经毒性，加速神经系统炎症的恶化，并导致神经系统功能紊乱(王丽珍和古桂雄，2008)。

  图1 星型胶质细胞与神经、脑部血管的关系。Capillary，毛细血管;Astrocyte，星型胶质细胞;Axon，轴突;Myelin，髓鞘;Oligodendrocyt，少突胶质细胞;Myelinated axon，有髓鞘的轴突。

  约96%的S100β蛋白存在于脑内，主要定位于中枢神经系统的星形细胞、少突神经胶质细胞及周围神经系统的雪旺细胞，是神经系统的特异性蛋白。当脑部出现损伤时，如缺血缺氧或外伤导致富含S100β蛋白的星型胶质细胞坏死、凋亡或者分泌增加，大量S100β蛋白释放进入脑部组织液中：一部分通过破坏的或通透性增加的血-脑屏障进入血液循环，另一部分则通过脑-脑脊液屏障进入脑脊液随后经蛛网膜窦进入血液循环，还有一部分经脑-脑脊液屏障、血-脑脊液屏障进入血液循环。血液中的S100β蛋白水平在脑损伤后有一定的时间变化规律，而且与脑损伤程度及预后紧密相关，稳定性又比其它神经生化指标高，因此可以作为脑损伤的特异性标志物。

  二、中枢神经特异性蛋白S100β的临床应用

  2.1 S100β在精神分裂、情感障碍等精神疾病中的应用

  S100β可以在急性精神病发病时被检测出，是代表神经细胞完整性的生化标记，因而S100β越来越被重视。

  2.1.1 精神分裂症

  精神分裂症是以基本个性改变，思维、情感、行为的分裂，精神活动与环境的不协调为主要特征的一类最常见的精神病。

  Rothermundt等(2001b)对26例处于精神分裂症急性期的未用药的病人进行研究，结果发现在为期6周的治疗前患者血浆中S100β的水平显著高于正常对照组，治疗后患者血浆中S100β的水平接近正常对照组。在对偏执型精神分裂症患者研究中发现，患者血浆中S100β也高于正常对照组(Steiner et al, 2006;Lara et al, 2001)。

  另外，Rothermundt等(2001b)在研究中还发现经过6周治疗后急性精神分裂症患者的S100β蛋白浓度与PANSS阴性因子分呈显著正相关。而国内研究者(纪家武等，2001)在研究中也发现首发患者经过12周治疗后以及慢性疾病患者的S100β蛋白浓度与PANSS阴性因子分呈显著正相关。这表明S100β蛋白浓度与精神分裂症阴性症状关系更为密切。

  2.1.2 情感性精神障碍

  情感性精神障碍是以明显而持久的心境高涨或低落为主的一组精神障碍，并有相应的思维和行为改变，包括躁狂症、抑郁症(含单次发作和反复发作)、双相情感障碍(含躁狂相、抑郁相和混合相)及其他情感障碍，可伴有精神病性症状，如幻觉、妄想。大多数患者有反复发作的倾向，每次发作多可缓解，部分可有残留症状或转为慢性。

  Schreoeter等(2002)用免疫发光法检测20例情感障碍者患者及12例健康人血S100β水平时发现，抑郁症患者S100β蛋白水平中位数与正常对照组比较，差异具有统计学意义。用抗抑郁药物治疗后，S100β蛋白降低程度与抑郁症严重程度有关。因此S100β蛋白变化可能与星型胶质细胞改变有关，通过抗抑郁治疗有可能使其恢复。Rothermundt等(2001a)测定了28例患有抑郁症的患者血浆中S100β的水平，结果显示其S100β水平显著高于正常对照组。因此S100β蛋白在提示情感障碍患者的脑损伤方面具有价值。

  从精神分裂症或抑郁症的S100β检测值范围(血清约0.120 ng/ml，脑脊液约0.700 ng/ml)来看，并未有大量的神经胶质或神经元受到破坏，但可以认为精神分裂症的病程中存在着进行性的神经变性。S100β增加可以反映出退变机制，但证明S100β浓度的变化伴发脑病理改变，需要在检测S100β的血清和脑脊液中浓度的基础上结合影像技术以及神经心理学测试等方面的研究。

