亞低溫聯合藥物治療新生兒缺氧缺血性腦病的研究進展

歐明明 任太亮 張 燕 徐曉燕

新生兒缺氧缺血性腦病(hypoxic-ischemia encephaiophy，HIE)是指各種圍生期窒息引起的部分或完全缺氧、腦血流減少或暫停而導致新生兒腦損傷。主要見于活產足月兒，發生率為1‰～2‰，存活患兒中20%～30%存在永久性的神經系統缺陷［1，2］。因此尋找治療HIE 的有效措施已成為圍生醫學的重要課題之一。迄今為止，針對HIE 的治療措施已展開了一系列研究，丙種球蛋白、神經節苷脂等藥物在治療HIE 中的應用在臨床試驗中也取得一定的療效［3，4］，但仍以“三支持，三對癥”為主，2011 年出版的足月兒HIE 詢證治療指南指出，亞低溫療法是目前最有可能向臨床推廣的神經保護方法［5］。亞低溫療法是采用人工誘導方法將體溫下降2 ～5℃，從而達到治療目的，隨著研究進展證實亞低溫對新生動物腦缺氧缺血損傷具有顯著的神經保護作用，其可能的作用機制包括:降低腦細胞代謝，減少細胞毒聚集或釋放，抑制神經元凋亡等［6］。目前為止，亞低溫在治療新生兒HIE 的患者選擇、降溫方式、時間選擇及目標溫度等尚無統一標準，且低溫療法存在一定的風險，因會影響所有的器官功能，有潛在的毒副作用或不良影響。目前發表的研究結果顯示，單純的亞低溫療法并不能提供完整的神經保護，HIE 復雜的發病機制意味著單一途徑的治療方法是不充分的，亞低溫聯合其他治療方法在減少腦損傷上可能會取得更大的成果，其可以延遲繼發性能量衰竭的發生，延長治療的時間窗，因此，亞低溫與其他神經保護措施的聯合是今后必然的治療方向［7］?，F就亞低溫與其他神經保護措施的聯合治療相關進展綜述如下。

1 亞低溫聯合抗癲癇藥(antiepileptic drugs，AEDs)

HIE 常伴發痙攣發作，雖然多數情況下痙攣發作能被常規的一線或二線治療所控制，但仍有一部分患兒會發展為癲癇持續狀態，往往需要多種AEDs 的聯合應用［8］，因此AEDs 是新生兒HIE 常用的藥物之一。AEDs 的作用機制關鍵是控制癲癇的發作，從而起到神經保護作用，也就是說AEDs 的治療價值不僅僅是對癲癇發作的控制，更大可能是阻止了癲癇發作所引起的續發傷害。由急性能源不足所引發的大腦缺氧與突觸和細胞活動異常神經元放電所引發的癲癇活動相似，持續的癲癇狀態使極度活躍的神經元處于持續去極化狀態，從而發生能量代謝異常。正因為急性大腦缺氧和癲癇發作有著相似的突觸級聯反應和細胞內活動，因此AEDs 作為一種可能的神經保護策略在HIE 中正在進行實驗探索［9］。

1.1 亞低溫聯合托吡酯(topiramate，TPM)TPM 是一種有效的臨床可用的AEDs，其抗癲癇作用是通過多種機制介導，通過減少興奮性氨基酸的釋放和缺血細胞的鈣超載，實現增加癲癇發作的閾值［10］。Follet 等［9］證明在給生后7 d 發生大腦缺氧的小鼠使用TMP，能阻止小鼠白質損傷并減少后續的神經運動缺陷。當然仍需要進一步的研究來證實TMP 是否也有利于保護新生兒的腦白質。Liu 等［10］報道在發生缺氧缺血的小鼠動物模型中單獨使用TMP 或者亞低溫療法，其所表現出的神經保護作用都不顯著，而聯合使用兩種方法后，不僅能同時增加各自的功能性并且能大幅度提升大腦的病理變化。這些研究都為亞低溫治療HIE 結合藥物治療的評估提供了強大的支持，并為研究亞低溫聯合療法的神經保護機制開辟了新的曙光，但仍需要更多的臨床前實驗的支持。

