新生兒缺血缺氧性腦病的相關(guān)危險因素以及診療方法的研究進(jìn)展

林夕詩 羅瓊

新生兒缺氧缺血性腦?。╤ypoxic-ischemic encephalopathy，HIE）是由圍生期新生兒缺血、缺氧引起的新生兒腦損傷，全球有近23%的新生兒死亡原因是HIE[1]。同時，HIE是新生兒出現(xiàn)長期神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥的重要原因，這些并發(fā)癥包括新生兒的輕度行為缺陷、嚴(yán)重癲癇發(fā)作、智力低下、腦癱等[2-3]，約25%～30%患有HIE且存活的新生兒可能有終身神經(jīng)損傷和殘疾的風(fēng)險[4]。在發(fā)達(dá)國家，每1 000名活產(chǎn)新生兒中，大約有1～6名患有HIE[5-7]；發(fā)展中國家，HIE的發(fā)生率更高[8]。而在早產(chǎn)兒中，HIE的發(fā)生率遠(yuǎn)高于足月兒，早產(chǎn)兒中的高發(fā)HIE也是早產(chǎn)兒死亡和終身神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育障礙的主要原因之一[9-10]。本文就HIE相關(guān)危險因素及新型診療方法的研究進(jìn)展作一綜述。

1 HIE的相關(guān)危險因素

1.1 HIE和Apgar評分系統(tǒng) 1952年，Virginia Apgar博士設(shè)計了一種評估新生兒出生狀態(tài)的量化評分系統(tǒng)，即Apgar評分系統(tǒng)，由5個參數(shù)組成，在新生兒出生1、5、10 min時，對新生兒進(jìn)行健康狀態(tài)評估，為新生兒復(fù)蘇及進(jìn)一步干預(yù)治療提供參考[11]。1、5 min Apgar評分常用于評估是否存在新生兒窒息，但是關(guān)于新生兒低Apgar評分與新生兒近遠(yuǎn)期不良神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥發(fā)生率之間是否存在相關(guān)性始終存在爭議[11-14]。2018年一項納入142名新生兒的回顧性研究表明，在確診新生兒窒息的病例中，有45.8%的病例后續(xù)被診斷為HIE，其中大部分確診HIE的病例為輕度HIE（47.9%）。1 min Apgar評分在4～5分的新生兒中，約25%患有輕度HIE，而1 min Apgar評分在0～3分的新生兒中，約70%患有中至重度HIE（P＜0.01）[12]。此外，在2010年一項納入543 064名單胎活產(chǎn)新生兒的隊列研究中，與Apgar評分＞8分的新生兒相比，Apgar評分＜4分的兒童罹患腦癱的風(fēng)險更高[15]。另一項納入68例新生兒HIE的研究表明，新生兒10 min Apgar評分＜5分對新生兒不良神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥的陽性預(yù)測值為73%（預(yù)測靈敏度為50%，特異度為85%）[14]。

低Apgar評分對新生兒不良神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥發(fā)生具有一定預(yù)測價值，但這種預(yù)測作用在不同出生孕周和不同出生體重新生兒之間也存在差異。雖然已有許多研究表明在足月兒中，低Apgar評分與腦癱的發(fā)生風(fēng)險之間存在相關(guān)性[15-17]。但2021年一項針對早產(chǎn)兒的分析表明，對于分娩孕周≤32周的新生兒，低Apgar評分與腦癱的發(fā)生之間無顯著關(guān)聯(lián)；而分娩孕周在32～36周的新生兒，低Apgar評分新生兒罹患腦癱概率與正常Apgar評分新生兒相比顯著升高（5 min Apgar評分＜7，RR=4.96，95%CI：1.87～36.64；5 min Apgar評分＜4，RR=8.27，95%CI：1.89～13.06）[16]。

此外，一項納入543 064例病例的隊列研究表明，低Apgar評分與新生兒腦癱發(fā)生風(fēng)險之間的相關(guān)性在出生體重＞2 500g的新生兒中更為明顯（OR=125，95%CI：91～170），在出生體重＜1 500g的新生兒中，這種相關(guān)性較低（OR=5，95%CI：2～9）[15]。

因此，單純1 min和5 min Apgar評分＜7分并不能準(zhǔn)確預(yù)測新生兒HIE的發(fā)生，在醫(yī)療資源允許的發(fā)達(dá)地區(qū)，新生兒HIE發(fā)生風(fēng)險的判斷仍需結(jié)合其他臨床指標(biāo)，如新生兒動脈血pH值、顱腦MRI、腦電圖等檢查[14,18]。即使在出生時Apgar評分＞7分的新生兒中，與未合并代謝性酸中毒的新生兒相比，Apgar評分＞7但合并代謝性酸中毒（pH＜7.05，pH＜7.10，BE≥12 mmol/L）的新生兒遠(yuǎn)期發(fā)病率升高[19]。

