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胶质纤维酸性蛋白的生物学特性及临床研究进展
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・ 27l6 ・ 国际检验医学杂志2015年9月第36卷第 期Int J Lab Med,September 2015,Vo1.36,No.18 ・综 述・ 胶质纤维酸性蛋白的生物学特性及临床研究进展 刘 霞综述,秦 雪审校 (桂林市人民医院检验科,广西桂林541002) 关键词:胶质纤维酸性蛋白; 星形胶质细胞; 神经系统疾病 DOI:10.3969/j.issn.1673—41 3O.2O15.18.O4l 文献标识码:A 文章编号:l673—4130(2015)18 27l6 O2 胶质纤维酸性蛋白(GFAP)是中l楸神经系统星形胶质细 胞(AS)胞质内特异性酸性蛋白。近年来,众多研究发现,血清 及脑脊液GFAP水平在神经系统疾病的诊断、治疗及预后方 面有重要的指导意义,越来越引起人们的重视。本文就目前研 究的GFAP的生理作用及其在神经系统疾病中的临床意义作 一综述。 l GFAP概述 人类GFAP基因定位于第l7号染色长臂2区1带 (17q21),有8个内含子和9外显子,与小鼠、大鼠基因编码区 有高度同源性f 。GFAP最初是由Eng 。 从成熟的AS中分离 出来,是一种单体中间丝蛋白,几乎唯 存在于AS内,在AS 中有丰富的表达,形成AS重要的骨架蛋白,可以作为脑部的 特异性物质。GFAP相对分子质量为(50~52)×10 ,等电化 点在5.7~5.8。GFAP单体聚合形成聚合体,属细胞质内中 丝(IFs)的一种成分,与波形蛋 、结蛋白、外周蛋白同属IFs 超家族第Ⅲ型,它们之间有7O 以上的同源性。GFAP在人 脑中最早出现于胚胎发育的第8周.以后逐渐表达于胶质细胞 中。胚胎神经增殖早期AS前体的胶质丝一般以波形蛋门为 主,到了妊娠晚期胶质丝发生转变,波形蛋白等就由GFAP所 取代,在AS成熟时波形蛋白的表达水平降低.謦动态变化,随 之GFAP表达增加,并通过分化中的AS进行表达。 2 GFAP的生理作用及检测技术 GFAP被认为足AS特有的标志物,其在维持AS形态干¨ 功能上都有作用。它在细胞核和细胞膜之间形成连接,参与细 胞内细胞骨架重组、细胞黏附、维持脑内髓鞘形成和神经 的 结构,以及作为细胞信号转导通路等。GFAP可能还为… 能 识别关键性底物的激酶提供引入位点,这 底物能使GFAP 与微丝、整合蛋白受体及细胞外基质形成一个动力学统・ 体 i。GFAP作为AS活化的一个重要特征,其表达的高低口『 反映AS的功能状态。正常情况下,GFAP在细胞内或细胞外 自发的降解.血中GFAP水平较稳定;而存病 情况下。 患 者中枢神经系统发 损伤.AS受损或死【 :时,GFAP聚合物断 裂分解成41×l0 ,从损伤的胶质细胞中溢出,进入周 细胞 间隙,通过血一脑屏障进入叭液中,使GFAP水平L捌。许多研 究表明,GFAP存神经系统疾病r 发挥着重要的作用,在各种 神经系统疾病中均发现腑脊液、l仉清(;FAP升高。 目前检测GFAP的技术有半定量的免疫印迹、免疫组织 化学法、定量的酶联免疫吸附试验(EI I A)、质谱法、基于荧光 的多重技术等。这 检测方法主要源 众多研究的实验报道, 但是这些方法取得临床资格仍需疆多次印证,并具有 晕复 作者简介:刘霞,女,副主任技师 主要从事临床检验方面研究。 性_4l。 3( AP在中枢神经系统疾病的临床意义 3.1脑外伤 血清GFAP在外伤性颅脑损伤(TBI)中升高, 对TBI的 期诊断、鉴别诊断和判断预后有重要的意义。D az—Arrastia等 ]研究报道,GFAP在检测TBI中有较好的灵敏 度和特异度,受试者工作特征曲线下面积(AUC)为0.88。Vos 等 提出GFAt 和S100B可以作为诊断TBI的依据,并且 GFAP和S100B在血液中的浓度可以作为预测临床颅后的一 个指标;此外,在比较步E亡病例和存活病例中发现,死亡病例血 GFAP的中位浓度水平是存活者的33.4倍;同样比较r较差 预后和较好顶后的病例,较差预后者血GFAP浓度足较好颅 后者的l9.8倍。