新生兒期黃疸患兒血清膽紅素水平與蒼白球1H-MRS特征的相關分析

張捷宇，劉朝艷，馬永倩，張釗，李洋，康志雷

新生兒黃疸是新生兒常見的臨床表現，發病率高達40%～60%[1-2]。病理性黃疸時，過高的血清總膽紅素(serum total bilirubin，TSB)可影響細胞代謝、干擾神經元突觸傳遞功能，造成細胞損害。膽紅素易沉積于腦神經核，如蒼白球、丘腦基底核和腦干核等結構，使得神經系統出現異常病變，嚴重時可導致急性膽紅素腦病(acute bilirubin encephalopathy，ABE)，少數情況下可導致患兒發生運動、聽力障礙等后遺癥[3]。目前臨床上診斷ABE主要根據黃疸及嗜睡、抽搐等神經系統表現，結合腦干聽覺誘發電位和MRI檢查等輔助診斷[4]。ABE相對特征性的MRI表現為蒼白球區對稱性短T1信號，但早產兒、新生兒缺血缺氧性腦病患兒也可出現此征象，因此常規MRI診斷本病的假陽性率較高[5]。近年來，氫質子磁共振波譜成像(magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS)逐漸被應用于ABE的早期診斷中，MRS可無創性研究活體組織器官的代謝和生化改變，對化合物成分可進行定量分析，因此可用于評估活體組織中膽紅素對腦組織能量代謝的影響，有利于更準確的診斷ABE，并為評估治療效果提供可靠依據[6]。本研究通過分析新生兒期黃疸患兒血清TSB水平與MRS蒼白球相關代謝指標的相關性，旨在探討MRS在新生兒黃疸評估中的臨床應用價值。

材料與方法

1.一般資料

搜集2018年3月-2019年3月本院新生兒科診治的100例高膽紅素血癥新生兒的病例資料。其中，男46例，女54例；孕周為33～42周，平均(38.4±1.6)周；出現黃疸時日齡3～14天，平均(7.4±2.3)天。黃疸病因：感染因素63例，母子血型不合25例，葡萄糖-6-磷酸脫氫酶(G-6-DP)缺乏3例，其它原因9例。

病例納入標準：①孕周≥37周，入院后診斷為高膽紅素血癥或ABE；②臨床資料、實驗室檢查資料完整；③家屬已簽署1H-MRS檢查知情同意書。排除標準：①合并先天性神經系統發育異常或神經系統疾病；②伴有其它系統疾病，如新生兒肺炎、膽道閉鎖等；③1H-MRS圖像不清晰或出現嚴重偽影。

參考2014年中華醫學會兒科分會制定的《新生兒高膽紅素血癥診斷和專家共識》[7]，將患者組進一步分為4組：輕度組(TSB<221μmol/L)25例，中度組(221μmol/L≤TSB<342μmol/L)24例，重度組(342μmol/L≤TSB<428μmol/L)25例，極重組(TSB≥428μmol/L)26例。

ABE的診斷標準參考Shapiro標準，即黃疸伴有腦干聽覺誘發電位(brainstem auditory evoked potential，BAEP)異常及神經系統癥狀[8]。本組100例患兒中伴ABE者28例，無ABE者72例；ABE患兒中，警告期19例，痙攣期9例。

因臨床上需排除神經系統疾病而行MRI檢查的30例新生兒被納入對照組。其中，男14例，女16例；新生兒肺炎18例，新生兒腹瀉12例，均無神經系統疾病或遺傳代謝疾病病史。

2.1H-MRS檢查方法

于檢查前15～30 min所有被試采用10%水合氯酸溶液(0.5～1.0 mL/kg)灌腸來進行鎮靜催眠，待患兒完全入睡后行MRI檢查，使用棉墊固定患兒頭部，防止檢查過程中頭部轉動。使用 Siemens Verio 3.0T磁共振掃描儀。以橫軸面T2WI作為為定位像，將采集的容積興趣區置于雙側蒼白球，行多體素層面定點分辨率1H-MRS，掃描參數：TR 1300 ms，TE 40 ms，視野80 mm×80 mm，體素大小10 mm×10 mm×10 mm，矩陣256×256，掃描時間約5 min。