在臨床上Apgar評分系統(tǒng)對新生兒HIE發(fā)生率存在一定的指導(dǎo)意義，具體相關(guān)性仍需結(jié)合新生兒分娩孕周，出生體重以及診療單位的不同醫(yī)療資源，綜合判斷。

1.2 HIE與胎盤異常 部分研究表明，存在胎盤血管病變的產(chǎn)婦中，新生兒出現(xiàn)新生兒腦病或發(fā)生腦癱風(fēng)險升高[20-21]。2019年一項針對HIE患兒胎盤病理類型的回顧性研究中發(fā)現(xiàn)，在HIE患兒中，胎盤具有慢性病變?nèi)缒阁w血管灌注不良（maternal vascular malperfusion,MVM）及胎兒血管灌注不良（fetal vascular malperfusion,FVM）的概率顯著高于未患HIE的正常新生兒，除此之外，HIE病例中新生兒產(chǎn)前胎盤早剝概率與未患HIE病例相比亦有增加，說明HIE中胎盤病變包括急性病變[22]。另一項對確診HIE患兒進(jìn)行12個月隨訪的前瞻性隊列研究也發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)胎盤早剝病例與未出現(xiàn)胎盤早剝病例相比，HIE發(fā)生風(fēng)險明顯增高（OR=20.30，P＜0.01）；臍帶插入異常也與HIE發(fā)生相關(guān)（OR=5.63，P＜0.01）[23]。2021年一項多中心HIE 隊列研究中發(fā)現(xiàn)，急性和慢性的混合性胎盤病變（43%）較單純的急性胎盤病變（20%）和慢性胎盤病變（21%）更為常見[24]。

1.3 HIE與生物標(biāo)志物 MRI被廣泛應(yīng)用于HIE的診斷、預(yù)后以及治療效果的評估[25]，不同的MRI評分系統(tǒng)在HIE診斷以及HIE的腦損傷程度評估上可能存在差異[26]。影像學(xué)結(jié)果判斷依賴于閱片醫(yī)師，存在主觀差異性，且影像學(xué)上出現(xiàn)腦損傷表現(xiàn)與真正新生兒腦損傷的發(fā)生之間存在一定時間差距，可能導(dǎo)致患兒錯過最佳治療時間，而使用生物標(biāo)志物預(yù)測HIE發(fā)生風(fēng)險和監(jiān)測HIE腦損傷程度，有助于早期干預(yù)。目前相關(guān)生物學(xué)標(biāo)志物研究主要集中在與神經(jīng)細(xì)胞或神經(jīng)纖維功能有關(guān)的蛋白。

1.3.1 S-100B蛋白 S-100B蛋白是一種鈣結(jié)合蛋白，主要在大腦星形膠質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)分泌，可以一定程度上作為神經(jīng)損傷標(biāo)志物[27]。在發(fā)生新生兒窒息及腦損傷的新生兒中，可以監(jiān)測到血清S-100B變化[28-29]。一項關(guān)于早產(chǎn)兒的研究發(fā)現(xiàn)，在新生兒出生3 h、1 d及2 d后，皆可監(jiān)測到出現(xiàn)新生兒窒息的早產(chǎn)兒血清S-100B水平較正常早產(chǎn)兒顯著上升，且血清S-100B水平在正常早產(chǎn)兒、輕度窒息早產(chǎn)兒及重度窒息早產(chǎn)兒之間比較存在統(tǒng)計學(xué)差異；另外在新生兒自身比較中，可以發(fā)現(xiàn)新生兒出生1周后的血清S-100B水平較之前有所上升，因此，可以將血清S-100B作為大腦缺血再灌注期神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞損傷標(biāo)志物[29]。除此之外，對于新生兒HIE，目前臨床常用的治療手段之一為亞低溫治療。在一項關(guān)于接受亞低溫治療新生兒與處于常溫環(huán)境新生兒的對比中可發(fā)現(xiàn)，接受亞低溫治療的新生兒血清S-100B水平更低，這種差異性在新生兒出生48h后血清學(xué)檢測中有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）[28]。

2018年一項關(guān)于HIE新生兒生物標(biāo)志物的研究中，新生兒出生后24 h內(nèi)，發(fā)現(xiàn)與腦損傷相關(guān)血清S-100B水平升高，而在新生兒出生5 d后，血清S-100B的水平變化與新生兒腦損傷程度未發(fā)現(xiàn)顯著相關(guān)性[30]。另外，2020年一項研究對確診HIE新生兒進(jìn)行了出生后18個月的神經(jīng)系統(tǒng)功能發(fā)育隨訪，并未發(fā)現(xiàn)血清S-100B水平與新生兒長期神經(jīng)系統(tǒng)功能發(fā)育結(jié)局之間的相關(guān)性[31]。但血清S-100B水平是否可為新生兒腦保護(hù)治療中療效評估提供參考意義，以及最佳血清S-100B檢測時間仍需要更多遠(yuǎn)期研究來驗證。

