豆?fàn)詈藚^(qū)1H-MR波譜代謝物比值診斷新生兒缺氧缺血性腦病

盛會(huì)雪，席艷麗，王瑞珠，楊 明，高 峰

(南京醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院放射科，江蘇 南京 210008)

缺氧缺血性腦病(hypoxic ischemic encephalopathy, HIE)可影響患兒神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育甚至威脅其生命[1]。血清神經(jīng)元特異性烯醇化酶(neuron specific enolase, NSE)和乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase, LDH)是常用于評(píng)估腦損傷的生化指標(biāo)[2]。1H-MR波譜(1H-MR spectroscopy,1H-MRS)可基于分子代謝水平無創(chuàng)性反映腦損傷[3]。本研究分析HIE患兒豆?fàn)詈藚^(qū)1H-MRS各代謝物比值及其與血清NSE和LDH的相關(guān)性，觀察其診斷HIE的效能。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2019年7月—2020年9月78例南京醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院確診HIE的足月新生兒，男49例，女29例，出生體質(zhì)量2 400～4 750 g，平均(3 325.65±533.42)g；均符合2005年中華醫(yī)學(xué)會(huì)兒科學(xué)分會(huì)新生兒學(xué)組修訂HIE診斷標(biāo)準(zhǔn)[4]，并按該標(biāo)準(zhǔn)將其分為輕度組和中重度組。輕度組42例，男29例，女13例，出生體質(zhì)量(3 360.45±621.41)g；中重度組36例，男20例，女16例，出生體質(zhì)量(3 292.63±636.42)g。以同期20例足月新生兒作為對(duì)照組，包括新生兒肺炎10例、頭皮血腫5例、新生兒臍炎3例、新生兒咽下綜合征2例；其中男12例，女8例，出生體質(zhì)量3 100～5 050 g，平均(3 224.53±533.42)g。納入標(biāo)準(zhǔn)：①無宮內(nèi)窘迫、窒息等；②無抽搐、意識(shí)改變等神經(jīng)系統(tǒng)異常表現(xiàn)；③常規(guī)頭顱MRI未見明顯異常。本研究經(jīng)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。檢查前監(jiān)護(hù)人均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用 Siemens Avanto 1.5T超導(dǎo)型MR掃描儀，8通道頭頸部聯(lián)合線圈。使患兒仰臥，予口服10%水合氯醛0.8～1.0 ml/kg，并以兒童專用耳塞保護(hù)聽力，行常規(guī)頭顱MR掃查；參數(shù)：矢狀位自旋回波(spin echo, SE)-T1WI，TR 400 ms，TE 7.8 ms；軸位快速自旋回波(fast spin echo, FSE)-T2WI，TR 3 250 ms，TE 99 ms。之后采用三維多體素采集行點(diǎn)分辨波譜成像(point resolved spectroscopy, PRESS)，參考常規(guī)軸位及矢狀位MRI將50 mm×50 mm×50 mm感興趣容積(volume of interest, VOI)中心置于基底節(jié)層面，并于其邊緣添加飽和帶，自動(dòng)勻場(chǎng)、水抑制，半高寬≤10 Hz，水抑制≥98%，帶寬 1 200 Hz，F(xiàn)A 180°，TR 1 500 ms，TE分別取 35和135 ms，采集時(shí)間5 min 53 s。

1.3 圖像分析 將1H-MRS原始數(shù)據(jù)傳至Syngo MR工作站，以Spectrocopy后處理軟件進(jìn)行相位校正、基線校正、百萬分率轉(zhuǎn)換及曲線擬合。參照文獻(xiàn)[5]方法將約5 mm×5 mm×5 mm目標(biāo)體素置于腦內(nèi)對(duì)缺氧缺血最為敏感的基底節(jié)層面豆?fàn)詈藚^(qū)，避開周圍骨質(zhì)、氣體和腦脊液；分別于2組不同TE圖像的相同層面及位置檢測(cè)代謝物N-乙酰天門冬氨酸(N-acetylaspartic, NAA)、膽堿復(fù)合物(choline, Cho)、肌酸(creatine, Cr)及乳酸(lactic acid, Lac)水平，左、右側(cè)各測(cè)量3次，取其總平均值；計(jì)算NAA/Cr、Cho/Cr、NAA/Cho、Lac/Cr、Lac/Cho及Lac/NAA。