1.2 亞低溫聯合丙戊酸(valproic acid，VAP)動物模型實驗中發現組蛋白脫乙酰酶抑制劑在大出血、敗血癥、多發傷后能延緩生存時間［11］。VAP作為臨床上普遍使用的AEDs，被認為是具有強大的細胞保護功能、抗炎性和抗凋亡性的組蛋白脫乙酰酶抑制劑［12］。VAP 通過調控多個路徑和調節分子，包括磷酸-GSRεβ 和β-環鏈蛋白而起到治療作用，并且能對抗缺氧誘導的細胞凋亡，從而保護神經元不受傷害［13］。在體內研究中，使用腦出血或創傷性出血的大型動物模型已證實其有潛在的神經保護效應［14］。

亞低溫療法和組蛋白脫乙酰酶抑制劑度獨立使用已被證明具有神經保護作用，然而低溫療法的深度、開始時間及VAP最佳使用計量尚無統一定論，為達預期結果，仍存在挑戰性，兩者的結合療法是否會產生協同作用值得期待。Jin 等［13］基于以上設想，把老鼠海馬的HT22 細胞暴露在20 μm 氯化鈷中，創造缺氧條件后培養6 ～30 h，細胞的生長能力通過培養后所釋放的二甲基噻唑-二苯基溴化四唑和乳酸脫氫酶進行評估，運用聚丙烯酰胺凝膠電泳法測量乙?；M蛋白H3，乳酸脫氫酶，缺氧誘導因子1а，磷酸-GSRεβ，β-環鏈蛋白和高遷移率族蛋白B1 的水平。得出結果，VAP 治療組得出高水平的乙酰化組蛋白H3，乳酸脫氫酶在各實驗組都被抑制，尤其在結合治療組抑制更突出，抑制結果表現分別為:亞低溫+VAP 組(0.27±0.03)，VAP組(0.84±0.03)，亞低溫組(0.45±0.01);二甲基噻唑-二苯基溴化四唑的分析顯示結合治療法培養基中的活力細胞數增加了17.6%(n=5，P=0.01)。在結合療法培養基中缺氧誘導因子1α，磷酸-GSRεβ 表現為協同影響作用，而在VAP 培養基中高遷移率族蛋白B1 表現為增加，在低溫培養基中表現為抑制。實驗表明，對化學誘導的海馬HT22 缺氧細胞，結合療法能提高生存率，并減少細胞死亡。這是第一個證明VAP 與低溫結合治療具有神經保護協同作用的實驗，這為我們在預防缺氧后神經元死亡開發更有效的治療方法提供了寶貴的線索。

2 亞低溫聯合氙氣

谷氨酸主要通過激活門冬氨酸受體導致神經細胞死亡，因此可通過抑制這種受體發揮潛在的神經保護作用。氙氣是一種惰性氣體，通過競爭性結合在門冬氨酸受體甘氨酸的結合位點而產生麻醉作用，他的作用效能和較少的系統性副作用是他成為一種很有前途的神經保護劑。除了能在門冬氨酸受體起作用外，氙氣還可以通過其他的神經保護途徑發揮作用，如激活許多致活酶，尤其是P-AKT 途徑。另外氙氣增強Bcl-2 的表達，Bcl-2 是神經元保護中的一種凋亡因子［15］。許多體內外研究已證明氙氣的確具有神經保護功效，有相關報道，對懷孕老鼠的窒息胎兒用氙氣進行預處理，發現其能通過減少幼崽海馬體的神經元細胞凋亡發揮神經保護作用［16］。盡管氙氣有極好的安全性和令人振奮的研究成果，但其高成本阻礙了其在常規臨床實踐中的應用，此外，使用這種氣體的理想濃度，時間管理和治療期需要進一步的深入研究。

