体外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation, ECMO）作为一种高级生命支持技术，与常规心肺复苏（conventional cardiopulmonary resuscitation, CCPR）相结合，目前已越来越多地应用于心脏骤停（cardiac arrest, CA）患者的抢救，并显著地提高了复苏成功率和神经功能预后良好患者的比例^[1]。然而，脑损伤仍然是影响体外心肺复苏（extracorporeal cardiopulmonary resuscitation, ECPR）患者住院存活率和神经功能预后的重要因素。其病理生理学机制复杂多样，主要包括ECMO建立前无灌注和低灌注状态导致的缺血缺氧性脑损伤、ECMO建立后缺血-再灌注引起的脑损伤以及ECMO支持过程中脑血流改变、全身抗凝相关性脑损伤等^[2]。脑功能监测目前已成为CA后管理的重要组成部分，对患者后续治疗方案的决策具有重要的临床意义。

脑损伤生物标志物是脑组织在受到损伤时释放的细胞成分，其释放水平与细胞损伤的严重程度呈正相关^[3]。常用于CA后脑功能监测的生物标志物有神经元特异性烯醇化酶（neuron-specific enolase, NSE）和S-100钙结合蛋白（S-100b）等^[4]。NSE和S-100b分别因神经元和星形胶质细胞损伤后释放入血，既往研究报道了其血清水平可反映CA后脑损伤严重程度，且与CCPR患者神经功能预后密切相关^[5-6]。然而，最新指南并未推荐生物标志物的任何特定阈值用于CA后神经功能预后评估^[7]。此外，因为溶血是ECMO治疗的重要并发症之一，而NSE同时存在于血细胞中，ECPR患者若出现溶血，也可导致NSE水平升高^[8]。因此，生物标志物对ECPR患者神经功能预后判断的准确性和可靠性仍有待进一步研究，且国内鲜有文献报道。本研究旨在探讨NSE和S-100b水平对成人ECPR患者神经功能预后的预测价值。

本研究采用单中心、观察性、回顾性研究设计，以2021年4月至2024年4月于南京医科大学第一附属医院急诊科接受ECPR治疗的CA患者为研究对象。排除标准为：年龄 < 18岁，ECMO转机时间 < 24 h，自主循环恢复（return of spontaneous circulation, ROSC）后格拉斯哥昏迷评分（Glasgow coma scale, GCS） > 8分，存在创伤、恶性肿瘤及神经功能缺损性疾病等。排除转机时间 < 24 h 6例，临床资料不完整5例，最终纳入110例患者。本研究符合医学伦理学标准，经本院伦理委员会批准（伦审号：2020-SR-226），并按原则豁免知情同意。

所有ECPR患者均于ECMO建立后立即行动脉血气分析，记录初始pH和乳酸值。分别采集患者ECMO建立后24 h、48 h和72 h的外周静脉血，采用德国罗氏Cobas e602型全自动电化学发光免疫分析仪检测血清NSE和S-100b水平，并记录72 h内峰值进行分析。同时，收集所有ECPR患者一般临床资料和围CA期相关信息，包括：基础疾病史、CA地点、有无旁观者CPR、CA病因、初始心律、CCPR时间、ECMO转机时间及住院时间等。ECMO建立后即刻对所有患者行神经系统查体，评估对疼痛刺激的运动反应[格拉斯哥昏迷量表-运动反应评分（Glasgow coma scale-motor response, GCS-M）]和脑干反射（瞳孔对光反射和角膜反射）。GCS-M ≤ 2分表示对疼痛刺激无反应（1分）或异常伸肌运动（2分）。所有患者ECMO建立后24 h内行头颅CT检查，并计算基底节区脑灰质/白质比例（gray-white matter ratio, GWR），具体方法参见本课题组既往研究^[9]。以患者出院时存活状态，分为存活组和死亡组。通过住院病历信息采集或出院电话随访，以患者CA后30 d格拉斯哥-匹兹堡脑功能表现分级（cerebral performance category, CPC）评分评价神经功能预后，CPC 1~2分为神经功能预后良好，CPC 3~5分为神经功能预后不良（CPC 3分为严重脑功能残疾，CPC 4分为昏迷及植物状态，CPC 5分为死亡）。

