БИОМАРКЕРЫ ПОВРЕЖДЕНИЯ НЕРВНОЙ ТКАНИ ДЛЯ ТОПИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ТРАВМЫ ГОЛОВНОГО МОЗГА
Обзорная статья
Дата публикации: июня 10, 2020
Ключевые слова
протеин S100β
нейрон специфическая енолаза
биомаркеры
травматическое повреждение мозга
диагностика
нейрон специфическая енолаза
биомаркеры
травматическое повреждение мозга
диагностика
Как цитировать
Ковтун Н. А., Савельева М. И., Трофименко А. В., Бояринцев В. В. БИОМАРКЕРЫ ПОВРЕЖДЕНИЯ НЕРВНОЙ ТКАНИ ДЛЯ ТОПИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ТРАВМЫ ГОЛОВНОГО МОЗГА // Кремлевская медицина. Клинический вестник. 2020. Т. № 2. С. 94-101.
Аннотация
В современном мире одной из ведущих причин смертности и инвалидизации населения являются повреждения головного мозга. В настоящее время есть возможность с использованием КТ, МРТ установить повреждения центральной нервной системы, сопровождающиеся нарушениями структур головного мозга, однако данные методы не позволяют дифференцировать характер повреждения нервной системы, оценить тяжесть повреждения и последствия травмы. За последние 30 лет получена новая информация о биомаркерах, появление которых в крови коррелирует с повреждением различных структур головного мозга и которые в перспективе могут использоваться в прогностических моделях. Альтернативные методы, такие как измерение уровня биомаркера в сыворотке крови с использованием иммуноферментного анализа и его модификаций, были тщательно изучены, чтобы определить, можно с их помощью получить информацию о степени повреждения мозговой ткани и/или прогнозировать клинический исход. Сложности в поиске подходящих биохимических маркеров повреждения центральной нервной системы связаны с малой выборкой обследованных пациентов, а также с их неоднородностью. Данный обзор биомаркеров повреждения ЦНС должен помочь врачам определять степень и топику повреждений нервной ткани.Литература
1. Hoffman S. W., Harrison C. The interaction between psychological health and traumatic brain injury: a neuroscience perspective // The Clinical Neuropsychologist. – 2009. – V. 23. – №. 8. – P. 1400-1415. doi: 10.1080/13854040903369433.
2. Wright D. W. et al. CDC grand rounds: reducing severe traumatic brain injury in the United States // MMWR. Morbidity and mortality weekly report. – 2013. – V. 62. – №. 27. – P. 549.
3. Wang K. K. W. et al. Examining the neural and astroglial protective effects of cellular prion protein expression and cell death protease inhibition in mouse cerebrocortical mixed cultures // Molecular neurobiology. – 2016. – V. 53. – №. 7. – P. 4821-4832. doi: 10.1007/s12035-015-9407-8.
4. Гришанова V. Г. и др. Патогенез, маркеры повреждения головного мозга и интегральные оценки состояния больных при тяжелых сочетанных травмах // Медицина в Кузбассе. – 2010. – №. 3.
5. Гуманенко Е. К. и др. Методология объективной оценки тяжести травм (Часть 1. Оценка тяжести механических повреждений) // Вестник хирургии им. ИИ Грекова. – 1997. – Т. 156. – №. 2. – С. 11-16.
6. Witcher K. G. et al. Traumatic brain injury‐induced neuronal damage in the somatosensory cortex causes formation of rod‐shaped microglia that promote astrogliosis and persistent neuroinflammation // Glia. – 2018. – V. 66. – №. 12. – P. 2719-2736. doi:10.1002/glia.23523,
7. Приказ Министерства Здравоохранения РФ. «Об утверждении Медицинских критериев определения степени тяжести вреда, причиненного здоровью человека» от 24.04. 2008 № 194н (Зарегистрировано в Минюсте РФ 13.08. 2008 № 12118). Москва; 2008. URL: https://base.garant.ru/12162210/53f89421bbdaf741eb2d1ecc4ddb4c33/.