Ma 等［17］首先在體內外模型中研究低溫與氙氣聯合治療HIE 的新生大鼠，發現通過對發生缺氧缺血的新生大鼠在吸入氙氣4 h 后聯合低溫療法，能顯著減少細胞死亡和大腦物質缺損，改善神經膜的運動機能，并持續發揮作用到愈后30 d。Hobbs 等［18］同樣采用聯合療法治療缺氧缺血的新生大鼠，發現比兩者任何單一療法更具有神經保護作用，除了能全面回歸發病前的機能狀態，還能顯著改善局部的病理變化，使得其在全球病理評分中減少71%。Thoresen 等［19］報道腦損傷后1 h 開始低溫與氙氣結合治療，與腦損傷后立即開始或者損傷后2 h 開始結合治療，所產生的神經保護作用效果無差別。

氙氣與低溫聯合治療的神經保護作用的實驗室數據在快速進展，在此領域的后續研究工作關于氙氣的吸入時間、吸入濃度以及與低溫聯合治療的理想溫度將會是有待排解的議題。

3 亞低溫聯合促紅細胞生成素

促紅細胞生成素基于其促紅細胞生成作用已被廣泛用于早產兒貧血的治療，其神經保護作用在脊髓損傷，外傷性腦損傷、缺血性腦卒中和圍產期窒息有相關報道引證［20］，但其在不同類型的神經損傷中的保護性作用機制尚不明確，尤其是新生兒大腦受損的保護機制。促紅細胞生成素對大腦具有神經保護作用，使新生兒腦損傷的好轉率從34%提升到79%［21］。其神經保護機制可能包括:在早期和晚期治療過程中受體介導的特異性影響和損害應答的非特異性影響，促紅細胞生成素對神經元細胞和少突質膠細胞具有抗炎、抗氧化、抗細胞凋亡的作用，同時可促進神經再生和血管再生，這在損傷修復和神經發育中是必不可少的［22］。

Slobodan 等［23］在圍產期窒息的新生小鼠模型實驗中表明，促紅細胞生成素和低溫療法的聯合應用比單獨使用兩種治療方法更具有神經保護作用。實驗結果顯示通過對海馬體背部、腹部和整個海馬體損傷度的測量，聯合療法比單獨使用低溫療法海馬體的損傷度顯著減少，差異有統計學意義。Elizaethe等［24］對24 例使用亞低溫結合促紅細胞生成素的HIE 患兒進行追蹤研究，結果顯示在新生兒期接受該治療的患兒沒有出現神經發育惡化的結果。陳桃英等［25］在研究亞低溫和促紅細胞生成素治療HIE 的結果顯示兩者均能減輕急性期腦損傷，改善患兒的神經系統預后，且兩者聯合治療效果更顯著。這些研究數據對此聯合療法的神經保護作用提供了新的理論支持，并顯示其無長期不良影響，是安全可靠的。

4 亞低溫聯合鎂

鎂作為單獨治療方法，在圍產期窒息，腦卒中、蛛網膜下腔出血及外傷性腦損傷的實驗模型中，得出的臨床實驗結果不甚理想，然而在近期的圍產期窒息兒的研究中指出鎂治療腦損傷是相對安全的，并可以改善早期預后，但同樣有增加死亡率的趨勢［26］。在體外把鎂綁定在谷氨酸(N-甲基-d-天門冬氨酸)的結合位點，能夠有效減輕興奮性毒性損害，減少損傷的二次炎癥反應，同時穩定細胞膜，抑制自由基產生，并提高心血管穩定性［27］。有隨機對照實驗證明產前使用鎂的早產兒在幼兒期會減少大腦性麻痹、粗大運動功能障礙的風險［28］。Bruno 等［29］在缺氧缺血的小鼠實驗模型中發現，鎂與亞低溫結治療的合療法能顯著減少低溫的持續時間和深度，同時提高治療效果，結果證明結合療法具有實效性，并存在多種潛在的優勢，同時表明其治療的相對安全性。由于鎂具有感應快的優點，所以有助于冷卻過程的進行，他們認為鎂可能會成為參與亞低溫輔助治療的完美方法。