采用SPSS 23.0软件对所有数据进行统计分析。计量资料采用Kolmogorov-Smirnov法进行正态性检验，符合正态分布变量以均数±标准差（x ± s）表示，采用成组t检验；非正态分布数据以中位数（四分位数）[M (Q₁, Q₃)]表示，采用Mann-Whitney U检验。计数资料以构成比（率）表示，采用χ²检验。将单因素分析中P < 0.10的变量纳入多因素Logistic回归模型，计算比值比（odds ratio, OR）及95%可信区间（confidence interval, CI），以确定ECPR患者神经功能预后不良的独立危险因素。采用受试者工作特征（receiver operating characteristic, ROC）曲线评价NSE和S-100b对ECPR患者神经功能预后的判断价值，计算曲线下面积（area under the curve, AUC）并得出最佳阈值。以P < 0.05为差异有统计学意义。

本研究共121例CA患者接受ECPR治疗，最终纳入110例患者。以患者出院时存活状态分组，存活组43例，死亡组67例，出院病死率为60.9%。以患者CA后30 d CPC评分分组，预后良好组有29例（26.4%），年龄（52.14±13.41）岁，男性22例；预后不良组有81例（73.6%），年龄（51.06±16.60）岁，男性63例。两组在年龄、性别、基础疾病史、院外CA、旁观者CPR、心源性病因及初始可除颤心律比例等方面差异无统计学意义（均P > 0.05）。与预后良好组比较，预后不良组CCPR时间明显延长，ECMO转机时间及住院时间明显缩短（均P < 0.05）。见表 1。

与预后良好组比较，预后不良组72 h内血清NSE、S-100b峰值水平以及初始乳酸值显著升高，初始pH和头颅CT基底节区GWR显著降低（均P < 0.05）。预后不良组GCS-M ≤ 2分及脑干反射消失比例明显高于预后良好组（均P < 0.05）。见表 1。进一步将预后不良组分为CPC 3~4及CPC 5两组。结果显示，CPC 5组NSE、S-100b水平均显著高于其他两组，差异有统计学意义（P < 0.05）。CPC 1~2组NSE水平明显低于CPC 3~4组（P = 0.048），而S-100b水平在两组间差异无统计学意义（P = 0.143）。见图 1。

图 1 不同预后组间血清NSE和S-100b水平比较 Fig 1 Comparisons of serum NSE and S-100b levels in different outcome groups

图选项

将临床已知和有意义的预后相关指标（年龄、性别、院外CA、旁观者CPR、心源性病因、初始可除颤心律、CCPR时间、初始pH、乳酸、NSE和S-100b等）纳入二分类多因素Logistic回归模型，逐步排除后，初始可除颤心律、初始pH、NSE和S-100b进入预后不良组回归方程。结果显示，初始pH（OR = 0.005，95% CI：0.001~0.305，P = 0.012）和NSE（OR = 1.047，95% CI：1.018~1.077，P = 0.001）是ECPR患者神经功能预后不良的独立危险因素。见表 2。

ROC曲线分析结果显示，72 h内NSE（AUC = 0.843，95% CI：0.770~0.915，P < 0.001）和S-100b（AUC = 0.822，95% CI：0.739~0.905，P < 0.001）峰值水平均对ECPR患者神经功能不良预后具有预测价值。NSE预测神经功能不良预后的最佳阈值为60.14 μg/L，其敏感度和特异度分别为75.9%和86.2%；而特异度为100%时，其判断阈值为93.54 μg/L，敏感度为55.7%。同时，S-100b > 0.195 μg/L时，其预测不良预后的敏感度为88.6%，特异度为58.6%。见图 2。

图 2 NSE和S-100b预测神经功能不良预后的ROC曲线分析 Fig 2 ROC curves for NSE and S-100b in predicting poor neurological outcomes

图选项

ECPR患者早期神经功能预后评估至关重要，其能够为临床治疗决策和家属治疗意愿提供客观依据，因此应尽可能准确可靠。CA后神经功能预后评估方法主要包括神经系统查体、神经电生理监测、神经影像学和生物标志物等。其中，脑损伤生物标志物评估的优势在于其不受镇静和肌松药物的影响，并且可在CA后早期常规检测^[10]。

NSE是目前研究最广泛且指南唯一推荐的用于CA后神经功能预后评估的脑损伤生物标志物^[11]。CA后脑损伤患者由于细胞毒性水肿和血管性水肿共同影响，导致神经元受损和血脑屏障破坏，NSE从神经元胞浆释放，并通过血脑屏障到达外周血液^[12]。神经功能预后不良患者，NSE水平升高并在CA后48~72 h达到峰值^[13]。既往研究表明，血清NSE在CA后72 h内显著升高可预测神经功能预后不良。然而，NSE对CA后患者预后评估的特定阈值仍无法确定^[14]。随着ECPR技术的广泛开展，ECMO治疗会不可避免地引起一定程度的溶血，因NSE也存在于红细胞和血小板中，溶血也可导致NSE水平升高^[15]。因此，NSE对ECPR患者预后的判断价值需要深入研究。本研究结果表明，预后不良组72 h内血清NSE峰值水平显著升高，是ECPR患者神经功能预后不良的独立危险因素。