7. Braine M. E., Cook N. The Glasgow Coma Scale and evidence‐informed practice: a critical review of where we are and where we need to be // Journal of clinical nursing. – 2017. – V. 26. – №. 1-2. – P. 280-293. doi: 10.1111/jocn.13390.
8. Park S. H., Hwang S. K. Prognostic value of serum levels of S100 calcium-binding protein B, neuron-specific enolase, and Interleukin-6 in pediatric patients with traumatic brain injury // World neurosurgery. – 2018. – V. 118. – P. e534-e542. doi: 10.1016/j.wneu.2018.06.234
9. Zimmerman J. E. et al. Acute Physiology and Chronic Health Evaluation (APACHE) IV: hospital mortality assessment for today’s critically ill patients // Critical care medicine. – 2006. – V. 34. – №. 5. – P. 1297-1310. doi: 10.1097/01.CCM.0000215112.84523.F0
10. Гуманенко Е. К., Бояринцев В. В., Супрун V. Ю. Объективная оценка тяжести травм // Клиническая медицина и патофизиология. – 1996. – №. 1. – С. 24-37.
11. Гуманенко Е. К. и др. Военно-полевая хирургия локальных войн и вооруженных конфликтов. – 2011.
12. Соколова М. Г. и др. Нейротрофические факторы. Перспективы применения в клинической неврологии // Вестник Северо-Западного государственного медицинского университета им. ИИ Мечникова. – 2014. – Т. 6. – №. 3.
13. Селиверстов П. А., Шапкин Ю. Г. Оценка тяжести и прогнозирование исхода политравмы: современное состояние проблемы (обзор) // Современные технологии в медицине. – 2017. – Т. 9. – №. 2.
14. Маркелова Е. В., Зенина А. А., Кадыров Р. В. Нейропептиды как маркеры повреждения головного мозга // Современные проблемы науки и образования. – 2018. – №. 5. – С. 206-206.
15. Katsanou P. et al. S100B levels in patients with type 2 diabetes mellitus and co-occurring depressive symptoms // Depression research and treatment. – 2018. – V. 2018. doi: 10.1155/2018/5304759.
16. Chen L. et al. Over-expression of S100B protein as a serum marker of brain metastasis in non-small cell lung cancer and its prognostic value // Pathology-Research and Practice. – 2019. – V. 215. – №. 3. – P. 427-432. doi: 10.1002/cncr.11409.
17. Gillick K., Rooney K. Serial NSE measurement identifies non-survivors following out of hospital cardiac arrest // Resuscitation. – 2018. – V. 128. – P. 24-30. doi: 10.1016/j.resuscitation.2018.04.010.
18. Shahim P. et al. Blood biomarkers for brain injury in concussed professional ice hockey players // JAMA neurology. – 2014. – V. 71. – №. 6. – P. 684-692. doi: 10.1016/j.resuscitation.2018.04.010.
19.Undén L. et al. Validation of the Scandinavian guidelines for initial management of minimal, mild and moderate traumatic brain injury in adults // BMC medicine. – 2015. – V. 13. – №. 1. – P. 292.
20. Alfarouk K. O., Muddathir A. K., Shayoub M. E. A. Tumor acidity as evolutionary spite // Cancers. – 2011. – V. 3. – №. 1. – P. 408-414. doi: 10.3390/cancers3010408.
21. Undén L. et al. Validation of the Scandinavian guidelines for initial management of minimal, mild and moderate traumatic brain injury in adults // BMC medicine. – 2015. – V. 13. – №. 1. – P. 292. doi: 10.1186/s12916-015-0533-y.
22. Isgrò M. A., Bottoni P., Scatena R. Neuron-specific enolase as a biomarker: biochemical and clinical aspects //Advances in Cancer Biomarkers. – Springer, Dordrecht, 2015. – С. 125-143. doi:10.1007/978-94-017-7215-0_9
23. Caprelli M. T., Mothe A. J., Tator C. H. CNS injury: posttranslational modification of the tau protein as a biomarker // The Neuroscientist. – 2019. – V. 25. – №. 1. – P. 8-21. doi: 10.1177/1073858417742125.
24. Smith D. H., Hicks R., Povlishock J. T. Therapy development for diffuse axonal injury // Journal of neurotrauma. – 2013. – V. 30. – №. 5. – P. 307-323. doi: 10.1089/neu.2012.2825.