在成年鼠中使用低溫結合鎂療法對腦缺血進行預處理，比單獨使用兩種方法更能減少海馬區神經元的缺失;對永久性大腦中動脈閉塞的實驗模型中，將鎂的使用延遲至低溫療法后2～4 h，表現出更好的保護作用;同樣的結果，使用冷卻的硫酸鎂(33 ～34℃)對頸動脈灌注，可使腦缺血部位的梗死面積減少，同時減輕腦水腫和神經損害嚴重程度評分，比常溫鎂灌注效果更佳［30］。這些研究都顯示結合療法是有前途的，但尚未在新生兒HIE 中進行測試，需要更多的動物模型實驗進行深入研究。

5 亞低溫聯合褪黑素

褪黑素是松果體分泌的主要激素，由5-羥色胺衍生而來，是一種強有力的抗氧化劑，能直接清除氧自由基，并對羥基的自由基有高度的破壞性，還可以間接對抗氧化酶，如谷胱苷肽氧化酶、谷胱甘肽還原酶、過氧化物歧化酶及過氧化氫酶進行負轉錄調控［31］。褪黑素對缺氧缺血的新生鼠仔具有腦保護作用，通過對動物模型單方面子宮動脈結扎，造成宮內生長受阻，使用褪黑素進行干預后可以顯著減少小神經膠質細胞和星形細胞的激活［32］。褪黑素對羊胎缺氧缺血實驗模型同樣具有保護作用，其可通過降低血液和大腦的炎癥反應從而衰減細胞死亡，進而對腦白質產生明顯的保護作用。實驗研究對模擬人類新生兒腦損傷病變的動物實驗模型(包括大鼠、小鼠、豬、羊等)對產前產后實施褪黑素干預治療，表現出良好的神經保護作用，強調褪黑素系統的神經保護效力［33］。

褪黑素很容易穿過胎盤屏障在產前就能干預使用。對其使用量減少用來防止腦損傷進行有力駁斥。法國項涉及多中心治療試驗PREMELIP 正在進行［34］，用來測試早產嬰兒的褪黑素組織的神經屬性。該實驗目的是用來確定褪黑素的使用劑量，在早產的危險下通過非腸道途徑為產婦給藥，用來減少空間數據分析(束的空間統計學方法)下彌散張量成像下發現的白質損傷程度;另一個Ⅱ期試驗是在英國的新生兒重癥監護病房進行的，這是一個探索性的、涉及多中心的、雙盲測試的、隨機的及安慰劑對照的試驗。該試驗用來評估褪黑素的用量，在常規特別護理之外，以防止早產嬰兒遭受腦損傷。它的主要目的是用來證明褪黑素可以減少腦損傷和磁共振成像下的腦白質疾病。

通過獨立的新生動物腦損傷模型的實驗數據得出褪黑素作為早產兒腦保護劑是可行的，由于褪黑素很容易透過血腦屏障和胎盤屏障，將有希望作為產前干預措施來減少或防止腦損傷在人群中的影響［34］。盡管褪黑素具有強大的神經保護作用，但在全球保護大腦發育的戰略中并不是惟一選擇，在未來新生兒腦損傷的隨機對照試驗中應該把褪黑素和其他腦保護治療相結合，其中與亞低溫療法的結合將會是新的重要課題。

亞低溫與其他藥物結合治療HIE 在臨床試驗中也在如火如荼的進行中，亞低溫聯合川芎嗪能有效減輕缺氧缺血引起的腦損傷，為HIE 的臨床治療提供了實驗依據及理論基礎［35］。盡管亞低溫療法和單一的幾種治療方法在臨床前實驗中都表現出極好的神經保護作用，但結合療法所表現出來獨特的作用機制有望在新生兒HIE 的治療中達到更突出的目標:預防急性病變、增加保護治療的時間窗及增強修復能力。雖然結合療法在目前的研究中呈現極好的前景，但仍存在許多問題，如與藥物結合使用的最佳溫度、最佳時機等，臨床前研究仍是我們深入探索的領域，同時聯合療法的提出也為新生兒HIE 的治療迎來了新的曙光。

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