1.3.2 Tau蛋白 Tau蛋白是一種參與微管穩(wěn)定的微管相關(guān)蛋白，可以維持神經(jīng)元結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，與神經(jīng)退行性疾病發(fā)病及腦損傷相關(guān)[32]，因此可用于評估中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷程度。

已有部分研究表明血漿Tau蛋白水平在發(fā)生圍生期窒息或確診HIE新生兒中明顯升高[33-34]。血漿中Tau蛋白對于HIE新生兒急性期及遠(yuǎn)期神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育預(yù)測可能存在較高參考潛能。Massaro等[30]發(fā)現(xiàn)血漿Tau蛋白水平不僅與新生兒出生24 h后腦損傷程度具有顯著相關(guān)性，在新生兒出生5 d后，仍與腦損傷程度相關(guān)聯(lián)，且與HIE患兒1年后神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育功能具有一定相關(guān)性。2019年一項對HIE新生兒進(jìn)行的9個月隨訪研究中發(fā)現(xiàn)，血清Tau蛋白水平與HIE患兒遠(yuǎn)期神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育功能呈負(fù)相關(guān)（r=-0.4277，P＜0.05）[35]。因此血漿Tau蛋白可以為HIE患兒腦損傷的縱向監(jiān)測提供一定的參考價值。

1.3.3 炎性細(xì)胞因子 HIE可能是感染與缺血、缺氧共同作用下出現(xiàn)的大腦損傷，因此炎性細(xì)胞因子對HIE腦損傷程度和療效評估亦存在一定指導(dǎo)意義。在一項多中心臨床試驗中，對HIE新生兒血清細(xì)胞因子水平進(jìn)行了4 d連續(xù)測定，其中，新生兒出生后9 h內(nèi)的單核細(xì)胞趨化蛋白1、IL-6的升高以及出生后60～70 h巨噬細(xì)胞炎性蛋白1a的降低與12月齡新生兒死亡和嚴(yán)重神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育異常相關(guān)；而在接受亞低溫治療的HIE新生兒中，遠(yuǎn)期神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育預(yù)后與新生兒出生后24～36 h IL-6、IL-8及IL-10水平降低有關(guān)[36]。

除了血清炎性細(xì)胞因子水平，腦脊液炎性細(xì)胞因子也與HIE相關(guān)。2017年一項前瞻性隊列研究顯示，雖然腦脊液炎性細(xì)胞因子如IL-1β、IL-6和IL-18和TNF-α水平變化與HIE發(fā)生的風(fēng)險相關(guān)，但并沒有發(fā)現(xiàn)與HIE具體分期相關(guān)的新生兒腦脊液炎性細(xì)胞因子水平之間存在統(tǒng)計學(xué)差異[37]。該研究中同時觀察到不同血清炎性細(xì)胞因子升高與神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育異常程度的相關(guān)性也存在差異。對發(fā)生圍生期窒息的新生兒進(jìn)行隨訪研究發(fā)現(xiàn)，在12月齡時，血清IL-6、IL-18水平顯著升高與輕度神經(jīng)發(fā)育異常相關(guān)，而血清TNF-α水平升高與重度神經(jīng)發(fā)育異常相關(guān)。并且，在新生兒出生后4 d內(nèi)，與腦脊液細(xì)胞因子水平相比，血清IL-6和TNF-α水平升高與新生兒出現(xiàn)缺血、缺氧的相關(guān)性更強。

到目前為止，尚無明確的新生兒血漿或腦脊液的生物標(biāo)志物水平與HIE發(fā)生及其嚴(yán)重程度之間相關(guān)性的定義，且各項生物標(biāo)志物的最佳檢測時間也待更深層次的研究。

2 HIE的未來治療手段

目前為止，HIE仍局限于亞低溫治療，低溫治療可以一定程度上改善HIE患兒存活率，降低神經(jīng)功能障礙發(fā)生風(fēng)險[38-40]。但由于HIE發(fā)病機制較為復(fù)雜，目前仍沒有針對性治療手段，但目前已有部分研究闡述了具有改善HIE預(yù)后潛力的針對性藥物[41]。

2.1 HIE與褪黑素 褪黑素對于HIE的神經(jīng)保護(hù)作用在動物實驗中已經(jīng)被證實[42-44]。在2015年的一項隨機對照研究中發(fā)現(xiàn)，褪黑素和低溫治療聯(lián)合應(yīng)用可以有效降低HIE新生兒死亡率，并與6月齡的HIE新生兒較好的神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育結(jié)果相關(guān)[45]。但目前為止仍缺乏新生兒應(yīng)用褪黑素制劑安全劑量的相關(guān)研究，關(guān)于新生兒褪黑素用藥的遠(yuǎn)期安全性仍待進(jìn)一步研究。