1.4 實(shí)驗(yàn)室檢查 于MR檢查3天后采集股靜脈血2 ml，以Roche E602電化學(xué)發(fā)光測(cè)定分析儀及其配套試劑采用放射免疫法測(cè)定血清NSE；采用Hitachi 7600全自動(dòng)生化分析儀及相關(guān)試劑盒(德賽診斷系統(tǒng)有限公司)，以酶聯(lián)免疫法測(cè)定血清LDH。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。以±s表示符合正態(tài)分布的計(jì)量資料，行單因素方差分析或LSD法進(jìn)行組間比較；以χ2檢驗(yàn)比較計(jì)數(shù)資料。繪制受試者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲線，以DeLong檢驗(yàn)比較曲線下面積(area under the curve, AUC)。采用Pearson相關(guān)分析觀察1H-MRS各代謝物比值與血清NSE及LDH的相關(guān)性：0<│r│<0.3為弱相關(guān)，0.3≤│r│<0.5為低度相關(guān)，0.5≤│r│<0.8為中度相關(guān)，│r│≥0.8為高度相關(guān)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料 3組新生兒住院天數(shù)、血清NSE及LDH水平差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。見表1。

2.2 代謝物比值 TE取35 ms時(shí)，3組Lac/Cr、Lac/Cho及Lac/NAA差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)，輕度組Lac/Cr、Lac/Cho及Lac/NAA均低于中重度組(P均<0.05)而高于對(duì)照組(P均<0.05)；TE為135 ms時(shí)，3組NAA/Cr及NAA/Cho差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)，輕度組NAA/Cr及NAA/Cho均高于中重度組(P均<0.05)而低于對(duì)照組(P均<0.05)。見表2和圖1、2。

表1 輕度HIE、中重度HIE與非HIE患兒一般資料比較

表2 輕度HIE、中重度HIE與非HIE患兒豆?fàn)詈藚^(qū)1H-MRS代謝物比值比較

圖1 對(duì)照組患兒，男，7天，新生兒肺炎 A.軸位T2WI示目標(biāo)體素位于左側(cè)豆?fàn)詈藚^(qū)(藍(lán)色方框)，腦灰、白質(zhì)分界清楚，未見明顯腦白質(zhì)水腫(白色方框?yàn)閂OI)； B.豆?fàn)詈藚^(qū)1H-MRS譜線(TE為35 ms)示NAA峰和Lac峰均較低，可見微小Lac峰； C.豆?fàn)詈藚^(qū)1H-MRS譜線(TE為135 ms)示Cho峰高于NAA峰，Lac峰未測(cè)出

圖2 中重度組患兒，女，5天 A.軸位T2WI示目標(biāo)體素位于左側(cè)豆?fàn)詈藚^(qū)(藍(lán)色方框)，病變主要累及雙側(cè)基底節(jié)及丘腦，腦白質(zhì)彌漫性水腫(白色方框?yàn)閂OI)； B.豆?fàn)詈藚^(qū)1H-MRS譜線(TE為35 ms)見明顯高聳的Lac峰； C.豆?fàn)詈藚^(qū)1H-MRS譜線(TE為135 ms)示Cho峰高于NAA峰，Lac峰低平

2.3 相關(guān)性分析 TE取35 ms時(shí)，血清LDH與Lac/Cho呈弱正相關(guān)(r=0.280，P=0.008)，與Lac/Cr及Lac/NAA呈低度正相關(guān)(r=0.325，P=0.002；r=0.414，P<0.001)；TE為135 ms時(shí)，血清NSE與NAA/Cr呈中度負(fù)相關(guān)(r=-0.584，P<0.001)，與NAA/Cho呈高度負(fù)相關(guān)(r=-0.857，P<0.001)；余代謝物比值與血清NSE及LDH均未見明顯相關(guān)(P均>0.05)。

2.4 代謝物比值診斷HIE TE取135 ms時(shí)，NAA/Cho診斷新生兒HIE的AUC大于血清NSE及LDH(Z=2.481、2.713，P均<0.05)，而其他各代謝物比值與血清NSE及LDH的AUC差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)；TE取135 ms時(shí)，以NAA/Cho=0.56為最佳截?cái)嘀?，其診斷敏感度為93.54%，特異度為66.12%。見表3。