25. Irwin D. J., Lee V. M. Y., Trojanowski J. Q. Parkinson's disease dementia: convergence of α-synuclein, tau and amyloid-β pathologies // Nature Reviews Neuroscience. – 2013. – V. 14. – №. 9. – P. 626-636. doi: 10.1038/nrn3549.
26. Zoltewicz J. S. et al. Biomarkers track damage after graded injury severity in a rat model of penetrating brain injury // Journal of neurotrauma. – 2013. – V. 30. – №. 13. – P. 1161-1169. doi: 10.1089/neu.2012.2762.
27. Yang Z., Wang K. K. W. Glial fibrillary acidic protein: from intermediate filament assembly and gliosis to neurobiomarker // Trends in neurosciences. – 2015. – V. 38. – №. 6. – P. 364-374. doi: 10.1016/j.tins.2015.04.003.
28. Kim S., Rhim H. Effects of amyloid-β peptides on voltage-gated L-type Ca v 1.2 and Ca v 1.3 Ca 2+ channels // Molecules and cells. – 2011. – V. 32. – №. 3. – P. 289. doi: 10.1007/s10059-011-0075-x.
29. James M. L. et al. Brain natriuretic peptide improves long-term functional recovery after acute CNS injury in mice // Journal of neurotrauma. – 2010. – V. 27. – №. 1. – P. 217-228. doi: 10.1089/neu.2009.1022.
30. Ilievski V. et al. Chronic oral application of a periodontal pathogen results in brain inflammation, neurodegeneration and amyloid beta production in wild type mice // PLoS One. – 2018. – V. 13. – №. 10. doi: 10.1371/journal.pone.0204941
31. Гусев Е. И. и др. Неврология: национальное руководство – ГЭОТАР-Медиа, 2010.
32. Wąsik N. et al. Serum myelin basic protein as a marker of brain injury in aneurysmal subarachnoid haemorrhage // Acta Neurochirurgica. – 2020. – P. 1-8. doi: 10.1007/s00701-019-04185-9.
33. Hjalmarsson C. et al. Neuronal and glia-related biomarkers in cerebrospinal fluid of patients with acute ischemic stroke // Journal of Central nervous system Disease. – 2014. – V. 6. – P. JCNSD. S13821. doi: 10.4137/JCNSD.S13821.
34. Астахин А. В., Евлашева О. О., Левитан Б. Н. Клиническое и диагностическое значение основного белка миелина и нейронспецифической енолазы в медицинской практике // Астраханский медицинский журнал. – 2016. – Т. 11. – №. 4.
35. Thelin E. P. et al. Utility of neuron-specific enolase in traumatic brain injury; relations to S100B levels, outcome, and extracranial injury severity // Critical Care. – 2016. – V. 20. – №. 1. – P. 285. doi: 10.1186/s13054-016-1450-y.
36. Glushakova O. Y. et al. Cerebrospinal fluid protein biomarker panel for assessment of neurotoxicity induced by kainic acid in rats // Toxicological Sciences. – 2012. – V. 130. – №. 1. – P. 158-167. doi: 10.1093/toxsci/kfs224.
2. Wright D. W. et al. CDC grand rounds: reducing severe traumatic brain injury in the United States // MMWR. Morbidity and mortality weekly report. – 2013. – V. 62. – №. 27. – P. 549.
3. Wang K. K. W. et al. Examining the neural and astroglial protective effects of cellular prion protein expression and cell death protease inhibition in mouse cerebrocortical mixed cultures // Molecular neurobiology. – 2016. – V. 53. – №. 7. – P. 4821-4832. doi: 10.1007/s12035-015-9407-8.
4. Гришанова V. Г. и др. Патогенез, маркеры повреждения головного мозга и интегральные оценки состояния больных при тяжелых сочетанных травмах // Медицина в Кузбассе. – 2010. – №. 3.
5. Гуманенко Е. К. и др. Методология объективной оценки тяжести травм (Часть 1. Оценка тяжести механических повреждений) // Вестник хирургии им. ИИ Грекова. – 1997. – Т. 156. – №. 2. – С. 11-16.
