Клинико-лабораторная значимость содержания GFAP и S100 в сыворотке крови больных различными патологиями головного мозга

О.Н. Клейменова; А.А. Алферов; Н.В. Любимова; А.А. Митрофанов; А.Х. Бекяшев; Д.В. Рогожин; Е.С. Герштейн

doi:10.18127/j20700997-202504-03

Клинико-лабораторная значимость содержания GFAP и S100 в сыворотке крови больных различными патологиями головного мозга

О.Н. Клейменова¹, А.А. Алферов², Н.В. Любимова³, А.А. Митрофанов⁴, А.Х. Бекяшев⁵, Д.В. Рогожин⁶, Е.С. Герштейн⁷

научная статья УДК 616.831-006.4-074:577.322.64 Страницы: 22-31 doi.org/10.18127/j20700997-202504-03

^1,2 ФГБОУ ВО «Российский университет медицины» Минздрава России (Москва, Россия)
^3,7 ФГБОУ ВО «Российский университет медицины» Минздрава России (Москва, Россия); ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина»
^4,5,6 ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина»

Ключевые слова: Глиобластома метастазы опухолей в головном мозге GFAP S100 сыворотка крови диагностика прогноз

Аннотация

Постановка проблемы. Глиобластома – это наиболее агрессивная и распространенная форма злокачественных опухолей головного мозга, в диагностике которой используются различные нейроспецифические белки и среди них GFAP (glial fibrillary acidic protein) и белок S100.

Цель работы – сравнительный анализ содержания GFAP и S100 в сыворотке крови больных при различных патологиях головного мозга и оценка их роли в диагностике и прогнозе первичной глиобластомы головного мозга.

Результаты. Обследовали 174 (99 мужчин и 75 женщин) больных с первичной глиобластомой головного мозга IV степени злокачественности в возрасте от 18 до 82 лет, а также 114 пациентов с метастазами солидных опухолей в головном мозге: рак легкого (38), рак молочной железы (35), рак почки (18), рак толстой кишки (13), рак шейки матки (n = 3), рак яичников (n = 2), рак поджелудочной железы (n = 3), рак мочевого пузыря (n = 1), рак желудка (n = 1). У всех пациентов клинический диагноз злокачественной опухоли подтвержден данными гистологического исследования. Группу сравнения составили 20 больных с болезнью Паркинсона, 30 – с рассеянным склерозом, все соответствующего пола и возраста, группу контроля – 41 здоровый донор (24 мужчины и 17 женщин) в возрасте от 19 до 75 лет. Концентрации GFAP и S100 определяли в сыворотке крови до начала лечения с помощью наборов для иммуноферментного анализа «Human GFAP ELISA» («Biovendor», Чехия) и «CanAg» (США) соответственно.

GFAP обнаружен в сыворотке крови 74,1 % больных первичной глиобластомой, при метастазах солидных опухолей в головном мозге – у 15,8 % пациентов, а в группе контроля – в 9,8 % наблюдений. При этом в группе контроля содержание GFAP было достоверно ниже, чем при глиобластоме и у больных с метастазами различных солидных опухолей в головном мозге. У пациентов с болезнью Паркинсона и рассеянным склерозом GFAP в сыворотке крови не обнаружен. Белок S100 выявлен в сыворотке всех обследованных групп пациентов и здоровых доноров. Статистически значимых различий между уровнями S100 у больных первичной глиобластомой головного мозга, здоровых доноров и пациентов с метастазами солидных опухолей в головном мозге не отмечено. Белок GFAP в отличие от S100 показал относительно хорошую диагностическую ценность при первичной глиобластоме головного мозга (AUC=0,857; ДИ: 0,807-0,906; p<0,0001). Общая выживаемость больных первичной глиобластомой головного мозга IV степени злокачественности статистически значимо выше у пациентов, у которых GFAP в сыворотке крови не обнаруживается, чем при выявлении любых положительных концентраций данного белка. Эти различия наиболее выражены у женщин и у пациентов в возрасте моложе 50 лет.

Практическая значимость. В настоящее время существует потребность в поиске новых маркеров для неинвазивной диагностики первичных глиобластом головного мозга. Среди таких биомаркеров выделяют нейроспецифические белки GFAP и S100, повышение которых наблюдается при различных заболеваниях центральной нервной системы, что затрудняет точную диагностику. Однако растворимая форма GFAP в отличие от S100 считается более чувствительным маркером в диагностике первичной глиобластомы головного мозга, что подтверждают результаты настоящего исследования.

