血清褪黑素檢測(cè)在早產(chǎn)兒腦損傷中的臨床意義

嚴(yán)彩霞,張丙宏

(武漢大學(xué)人民醫(yī)院 新生兒科，湖北 武漢 430060)

早產(chǎn)兒腦損傷是影響新生兒神經(jīng)功能發(fā)育的主要原因之一。新生兒腦損傷生物標(biāo)記物可能使臨床醫(yī)生能夠?qū)υ绠a(chǎn)兒進(jìn)行腦損傷篩查，監(jiān)測(cè)疾病的進(jìn)展情況，并評(píng)估神經(jīng)保護(hù)策略在臨床試驗(yàn)中的有效性。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)血清褪黑素(melatonin)與神經(jīng)系統(tǒng)疾病及嚴(yán)重性相關(guān)，腦損傷后，受損腦細(xì)胞中產(chǎn)生的褪黑素可能進(jìn)入血液循環(huán)[1-2]，但在早產(chǎn)兒腦損傷的報(bào)道甚少。本研究通過(guò)檢測(cè)血清褪黑素水平，探討其在早產(chǎn)兒腦損傷中的早期診斷價(jià)值，為早產(chǎn)兒腦損傷的早期干預(yù)及預(yù)后提供有利的生物學(xué)依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 資 料

收集2016年1月至2017年7月NICU住院的胎齡在 27～34周，體重在1～2 kg，適于胎齡早產(chǎn)兒64例為研究對(duì)像。男性 37 例，女性27 例，平均出生體重 (15586±238)g，平均胎齡 (2.03±2.04)周。根據(jù)早產(chǎn)兒腦損傷診斷標(biāo)準(zhǔn)[3]，34例早產(chǎn)兒無(wú)腦損傷(對(duì)照組)，24例輕度腦損傷(輕度腦損傷組)，6例重度腦損傷(重度腦損傷組)。三組一般情況比較見(jiàn)表1。

表1 對(duì)照組與腦損傷組一般情況比較Tab 1 Comparison of general information between control group and brain injury group (x±s)

1)與對(duì)照組比較，P<0.05;2)與輕度腦損傷組比較，P<0.05

排除遺傳代謝性紊亂所致腦損害、嚴(yán)重先天性畸形、膽紅素腦病、低血糖腦病、中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染等特定中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾??；單純腦室稍擴(kuò)大的早產(chǎn)兒。所有被檢測(cè)對(duì)象均遵循知情同意且符合醫(yī)學(xué)倫理要求。

1.2 褪黑素檢測(cè)

所有入選的早產(chǎn)兒均在生后30 min內(nèi)轉(zhuǎn)入NICU，分別于生后第4天同時(shí)留靜脈血3 mL，以3000 r/min速度離心10 min，取血清于-80 ℃低溫保存待測(cè)，采用褪黑素ELISA試劑盒進(jìn)行檢測(cè)。試劑盒由武漢華美生物有限公司提供。

1.3 早產(chǎn)兒腦損傷診斷標(biāo)準(zhǔn)[3-4]

所有早產(chǎn)兒生后3天內(nèi)行首次頭顱超聲檢查，后隔周復(fù)查1次，直至出院。對(duì)頭顱超聲未見(jiàn)異常，但疑有顱內(nèi)病變者依據(jù)患兒病情，生后1周至1個(gè)月行頭顱MRI進(jìn)一步確診是否存在腦損傷。早產(chǎn)兒腦損傷可分為:(1)顱內(nèi)出血(IVH)；(2)腦室周?chē)踪|(zhì)軟化(PVL)；(3)其他如腦梗死等。頭顱超聲疑似腦梗死者均行頭顱MRI檢查確診。有上述改變之一者均納入腦損傷組。其中Ⅰ～Ⅱ級(jí) IVH和PVL為輕度腦損傷組，Ⅲ～Ⅳ級(jí)IVH和PVL為重度腦損傷組。

1.4 NBNA檢測(cè)

所有早產(chǎn)兒均在矯正胎齡40周時(shí)行NBNA檢測(cè)[5]。NBNA評(píng)分內(nèi)容主要包括5個(gè)大項(xiàng)目：行為能力、被動(dòng)肌張力、主動(dòng)肌張力、原始反射、一般評(píng)估。其包含20個(gè)小項(xiàng)目，每項(xiàng)2分，共40分。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS21.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行分析，所有計(jì)量資料結(jié)果采用x±s表示，患兒三組組內(nèi)比較采用ANOVA方差分析，兩組之間均數(shù)的比較采用兩組獨(dú)立樣本的LSD-t檢驗(yàn)；應(yīng)用受試者工作特征(ROC) 曲線分析褪黑素對(duì)診斷早產(chǎn)兒腦損傷的敏感度、特異性。相關(guān)性分析采用pearson相關(guān)分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 三組血清褪黑素水平變化及NBNA評(píng)分比較