迄今为止，因相关研究无法明确预测不良预后的假阳性率为0%（即特异度为100%）的NSE阈值，指南推荐NSE不单独用于CCPR患者预后判断，应与其他指标联合评估^{[7, 11]}。Floerchinger等^[16]报道了134例ECPR患者48 h内NSE水平与神经功能预后的相关性。结果显示，24 h内NSE水平越高，血清游离血红蛋白水平也越高，提示溶血。尽管如此，48 h NSE水平可用于判断是否存在CA后脑损伤，最佳阈值为100 μg/L。Schrage等^[8]研究表明，CA后48 h NSE > 70 μg/L预测ECPR患者神经功能不良预后的敏感度为76.5%，特异度为86.5%。然而其不同于本研究的是，神经功能预后不良定义为CPC 4~5分。此外，Petermichl等^[17]研究发现，ECPR患者NSE水平在48 h达到峰值，CA后72 h NSE水平在CPC 1~2和CPC 3~4组之间差异最大（P < 0.001）。另有一项研究结果显示ECPR患者CA后72 h NSE > 53.2 μg/L预测不良预后的价值最高（AUC 0.897，P < 0.01）^[18]。本研究中，CA后72 h内NSE > 60.14 μg/L预测神经功能不良预后的敏感度和特异度分别为75.9%和86.2%；而特异度为100%时，其判断阈值为93.54 μg/L。该结果与指南推荐的可靠预测不良预后的最佳阈值一致，为CA后48~72 h内NSE > 60 μg/L^[11]。本研究表明NSE仍可作为ECPR患者神经功能预后评估的可靠指标。

目前认为，连续监测CA后24~72 h NSE变化趋势比绝对值更有价值，NSE水平持续升高多提示预后不良^[12]。此外，如连续监测NSE水平发现，其测得水平较高但下降明显（24~48 h内降低50%或更多），应视为溶血征象。需要注意的是，因游离血红蛋白的半衰期（2~4 h）远小于NSE（24~30 h），当血液中无法测得游离血红蛋白浓度的情况下，仍应考虑溶血因素的存在^[19]。

S-100b是神经元损伤后神经胶质细胞释放的一种蛋白，其水平升高与CA后早期神经元凋亡过程有关^[20]。既往研究报道CA后24 h S-100b > 0.12 μg /L预测神经功能不良预后的价值最高（敏感度68%，特异度77%）^[21]。然而，S-100b评估预后的假阳性率较高，准确性不如NSE，限制其临床应用^[11]。本研究中，CA后72 h内S-100b > 0.195 μg/L预测不良预后的敏感度和特异度分别为88.6%和58.6%，研究结论与既往研究类似。此外，本研究发现72 h内S-100b峰值水平在CPC 1~2和CPC 3~4两组间差异无统计学意义。究其原因可能是CA后脑损伤患者血清S-100b达峰时间早于NSE，也早于本研究设定的首次检测时间点（CA后24 h）^[22]。既往研究表明，神经功能预后良好和预后不良的患者S-100b水平在24 h后随时间推移出现相似的下降趋势^[21]。因S-100b半衰期较短（0.5~2 h），且相对分子质量较小（21 000），可快速通过血脑屏障，其早期释放和随后水平下降的特点完全不同于NSE^{[6, 23]}。因此，CA后即刻至24 h S-100b水平和48~72 h NSE水平监测在预后判断中的价值可以是互补的，需要进一步研究探讨。

本研究为单中心、回顾性研究，前瞻性研究设计的结论仍需多中心、更大样本量进行验证。此外，本研究仅收集脑损伤生物标志物在CA后24 h、48 h和72 h三个时间点的数据，并取峰值进行比较，更多时间点、连续性指标的变化趋势和差异分析等未纳入本研究范围，后续研究可进一步全面评估CA后生物标志物对神经功能预后的影响。最后，本研究随访终点为CA后30 d，需进一步延长随访时间，以评价其对远期预后的预测价值。

综上所述，ECPR患者ECMO建立后72 h内血清NSE、S-100b峰值水平与神经功能不良预后具有相关性。NSE可作为ECPR患者神经功能预后评估的可靠指标，并与其他指标联合应用。

利益冲突  所有作者声明无利益冲突。

作者贡献声明  王淦楠：直接参与研究设计、数据收集与分析、论文撰写；陈旭锋、梅勇：研究设计、文章审阅与指导；张忠满、张华忠：数据收集与分析、论文修改