6. Witcher K. G. et al. Traumatic brain injury‐induced neuronal damage in the somatosensory cortex causes formation of rod‐shaped microglia that promote astrogliosis and persistent neuroinflammation // Glia. – 2018. – V. 66. – №. 12. – P. 2719-2736. doi:10.1002/glia.23523,
7. Приказ Министерства Здравоохранения РФ. «Об утверждении Медицинских критериев определения степени тяжести вреда, причиненного здоровью человека» от 24.04. 2008 № 194н (Зарегистрировано в Минюсте РФ 13.08. 2008 № 12118). Москва; 2008. URL: https://base.garant.ru/12162210/53f89421bbdaf741eb2d1ecc4ddb4c33/.
7. Braine M. E., Cook N. The Glasgow Coma Scale and evidence‐informed practice: a critical review of where we are and where we need to be // Journal of clinical nursing. – 2017. – V. 26. – №. 1-2. – P. 280-293. doi: 10.1111/jocn.13390.
8. Park S. H., Hwang S. K. Prognostic value of serum levels of S100 calcium-binding protein B, neuron-specific enolase, and Interleukin-6 in pediatric patients with traumatic brain injury // World neurosurgery. – 2018. – V. 118. – P. e534-e542. doi: 10.1016/j.wneu.2018.06.234
9. Zimmerman J. E. et al. Acute Physiology and Chronic Health Evaluation (APACHE) IV: hospital mortality assessment for today’s critically ill patients // Critical care medicine. – 2006. – V. 34. – №. 5. – P. 1297-1310. doi: 10.1097/01.CCM.0000215112.84523.F0
10. Гуманенко Е. К., Бояринцев В. В., Супрун V. Ю. Объективная оценка тяжести травм // Клиническая медицина и патофизиология. – 1996. – №. 1. – С. 24-37.
11. Гуманенко Е. К. и др. Военно-полевая хирургия локальных войн и вооруженных конфликтов. – 2011.
12. Соколова М. Г. и др. Нейротрофические факторы. Перспективы применения в клинической неврологии // Вестник Северо-Западного государственного медицинского университета им. ИИ Мечникова. – 2014. – Т. 6. – №. 3.
13. Селиверстов П. А., Шапкин Ю. Г. Оценка тяжести и прогнозирование исхода политравмы: современное состояние проблемы (обзор) // Современные технологии в медицине. – 2017. – Т. 9. – №. 2.
14. Маркелова Е. В., Зенина А. А., Кадыров Р. В. Нейропептиды как маркеры повреждения головного мозга // Современные проблемы науки и образования. – 2018. – №. 5. – С. 206-206.
15. Katsanou P. et al. S100B levels in patients with type 2 diabetes mellitus and co-occurring depressive symptoms // Depression research and treatment. – 2018. – V. 2018. doi: 10.1155/2018/5304759.
16. Chen L. et al. Over-expression of S100B protein as a serum marker of brain metastasis in non-small cell lung cancer and its prognostic value // Pathology-Research and Practice. – 2019. – V. 215. – №. 3. – P. 427-432. doi: 10.1002/cncr.11409.
17. Gillick K., Rooney K. Serial NSE measurement identifies non-survivors following out of hospital cardiac arrest // Resuscitation. – 2018. – V. 128. – P. 24-30. doi: 10.1016/j.resuscitation.2018.04.010.
18. Shahim P. et al. Blood biomarkers for brain injury in concussed professional ice hockey players // JAMA neurology. – 2014. – V. 71. – №. 6. – P. 684-692. doi: 10.1016/j.resuscitation.2018.04.010.
19.Undén L. et al. Validation of the Scandinavian guidelines for initial management of minimal, mild and moderate traumatic brain injury in adults // BMC medicine. – 2015. – V. 13. – №. 1. – P. 292.
20. Alfarouk K. O., Muddathir A. K., Shayoub M. E. A. Tumor acidity as evolutionary spite // Cancers. – 2011. – V. 3. – №. 1. – P. 408-414. doi: 10.3390/cancers3010408.