輕度腦損傷組和重度腦損傷組血清褪黑素水平及NBNA評(píng)分與對(duì)照組組間比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表2。

表2 三組血清褪黑素水平比較

1)與對(duì)照組比較，P<0.05;2)與輕度腦損傷組比較，P<0.05

2.2 三組血清褪黑素水平與NBNA評(píng)分的相關(guān)性分析

褪黑素與NBNA評(píng)分呈負(fù)相關(guān)(r=-0.518，P<0.05)。見(jiàn)圖1。

圖1 褪黑素與NBNA評(píng)分的相關(guān)分析散點(diǎn)圖Fig 1 Correlation analysis scatter diagram of melatonin and NBNA scores

2.3 褪黑素水平對(duì)早產(chǎn)兒腦損傷的診斷價(jià)值

應(yīng)用ROC曲線分析發(fā)現(xiàn)，褪黑素水平診斷早產(chǎn)兒腦損傷的曲線下面積(AUC)為0.76；95%可信區(qū)間為(0.635，0.886)；截?cái)嘀禐?9.5 pg/mL，敏感度為86.7%，特異度為68.4%(P<0.05)。見(jiàn)圖2。

圖2 褪黑素水平ROC曲線Fig 2 ROC curve of the melatonin level

3 討 論

早產(chǎn)兒腦損傷，如腦室內(nèi)出血(IVH)，還包括對(duì)嬰兒后期腦發(fā)育的復(fù)雜干擾。在早產(chǎn)兒中，最常見(jiàn)的腦損傷源是顱內(nèi)出血(IVH)和腦室周?chē)踪|(zhì)軟化(PVL)。此外，出生體重不足1500 g的嬰兒將有20%～25%出現(xiàn)IVH。此外，近60%的低出生體重新生兒將會(huì)出現(xiàn)低氧缺血性損傷。因此，在早產(chǎn)兒中，終生的神經(jīng)發(fā)育障礙是經(jīng)常發(fā)生的。預(yù)防或減少早產(chǎn)兒腦損傷需要發(fā)現(xiàn)能夠鑒別嬰兒受傷風(fēng)險(xiǎn)的生物標(biāo)記物，監(jiān)測(cè)損傷的進(jìn)展情況，并評(píng)估神經(jīng)保護(hù)臨床試驗(yàn)的有效性[6]。

研究表明松果體可以直接釋放褪黑激素進(jìn)入第三腦室，再通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸?shù)竭_(dá)其他腦結(jié)構(gòu)擴(kuò)散到室管膜細(xì)胞和血管周?chē)目臻g[7]。腦脊液中高水平的褪黑素可以為大腦組織提供抗氧化和抗炎的保護(hù)。受傷的大腦很容易受到氧化損傷的影響，原因以下：脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)的豐富來(lái)源;活性自由基的產(chǎn)生;血腦屏障的通透性增加；血管性水腫和性微血管損傷。以往研究表明,在早產(chǎn)兒腦損傷中,過(guò)多的氧自由基通過(guò)級(jí)聯(lián)炎癥反應(yīng),主要包括大腦炎癥反應(yīng)與釋放促炎細(xì)胞因子引起的細(xì)胞凋亡和線粒體功能障礙,最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡[8-12]。

研究表明,在成人頭部受傷患者的腦脊液和嚴(yán)重創(chuàng)傷性腦損傷患兒的血清中,均出現(xiàn)內(nèi)源性褪黑素大量產(chǎn)生,表明褪黑激素具有抗氧化作用和神經(jīng)保護(hù)作用[7,13]。在腦損傷模型的研究中表明褪黑素可以通過(guò)穩(wěn)定內(nèi)皮的滲透性，減少神經(jīng)元的死亡[1-2，14-15]。最近還證實(shí)了褪黑素可經(jīng)通過(guò)激活線粒體自噬細(xì)胞來(lái)去除受損的線粒體，從而抑制腦損傷誘發(fā)的炎癥[16]。本研究的結(jié)果表明，早產(chǎn)兒腦損傷的程度越重， 褪黑素水平越高，與以往的研究是一致的，表明在早產(chǎn)兒腦損中過(guò)多的氧自由基通過(guò)級(jí)聯(lián)炎癥反應(yīng),引起的細(xì)胞凋亡和線粒體功能障礙,最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡，褪黑素具有抗氧化作用和激活線粒體自噬細(xì)胞來(lái)去除受損的線粒體，從而抑制腦損傷誘發(fā)的炎癥，也可以通過(guò)穩(wěn)定內(nèi)皮的滲透性，減少神經(jīng)元的死亡從而保護(hù)神經(jīng)損傷，我們推測(cè)褪黑素水平增高可能是機(jī)體的一種自我保護(hù)機(jī)制，且褪黑素與矯正胎齡40周NBNA評(píng)分呈負(fù)相關(guān)。表明腦損傷越重，褪黑素水平越高。總之，褪黑素水平檢測(cè)可用于早產(chǎn)兒腦損傷的診斷，而且能夠?yàn)榕袛嗉膊〉膰?yán)重程度提供參考。其敏感度為 86.7%，特異度為68.4%。