Поступила: 06.09.2025
Одобрена: 26.09.2025
Принята: 20.10.2025

Для цитирования

Клейменова О.Н., Алферов А.А., Любимова Н.В., Митрофанов А.А., Бекяшев А.Х., Рогожин Д.В., Герштейн Е.С. Клинико-лабораторная значимость содержания GFAP и S100 в сыворотке крови больных различными патологиями головного мозга // Технологии живых систем. 2025. T. 22. № 4. С. 22-31. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700997-202504-03

Список источников

Любимова Н.В, Тимофеев Ю.С., Митрофанов А.А. и др. Глиофибриллярный кислый протеин в сыворотке крови больных с опухолями головного мозга и неврологическими заболеваниями неопухолевой этиологии // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2019. Т. 168. № 10. С. 461–465.
Hanna C., Lawrie T.A., Rogozińska E. et al. Treatment of newly diagnosed glioblastoma in the elderly: a network meta-analysis // Cochrane Database Syst. Rev. 2020. V. 3. № 3. P. CD013261.
Harbi E., Aschner M. Nuclear Medicine Imaging Techniques in Glioblastomas // Neurochem. Res. 2024. V. 49. № 11. P. 3006–3013.
Ricklefs F.L., Wollmann K., Salviano-Silva A. et al. Circulating extracellular vesicles as biomarker for diagnosis, prognosis, and monitoring in glioblastoma patients // Neuro. Oncol. 2024. V. 26. № 7. P. 1280–1291.
Wang W., Yuan X., Mu J. et al. Quercetin induces MGMT+ glioblastoma cells apoptosis via dual inhibition of Wnt3a/β-Catenin and Akt/NF-κB signaling pathways // Phytomedicine. 2023. V. 118. P. 154933.
Мацко М.В., Мацко Д.Е., Волков Н.М. Морфологические и молекулярно-генетические особенности первичных глиобластом у пациентов с необычно высокой продолжительностью жизни // Сибирский онкологический журнал. 2019. Т. 18. № 3. С. 34–44.
Kiviniemi A., Gardberg M., Frantzen J. et al. Serum levels of GFAP and EGFR in primary and recurrent high-grade gliomas: correlation to tumor volume, molecular markers, and progression-free survival // J. Neurooncol. 2015. V. 124. № 2. P. 237–245.
Chmielewska N., Szyndler J., Makowska K. et al. Looking for novel, brain-derived, peripheral biomarkers of neurological disorders // Neurol. Neurochir. Pol. 2018. V. 52. № 3. P. 318–325.
Gallego Perez-Larraya J., Paris S., Idbaih A. et al. Diagnostic and prognostic value of preoperative combined GFAP, IGFBP-2, and YKL-40 plasma levels in patients with glioblastoma // Cancer. 2014. V. 120. № 24. P. 3972–3980.
Tichy J., Spechtmeyer S., Mittelbronn M. et al. Prospective evaluation of serum glial fibrillary acidic protein (GFAP) as a diagnostic marker for glioblastoma // J. Neurooncol. 2016. V. 126. № 2. P. 361–369.
Takala R., Posti J., Runtti H. et al. Glial Fibrillary Acidic Protein and Ubiquitin C-Terminal Hydrolase-L1 as Outcome Predictors in Traumatic Brain Injury // World Neurosurg. 2016. V. 87. P. 8–20.
Bazarian J.J., Welch R.D., Caudle K. et al. Accuracy of a rapid glial fibrillary acidic protein/ubiquitin carboxyl-terminal hydrolase L1 test for the prediction of intracranial injuries on head // Acad. Emerg. Med. 2021. V. 28. № 11. P. 1308–1317.
Barthel P.C., Staabs F., Li L.Y. et al. Immunoreactivity to astrocytes in different forms of dementia: High prevalence of autoantibodies to GFAP // Brain Behav. Immun. Health. 2023. V. 29. P. 100609.
Лукьянчиков В.А., Годков М.А., Гордеев И.Ю., Вайман Е.С. Использование белков-маркеров NSE, S100-B, GFAP в диагностике и лечении ишемии головного мозга у пациентов с аневризматическим субарахноидальным кровоизлиянием // Журнал им. Н.В. Склифосовского Неотложная медицинская помощь. 2023. V. 12. № 4. С. 625–636.
Mahan M.Y., Thorpe M., Ahmadi A. et al. Glial Fibrillary Acidic Protein (GFAP) Outperforms S100 Calcium-Binding Protein B (S100B) and Ubiquitin C-Terminal Hydrolase L1 (UCH-L1) as Predictor for Positive Computed Tomography of the Head in Trauma Subjects // World Neurosurg. 2019. V. 128. P. e434-e444.
Клейменова О.Н., Алферов А.А., Лебедева А.В. и др. Глиофибриллярный кислый протеин в сыворотке крови больных первичной глиобластомой головного мозга // Материалы VII Всерос. конф. «Опухолевые маркеры: молекулярно-генетические и клинические аспекты» (г. Бердск, 28-30 июля 2025 г.). М.: Блок-Принт. 2025. С. 58–61.
Santana-Bejarano M.B., Reyes-Mata M.P., Guerrero-García J.J. et al. NRP1 and GFAP Expression in the Medulloblastoma Microenvironment: Implications for Angiogenesis and Tumor Progression // Cancers (Basel). 2025. V. 17. № 15. P. 2417.
Hayashi T., Tateishi K., Matsuyama S. et al. Intraoperative Integrated Diagnostic System for Malignant Central Nervous System Tumors. Clin. Cancer Res. 2024. V. 30. № 1. P. 116–126.
Lyubimova N.V., Timofeev Y.S., Mitrofanov A.A. et al. Glial Fibrillary Acidic Protein in the Diagnosis and Prognosis of Malignant Glial Tumors // Bull. Exp. Biol. Med. 2020. V. 168. № 4. P. 503-506.
Singh A.K., Asif S., Pandey D.K. et al. Biomarkers in Acute Traumatic Brain Injury: A Systematic Review and Meta-Analysis // Cureus. 2024. V. 16. № 6. P. e63020.
Mondello S., Papa L., Buki A. et al. Neuronal and glial markers are differently associated with computed tomography findings and outcome in patients with severe traumatic brain injury: A case control study // Crit. Care. 2011. V. 15. № 3. P. R156.
Mondello S., Sorinola A., Czeiter E. et al. Blood-Based Protein Biomarkers for the Management of Traumatic Brain Injuries in Adults Presenting to Emergency Departments with Mild Brain Injury: A Living Systematic Review and Meta-Analysis // J. Neurotrauma. 2021. V. 38. № 8. P. 1086–1106.
Jung C.S., Foerch C., Schänzer A. et al. Serum GFAP is a diagnostic marker for glioblastoma multiforme // Brain. 2007. V. 130. Pt. 12. P. 3336–3341.
Zheng X., Yang J., Hou Y. et al. Prediction of clinical progression in nervous system diseases: plasma glial fibrillary acidic protein (GFAP) // Eur. J. Med Res. 2024. V. 29. № 1. P. 51.