21. Undén L. et al. Validation of the Scandinavian guidelines for initial management of minimal, mild and moderate traumatic brain injury in adults // BMC medicine. – 2015. – V. 13. – №. 1. – P. 292. doi: 10.1186/s12916-015-0533-y.
22. Isgrò M. A., Bottoni P., Scatena R. Neuron-specific enolase as a biomarker: biochemical and clinical aspects //Advances in Cancer Biomarkers. – Springer, Dordrecht, 2015. – С. 125-143. doi:10.1007/978-94-017-7215-0_9
23. Caprelli M. T., Mothe A. J., Tator C. H. CNS injury: posttranslational modification of the tau protein as a biomarker // The Neuroscientist. – 2019. – V. 25. – №. 1. – P. 8-21. doi: 10.1177/1073858417742125.
24. Smith D. H., Hicks R., Povlishock J. T. Therapy development for diffuse axonal injury // Journal of neurotrauma. – 2013. – V. 30. – №. 5. – P. 307-323. doi: 10.1089/neu.2012.2825.
25. Irwin D. J., Lee V. M. Y., Trojanowski J. Q. Parkinson's disease dementia: convergence of α-synuclein, tau and amyloid-β pathologies // Nature Reviews Neuroscience. – 2013. – V. 14. – №. 9. – P. 626-636. doi: 10.1038/nrn3549.
26. Zoltewicz J. S. et al. Biomarkers track damage after graded injury severity in a rat model of penetrating brain injury // Journal of neurotrauma. – 2013. – V. 30. – №. 13. – P. 1161-1169. doi: 10.1089/neu.2012.2762.
27. Yang Z., Wang K. K. W. Glial fibrillary acidic protein: from intermediate filament assembly and gliosis to neurobiomarker // Trends in neurosciences. – 2015. – V. 38. – №. 6. – P. 364-374. doi: 10.1016/j.tins.2015.04.003.
28. Kim S., Rhim H. Effects of amyloid-β peptides on voltage-gated L-type Ca v 1.2 and Ca v 1.3 Ca 2+ channels // Molecules and cells. – 2011. – V. 32. – №. 3. – P. 289. doi: 10.1007/s10059-011-0075-x.
29. James M. L. et al. Brain natriuretic peptide improves long-term functional recovery after acute CNS injury in mice // Journal of neurotrauma. – 2010. – V. 27. – №. 1. – P. 217-228. doi: 10.1089/neu.2009.1022.
30. Ilievski V. et al. Chronic oral application of a periodontal pathogen results in brain inflammation, neurodegeneration and amyloid beta production in wild type mice // PLoS One. – 2018. – V. 13. – №. 10. doi: 10.1371/journal.pone.0204941
31. Гусев Е. И. и др. Неврология: национальное руководство – ГЭОТАР-Медиа, 2010.
32. Wąsik N. et al. Serum myelin basic protein as a marker of brain injury in aneurysmal subarachnoid haemorrhage // Acta Neurochirurgica. – 2020. – P. 1-8. doi: 10.1007/s00701-019-04185-9.
33. Hjalmarsson C. et al. Neuronal and glia-related biomarkers in cerebrospinal fluid of patients with acute ischemic stroke // Journal of Central nervous system Disease. – 2014. – V. 6. – P. JCNSD. S13821. doi: 10.4137/JCNSD.S13821.
34. Астахин А. В., Евлашева О. О., Левитан Б. Н. Клиническое и диагностическое значение основного белка миелина и нейронспецифической енолазы в медицинской практике // Астраханский медицинский журнал. – 2016. – Т. 11. – №. 4.
35. Thelin E. P. et al. Utility of neuron-specific enolase in traumatic brain injury; relations to S100B levels, outcome, and extracranial injury severity // Critical Care. – 2016. – V. 20. – №. 1. – P. 285. doi: 10.1186/s13054-016-1450-y.
36. Glushakova O. Y. et al. Cerebrospinal fluid protein biomarker panel for assessment of neurotoxicity induced by kainic acid in rats // Toxicological Sciences. – 2012. – V. 130. – №. 1. – P. 158-167. doi: 10.1093/toxsci/kfs224.