2.2 HIE與促紅細(xì)胞生成素（erythropoietin,EPO） 目前已有關(guān)于EPO與亞低溫聯(lián)合治療HIE新生兒的Ⅰ期臨床試驗，試驗納入了24名HIE新生兒，每名新生兒接受了共6劑EPO靜脈注射給藥，每劑EPO 1 000 U/kg，給藥間隔48 h。該項試驗中HIE新生兒對EPO聯(lián)合低溫治療耐受良好，且試驗表明該給藥劑量可達(dá)到在動物試驗中已證實具有神經(jīng)保護(hù)作用的EPO血藥濃度，肯定了聯(lián)合治療的安全性[46]。但是EPO誘導(dǎo)的神經(jīng)干細(xì)胞增殖也可能影響正常的神經(jīng)元發(fā)育[47]，且外源性EPO可能抑制內(nèi)源性EPO的表達(dá)，影響正常的大腦發(fā)育，因此外源性EPO給藥仍然需要慎重[41]。同時，胎盤病理類型也可能影響HIE的治療效果。存在絨毛膜羊膜炎或胎盤糞染的病例，即使接受亞低溫治療，與正常胎盤病例相比，新生兒出現(xiàn)腦損傷風(fēng)險仍較高[48]。除此之外，一項使用EPO治療HIE的2期臨床試驗，對于存在慢性胎盤病變的HIE病例組，EPO并無神經(jīng)保護(hù)作用[49]。

2.3 HIE與二甲雙胍 有部分研究探討了二甲雙胍對HIE治療作用的可能性[50-51]。在肥胖和代謝綜合征的妊娠期大鼠模型中，從確認(rèn)妊娠第1天開始對妊娠大鼠進(jìn)行對二甲雙胍口服治療（300 mg/kg）可以有效地降低胎兒和胎盤中細(xì)胞因子如TNF-α、IL-6水平，以此預(yù)防胎兒炎癥的發(fā)生；因為胎兒宮內(nèi)炎癥是新生兒出現(xiàn)圍生期HIE的高危因素之一，因此對高危的母體應(yīng)用二甲雙胍可能可以預(yù)防新生兒HIE的發(fā)生[52]。另外在HIE大鼠模型中發(fā)現(xiàn)，對新生鼠應(yīng)用二甲雙胍有利于改善其由HIE引起的遠(yuǎn)期行為缺陷[50]。

2.4 HIE與膜聯(lián)蛋白A1 當(dāng)前的部分研究認(rèn)為新生兒血腦屏障的破壞是HIE新生兒發(fā)生腦損傷的原因之一[53-54]。因此，對于血腦屏障具有保護(hù)作用的靶向藥物對HIE伴發(fā)的腦損傷存在治療潛力。一項利用綿羊胎兒HIE模型的研究發(fā)現(xiàn)，含有膜聯(lián)蛋白A1的間充質(zhì)干細(xì)胞/基質(zhì)細(xì)胞衍生的細(xì)胞外小泡（MSC EV）可以改善HIE中血腦屏障的破壞，所以利用MSC EV或膜聯(lián)蛋白A1對未成熟胎兒腦部進(jìn)行靶向治療，或許可以預(yù)防HIE后發(fā)生的血腦屏障損害以及伴發(fā)腦損傷。該項研究同時發(fā)現(xiàn)，內(nèi)源性膜聯(lián)蛋白A1主要在腦室缺血前3 d被耗盡，目前認(rèn)為HIE病理過程中存在最佳治療窗口，即HIE發(fā)病潛伏期（新生兒出現(xiàn)缺血、缺氧后約6 h）[55-56]，故外源性膜聯(lián)蛋白A1最好在治療窗口期內(nèi)補充，最晚應(yīng)該不超過內(nèi)源性膜聯(lián)蛋白A1耗竭時間。

綜上所述，目前HIE尚無明確的早期風(fēng)險預(yù)測指標(biāo)以及針對性的治療手段，鑒于HIE對新生兒死亡率和遠(yuǎn)期神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育的影響，在未來的研究中，仍需要更進(jìn)一步地發(fā)掘HIE相關(guān)早期無創(chuàng)檢測方法。綜合多項指標(biāo)，結(jié)合新生兒Apgar評分、分娩孕周、出生體重、胎盤異常、新生兒血氣分析、新生兒生物標(biāo)志物以及MRI等，建立關(guān)于HIE多模態(tài)風(fēng)險預(yù)測模型，以早期識別、診斷HIE。同時對于HIE，針對其發(fā)病機制，仍需研究更多靶向治療手段，改善HIE的預(yù)后。