[1] Любимова Н.В, Тимофеев Ю.С., Митрофанов А.А. и др. Глиофибриллярный кислый протеин в сыворотке крови больных с опухолями головного мозга и неврологическими заболеваниями неопухолевой этиологии // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2019. Т. 168. № 10. С. 461–465.

[2] Hanna C., Lawrie T.A., Rogozińska E. et al. Treatment of newly diagnosed glioblastoma in the elderly: a network meta-analysis // Cochrane Database Syst. Rev. 2020. V. 3. № 3. P. CD013261.

[3] Harbi E., Aschner M. Nuclear Medicine Imaging Techniques in Glioblastomas // Neurochem. Res. 2024. V. 49. № 11. P. 3006–3013.

[4] Ricklefs F.L., Wollmann K., Salviano-Silva A. et al. Circulating extracellular vesicles as biomarker for diagnosis, prognosis, and monitoring in glioblastoma patients // Neuro. Oncol. 2024. V. 26. № 7. P. 1280–1291.

[5] Wang W., Yuan X., Mu J. et al. Quercetin induces MGMT+ glioblastoma cells apoptosis via dual inhibition of Wnt3a/β-Catenin and Akt/NF-κB signaling pathways // Phytomedicine. 2023. V. 118. P. 154933.

[6] Мацко М.В., Мацко Д.Е., Волков Н.М. Морфологические и молекулярно-генетические особенности первичных глиобластом у пациентов с необычно высокой продолжительностью жизни // Сибирский онкологический журнал. 2019. Т. 18. № 3. С. 34–44.

[7] Kiviniemi A., Gardberg M., Frantzen J. et al. Serum levels of GFAP and EGFR in primary and recurrent high-grade gliomas: correlation to tumor volume, molecular markers, and progression-free survival // J. Neurooncol. 2015. V. 124. № 2. P. 237–245.

[8] Chmielewska N., Szyndler J., Makowska K. et al. Looking for novel, brain-derived, peripheral biomarkers of neurological disorders // Neurol. Neurochir. Pol. 2018. V. 52. № 3. P. 318–325.