Honda 研究表明,早期血清GFAP水平预 测值要高于s】00B。Petzold[ 提出在早期神经损伤时S100B 可以在多个组织中有表达,而GFAP则小会出现 Pelinka 等【 还发现,根据Marshall CT分级,局灶性损伤的GFAP水 平远高于弥漫性损伤。Zhang等 “ 研究发现,GFAt 的降解产 物(GFAP BDP)的留存使得脑内的神经胶质细胞退化;大艟的 抗GFAP抗体的存在预示着患者较差的预后。McMahon 等 川发现血清GFAP BDP在TBI中有较好的预测值(AUC一 0.87),且可以有效地判断颅脑的损伤程度,减少一 必要的 cT检查。由此看出GFAP在TBI的诊断和y-0断预后【1l有着 要的f临床价值。 3.2脑卒中 脑卒中严再威胁着人类健康及乍活质量,然 至今对于这种疾病的治疗和干预仍然f 分有限。脑卒中 期、 快速、准确的诊断,对其治疗和预后有着积极的意义。GFAI 作为反映脑部损伤的新型标志物被广泛地研究。魏索乎等 研究发现,急性缺血性脑卒中患者的血浆(;FAI 水 州 高 于健康对照,且与患者的腑梗死体积 有日』J 相关性,GFA[ 水平越高,患者的神经缺损程度越高。通过测定f1iL浆GFAP 水平能够反映急性缺血性腑卒中患者巾枢神经细胞的损伤和 死亡情况,且能提供判断脑梗死范围大小的定 信息及 后。 Wunderlich等 同样表明GFAP水平与脑梗死面积有父.且 脑梗死血栓溶解再通后,GFAP水平的增加量减少。S,m等… 对GFAP水平在急性脑卒中的鉴别诊断进行1r Meta分析.得 出血清GFAf 诊断急性脑卒中的特异厦和阳性似然比分圳为 97.0 和2 4.97,在发病出现临床症状前6 h内即¨r升高. GFAP的升高可以及时地提示临床并对忠 采取积极治疗。 然而,GFAP的灵敏度和阴性似然比分别为80.0 干¨ J.2O,在 GFAP水 正常时,也有近2o 的患者不能有效地排除腑卒 中。Schiff等 提出通过测最GFAP任出液中的砰1 时 点 国际检验医学杂志2015年9月第36卷第18期 lnt J Lab Med,September 2015,Vo1.3 6,No.18 ・ 271 7 ・ 来鉴别脑卒中类型(缺血型脑卒中和出血性脑卒中)和脑外伤, 并通过血中GFAP水平的高低来估计患者的预后,为临床提 供重要的诊断和预后信息。 3.3其他神经系统疾病 在阿尔兹海默病(AD)中AS增生 是一个非常突出的中枢神经病理变化,众多研究报道AD患者 瓜氨酸化或氧化的GFAP升高 ” 。而且AD脑脊液中的 GFAP水平与年龄呈正相关 。 亚历llI大病是.一种由于星型胶质细胞功能异常导致的脑 白质营养不良性疾病,属于中枢神经系统退行性病变。Bren net等 提出 历山大病的发生_卜j(;FAP基因突变有关。由 于GFAP基因突变导致GFAP装配发生改变,GFAP聚集并 在细胞内发生病理性沉积 。一些研究也表明,亚历山大病 I_j细胞内过表达GFAP mRNA和GFAP蛋白有关,GFAP在 细胞内聚集并沉积,同时脑脊液中的GFAP水平增加 ]。 Messing等【 提出,通过靶向治疗的方法阻止GFAP聚集及 病理性沉积,提高蛋白酶体清除突变的GFAt 。 GFAP可作为正常AS及AS系肿瘤分化的町靠标志物, 在胶质瘤诊断中有重要价值 ,对颅内肿瘤来源诊断出现困难 时,通过测量GFAP水平,对判断颅内肿瘤的AS来源具有重 要的参考意义,因此GFAI 是胶质瘤区别于其他恶性肿瘤的 萤要特异性生物学标志物。 4小 结 综J-所述,_尤论是血液还是脑脊液中GFAP浓度测定用 于多种神经系统疾病的诊断,病情轻重的估计、治疗监测和预 后判断都柯着重要的意义。目前对于C-FAP的研究非常活 跃,随着研究的不断深入,GFAI 检测技术的不断提高和完善, 其作用机制将进一步研究阐明,新的检测方法也将应用于临 床,(;FAP将有单成为神经系统疾病的新指标。 参考文献 [1 7]Brenner M.St ructure and transcriptional regulation of the GFAP gene[-J].Brain Pathol,1 994.4(3):245 257. 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