  2.2 中枢神经特异性蛋白S100β在癫痫形成中的应用

  癫痫是慢性反复发作性的短暂脑功能失调综合征，以脑神经元异常放电引起反复痫性发作为特征。癫痫是神经系统常见疾病之一，患病率仅次于脑卒中。

  Sendrowski等(2004)分别测定患有脑积水和癫痫患儿血浆中S100β的水平发现两者都存在浓度增高的情况。而使用扁桃体激发模型，通过比较S100β基因敲除鼠和野生型鼠的差别，调查在癫痫形成过程中的作用。激发后根据海马体和扁桃体胶质细胞中酸性蛋白的表达谱评估星形胶质细胞的活性，结果显示野生型和基因敲除鼠相似，而且野生型和敲除鼠并没有显著不同的后放电阈。然而，敲除鼠能激发更迅速、症状更严重的癫痫。这些结果表明正常水平的S100β有对抗癫痫形成的作用(Dyck et al, 2002)。因此，推断S100β蛋白缺乏导致星形胶质细胞中Ca2+处理能力降低，可能是癫痫产生的原因。

  2.3 中枢神经特异性蛋白S100β在神经退行性疾病中的应用

  神经退行性疾病是由神经元或其髓鞘的丧失所致。大脑和脊髓由神经元组成，神经元有不同的功能，如控制运动，处理感觉信息，并作出决策。大脑和脊髓的细胞一般是不会再生的，所以过度的损害可能是毁灭性的，不可逆转的，并随着时间的推移而恶化，以导致功能障碍。

  2.3.1 阿尔茨海默病(AD)

  阿尔兹海默病是一种持续性高级神经功能活动障碍，简单解释就是在没有意识障碍的状态下，记忆、思维、分析判断、视空间辨认、情绪等方面发生了障碍。

  对AD患者的尸检研究显示，AD患者脑组织中所含的S100β mRNA和蛋白质水平均升高，并发现AD患者外周血中免疫细胞的S100β表达增高。在成年人脑内，S100β在神经可塑性方面起重要作用，而S100β过度表达，可导致细胞骨架失稳、增生，树突和轴突退变，突触数目减少，伴有行为异常，表现出痴呆的各种症状。研究表明AD患者也可有脑梗死病灶、白质疏松和血管性危险因素。脑血流的改变可引起淀粉样蛋白的过度表达，刺激星型胶质活化和增殖，故推测S100β可能在AD的发生、发展机制中也扮演了重要角色(郭咏梅等，2005)。另外，小胶质细胞过度表达IL-1、星型胶质细胞过度表达S100β以及T2+神经元纤维缠结阶段的进一步联系已被证实(Donato et al, 2009)。相对健康对照和晚期AD患者，早期到中期AD患者S100β脑脊液浓度升高。晚期患者和正常人无差异甚至更低。(Lambert et al, 2007)。

  2.3.2 克雅病

  克雅病是一种罕见的主要发生在50-70岁的可传播的脑病。受感染的人可以有睡眠紊乱、个性改变、共济失调、失语症、视觉丧失、肌肉萎缩、肌阵挛、进行性痴呆等症状，并且多会在发病的一年内死亡。

  克雅病是中枢神经变性疾病中进展最快的一种，其胶质细胞增生也是最明显的。S100β蛋白主要由胶质细胞分泌，克雅病患者脑脊液中S100β蛋白含量升高(Kovacs et al, 2004)，明显高于非痴呆组和其他痴呆组患者(林世和等，2007)。

  2.3.3 肌萎缩性侧索硬化症

  肌萎缩性侧索硬化症是一种运动神经元疾病，多于30-50岁发病，以上肢周围性瘫痪，下肢中枢性瘫痪，上下运动神经元混合性、对称性损害为特点，表现为受累部位肌肉萎缩。

  Migheli等(1999)报道了肌萎缩性侧索硬化症患者的脊髓神经胶质细胞和运动神经元中的S100β蛋白表达上调。但是脑脊液中S100β浓度会随病程增加而降低，即发病越迟的患者的S100β蛋白水平越低(Sussmuth et al, 2003)。

  三、中枢神经特异性蛋白S100β在精神病科的应用

  精神类疾病患者的中枢神经系统代谢往往存在障碍，部分神经系统可能存在损伤。对于急性精神病人，可通过检测S100β蛋白的浓度，大致判断中枢神经系统损伤的程度。但是，该指标仅仅作为辅助诊断指标。确诊仍需依靠进一步的影像学和详细的神经功能检查。

  明德生物中枢神经特异性蛋白S100-β蛋白(S100-β)检测试剂盒是应用免疫层析技术，通过免疫定量分析仪判读，建立的快速、特异、简便的定量检测试剂盒，主要用于脑损伤的辅助诊断、监测病情变化、评估预后。不适用中枢神经系统肿瘤的治疗监测。