[9] Gallego Perez-Larraya J., Paris S., Idbaih A. et al. Diagnostic and prognostic value of preoperative combined GFAP, IGFBP-2, and YKL-40 plasma levels in patients with glioblastoma // Cancer. 2014. V. 120. № 24. P. 3972–3980.

[10] Tichy J., Spechtmeyer S., Mittelbronn M. et al. Prospective evaluation of serum glial fibrillary acidic protein (GFAP) as a diagnostic marker for glioblastoma // J. Neurooncol. 2016. V. 126. № 2. P. 361–369.

[11] Takala R., Posti J., Runtti H. et al. Glial Fibrillary Acidic Protein and Ubiquitin C-Terminal Hydrolase-L1 as Outcome Predictors in Traumatic Brain Injury // World Neurosurg. 2016. V. 87. P. 8–20.

[12] Bazarian J.J., Welch R.D., Caudle K. et al. Accuracy of a rapid glial fibrillary acidic protein/ubiquitin carboxyl-terminal hydrolase L1 test for the prediction of intracranial injuries on head // Acad. Emerg. Med. 2021. V. 28. № 11. P. 1308–1317.

[13] Barthel P.C., Staabs F., Li L.Y. et al. Immunoreactivity to astrocytes in different forms of dementia: High prevalence of autoantibodies to GFAP // Brain Behav. Immun. Health. 2023. V. 29. P. 100609.

[14] Лукьянчиков В.А., Годков М.А., Гордеев И.Ю., Вайман Е.С. Использование белков-маркеров NSE, S100-B, GFAP в диагностике и лечении ишемии головного мозга у пациентов с аневризматическим субарахноидальным кровоизлиянием // Журнал им. Н.В. Склифосовского Неотложная медицинская помощь. 2023. V. 12. № 4. С. 625–636.

[15] Mahan M.Y., Thorpe M., Ahmadi A. et al. Glial Fibrillary Acidic Protein (GFAP) Outperforms S100 Calcium-Binding Protein B (S100B) and Ubiquitin C-Terminal Hydrolase L1 (UCH-L1) as Predictor for Positive Computed Tomography of the Head in Trauma Subjects // World Neurosurg. 2019. V. 128. P. e434-e444.

[16] Клейменова О.Н., Алферов А.А., Лебедева А.В. и др. Глиофибриллярный кислый протеин в сыворотке крови больных первичной глиобластомой головного мозга // Материалы VII Всерос. конф. «Опухолевые маркеры: молекулярно-генетические и клинические аспекты» (г. Бердск, 28-30 июля 2025 г.). М.: Блок-Принт. 2025. С. 58–61.

[17] Santana-Bejarano M.B., Reyes-Mata M.P., Guerrero-García J.J. et al. NRP1 and GFAP Expression in the Medulloblastoma Microenvironment: Implications for Angiogenesis and Tumor Progression // Cancers (Basel). 2025. V. 17. № 15. P. 2417.

[18] Hayashi T., Tateishi K., Matsuyama S. et al. Intraoperative Integrated Diagnostic System for Malignant Central Nervous System Tumors. Clin. Cancer Res. 2024. V. 30. № 1. P. 116–126.

[19] Lyubimova N.V., Timofeev Y.S., Mitrofanov A.A. et al. Glial Fibrillary Acidic Protein in the Diagnosis and Prognosis of Malignant Glial Tumors // Bull. Exp. Biol. Med. 2020. V. 168. № 4. P. 503-506.

[20] Singh A.K., Asif S., Pandey D.K. et al. Biomarkers in Acute Traumatic Brain Injury: A Systematic Review and Meta-Analysis // Cureus. 2024. V. 16. № 6. P. e63020.

[21] Mondello S., Papa L., Buki A. et al. Neuronal and glial markers are differently associated with computed tomography findings and outcome in patients with severe traumatic brain injury: A case control study // Crit. Care. 2011. V. 15. № 3. P. R156.

[22] Mondello S., Sorinola A., Czeiter E. et al. Blood-Based Protein Biomarkers for the Management of Traumatic Brain Injuries in Adults Presenting to Emergency Departments with Mild Brain Injury: A Living Systematic Review and Meta-Analysis // J. Neurotrauma. 2021. V. 38. № 8. P. 1086–1106.

[23] Jung C.S., Foerch C., Schänzer A. et al. Serum GFAP is a diagnostic marker for glioblastoma multiforme // Brain. 2007. V. 130. Pt. 12. P. 3336–3341.

[24] Zheng X., Yang J., Hou Y. et al. Prediction of clinical progression in nervous system diseases: plasma glial fibrillary acidic protein (GFAP) // Eur. J. Med Res. 2024. V. 29. № 1. P. 51.

Аннотация

Для цитирования

Похожие статьи