3 討論

HIE病理過程與腦缺氧缺血后引起神經(jīng)元水腫、變性、凋亡甚至壞死有關(guān)[6]。血清NSE和LDH是常用于評(píng)估腦損傷的生化指標(biāo)。本研究HIE患兒血清NSE及LDH均明顯高于對(duì)照組，且隨病情加重而逐漸升高，與既往文獻(xiàn)[7-8]報(bào)道基本一致，提示血清NSE和LDH有助于早期診斷HIE。

1H-MRS代謝物指標(biāo)可基于分子水平量化腦內(nèi)代謝信息[9]。有學(xué)者[10]發(fā)現(xiàn)以長(zhǎng)TE行1H-MRS時(shí)顯示NAA及Cho較佳，而短TE則對(duì)Lac更為敏感，可能與大分子物質(zhì)Lac的T2弛豫時(shí)間較短有關(guān)。本研究TE分別取35、135 ms行1H-MRS，以保證完整檢測(cè)各代謝物。本研究結(jié)果顯示，TE為135 ms時(shí)，輕度組NAA/Cr及NAA/Cho均高于中重度組而低于對(duì)照組，可能由于HIE患兒腦內(nèi)神經(jīng)元能量代謝障礙或功能受損而使NAA下降，同時(shí)細(xì)胞膜及髓鞘磷脂崩解釋放較多游離Cho[11]，而Lac為無氧糖酵解的特異性代謝產(chǎn)物，有助于提示腦缺氧缺血，與HIE嚴(yán)重程度呈正相關(guān)[12]；TE為35 ms時(shí)，輕度組Lac/Cr、Lac/Cho及Lac/NAA均低于中重度組而高于對(duì)照組，與上述研究基本一致；TE為135 ms時(shí)，NAA/Cho診斷新生兒HIE的AUC均大于血清NSE及LDH，以NAA/Cho為0.56時(shí)，其診斷敏感度為93.54%，特異度為66.12%；故建議以長(zhǎng)TE1H-MRS診斷HIE。

表3 1H-MRS代謝物比值、血清NSE及LDH診斷新生兒HIE的效能

NSE為糖酵解關(guān)鍵酶，特異性存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)元及神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞中；腦損傷后，神經(jīng)元水腫、崩解，且血腦屏障被破壞，導(dǎo)致神經(jīng)元細(xì)胞中的NSE大量進(jìn)入腦脊液及血液中，而血清NSE與神經(jīng)細(xì)胞死亡呈顯著正相關(guān)[13]。NAA是神經(jīng)系統(tǒng)代謝產(chǎn)物，與維持神經(jīng)膜興奮性和細(xì)胞內(nèi)陽離子濃度有關(guān)，可反映神經(jīng)元數(shù)量及功能[14]。腦缺氧缺血致ATP供應(yīng)不足，線粒體合成NAA能力下降，導(dǎo)致NAA濃度降低；而NAA濃度與腦神經(jīng)元密度呈線性正相關(guān)[15]。本研究發(fā)現(xiàn)，TE取135 ms時(shí)，血清NSE與NAA/Cr呈中度負(fù)相關(guān)，與NAA/Cho呈高度負(fù)相關(guān)，提示NAA/Cho可輔助診斷HIE。

LDH是無氧糖酵解酶，廣泛存在于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)；而Lac為無氧糖酵解最終代謝產(chǎn)物。腦缺氧缺血時(shí)，無氧糖酵解可替代有氧氧化過程為細(xì)胞提供能量，導(dǎo)致血清LDH水平升高，Lac大量堆積[7,16]。本研究發(fā)現(xiàn)，TE為35 ms時(shí)，血清LDH與Lac/Cho呈弱正相關(guān)，與Lac/Cr及Lac/NAA呈低度正相關(guān)，這主要由于LDH并非特異性存在于腦中，于其他組織器官如心肌、肝、腎及骨骼肌等亦有存在。

綜上，豆?fàn)詈藚^(qū)1H-MRS代謝物比值有助于診斷新生兒HIE，以TE為135 ms時(shí)的NAA/Cho診斷效能較佳。但本研究樣本量較小，未能動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及分析各指標(biāo)，且未進(jìn)行縱向隨訪，有待進(jìn)一步完善。