[1] Hu Y, Wang Z, Pan S,et al. Melatonin protects against blood-brain barrier damage by inhibiting the TLR4/NFκB signaling pathway after LPS treatment in neonatal rats[J]. Oncotarget, 2017, 8(19):31638-31654.

[2] Moretti R,Zanin A, Pansiot J,et al. Melatonin reduces excitotoxic blood-brain barrier breakdown in neonatal rats[J].Neuroscience,2015, 311(17):382-397.

[3] 劉敬，楊于嘉，封志純．“早產(chǎn)兒腦損傷診斷與防治專(zhuān)家共識(shí)”解讀[J].中國(guó)當(dāng)代兒科雜志，2012，14(12):885-887.

[4] 黃瑋玲,盧紅艷,王秋霞,等.激活素A對(duì)胎齡小于34周早產(chǎn)兒腦損傷的早期預(yù)測(cè)價(jià)值[J].醫(yī)學(xué)研究雜志,2017,46(6):99-101.

[5] 張海燕，喬林霞，朱文英，等.NBNA評(píng)分聯(lián)合頭顱MRI在新生兒重度高膽紅素血癥腦損傷中的診斷價(jià)值[J].中國(guó)兒童保健雜志，2017,25(2):164-166.

[6] DE Martha,MD Weiss.Biomarkers of brain injury in the premature infant[J].Front Neurol,2013,3(3):185-192.

[7] Marseglia L, D’Angelo G,Manti S, et al.Melatonin Secretion Is Increased in Children with Severe Traumatic Brain Injury[J]. Int J Mol Sci,2017,18(5): 1053-1063.

[8] Patra A, Huang H, Bauer JA, et al.Neurological consequences of systemic inflammation in the premature neonate[J].Neural Regen Res, 2017,12(6):890-896.

[9] Paton MCB, McDonald CA, Allison BJ, et al.Perinatal Brain Injury As a Consequence of Preterm Birth and Intrauterine Inflammation: Designing Targeted Stem Cell Therapies[J].Front Neurosci,2017, 11(4):200.

[10] Ginsberg Y, Khatib N, Weiss B, et al.Magnesium sulfate (MG) prevents maternal inflammation inducedoffspring cerebral injury evident on MRI but not via IL-1β[J].Neuroscience,2017, 353(6):98-105.

[11] Shimada A, Hasegawa-Ishii S.Histological Architecture Underlying Brain-Immune Cell-Cell Interactions and the CerebralResponse to Systemic Inflammation[J].Front Immunol,2017, 8(17):1-12.

[12] Endesfelder S, Weichelt U, Strau E, et al.Neuroprotection by Caffeine in Hyperoxia-Induced Neonatal Brain Injury[J].Int J Mol Sci, 2017,18(1): 187-211.

[13] Lorente L, Martín MM, Abreu-González P, et al. Serum melatonin levels in survivor and non-survivor patients with traumatic brain injury[J]. BMC Neurol,2017,17(1):138-145.

[14] Yao L, Lu P, Ling EA.Melatonin Suppresses Toll Like Receptor 4-Dependent Caspase-3 Signaling Activation Coupled with Reduced Production of Proinflammatory Mediators in Hypoxic Microglia[J].PLoS One,2016,11(11):e0166010-0166023.

[15] Colella M, Biran V, Baud O.Melatonin and the newborn brain[J].Early Hum Dev,2016,102(9):1-3.

[16] Lin C, Chao H,Li Z, et al. Melatonin attenuates traumatic brain injury-induced inflammation: A possible role for mitophagy[J]. J Pineal Res, 2016,61(2):177-186.