將MRS數據導入專用后處理軟件，得到雙側蒼白球代謝產物的波譜曲線圖，各代謝物水平以曲線下面積代表。測量的代謝產物為包括肌酸(creatine，Cr)、谷氨酰胺(glutamine and glutamate，Glx)、N-乙酰天門冬氨酸(N-acetylasparate，NAA)、膽堿(choline，Cho)、肌醇(myoinositol，mI)和乳酸(lactare，Lac)。以Cr作為內參照，由計算機自動計算各代謝物的比值，包括NAA/Cr、Cho /Cr、Glx/Cr、MI /Cr及Lac/Cr。

3.統計分析方法

使用SPSS 22.0軟件進行統計分析。計量資料以均數±標準差表示，兩組間均數的比較采用t檢驗，多組均數的比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用SNK-q檢驗。采用Pearson線性相關分析法對TSB水平與1H-MRS代謝指標的相關性進行分析。以P<0.05為差異有統計學意義。

結 果

1.蒼白球1H-MRS表現

對照組中，新生兒蒼白球在1H-MRS 上表現為Cho、NAA及Cr波峰高聳，而Lac、mI及Glx波較低平或測不出(圖1)；患者組中，主要表現為Glx、mI及Lac波升高，而NAA和Cho波降低或低平(圖2)。與對照組比較，患者組的Glx/Cr、mI/Cr明顯較高，而NAA/Cr、Cho/Cr和Lac/Cr無明顯差異，詳見表1。

表1 兩組間蒼白球各代謝物相對含量的比較

2.不同TSB水平組各項代謝指標的比較

不同TSB水平的四組間各代謝物相對含量的比較見表2。四組間僅GLx/Cr的差異有統計學意義(P<0.05)，而NAA/Cr、Cho/Cr、Lac/Cr和mI/Cr四項比值的差異無統計學意義(P>0.05)。進一步對4組間GLx/Cr的差異進行兩兩比較，結果顯示極重度組GLx/Cr明顯高于輕度組、中度組及重度組(q=7.892、5.310、4.893，allP<0.05)，而輕度組與中度組、輕度組與重度組及中度組與重度組之間差異無統計學意義(q=0.160、0.190、0.130，allP>0.05)。

表2 各組蒼白球1H-MRS中各代謝物相對含量比較

3.ABE患兒蒼白球各代謝物比值的比較

非ABE組、ABE警告期和痙攣期患兒各項代謝物比值的比較見表3。三組間NAA/Cr和Glx/Cr的差異有統計學意義(P<0.05)，其它3項比值的組間差異無統計學意義(P>0.05)。對NAA/Cr和Glx/Cr進一步進行組間兩兩比較，非ABE組的NAA/Cr(q=3.151、2.937)和Glx/Cr(q=7.739、5.465)高于其它2組，差異均有統計學意義(P<0.05)；而ABE警告期組與痙攣期組之間NAA/Cr、Glx/Cr的差異均無統計學意義(q=0.558、0.159，P>0.05)。

表3 ABE患兒1H-MRS中各代謝物相對含量的比較

4.血清TSB水平與蒼白球代謝指標的相關性

患兒血清TSB水平與Glx/Cr呈顯著正相關(r=0.625，P=0.000；圖3)，與NAA/Cr、Cho/Cr、Lac/Cr和mI/Cr之間呈無顯著相關性(r=0.161、P=0.075；r=0.102，P=0.261；r=0.072，P=0.425；r=0.066，P=0.466)。

討 論

胎兒出生后代謝功能尚不完善，當膽紅素生成超過排泄時，表現為皮膚鞏膜黃染，即新生兒黃疸。目前對高膽紅素血癥的判斷以血清TSB水平為標準，并且TSB是風險評估、干預處理及預防ABE的主要參考依據[9]。監測血清TSB、早期診斷ABE并及時干預治療對防治神經系統損害和功能障礙具有重要意義[10]。ABE的病理表現為神經核團的膽紅素黃染及神經細胞壞死，常見的受累區域有基底節區和丘腦核等，其中蒼白球是最易受累的區域，因新生兒此區域生化代謝活躍、能量需求量大、耗氧量大的特點有關。MRS是根據原子核在磁場內共振信號進行成像，并可根據化學位移原理對化合物信號進行測定，可用于分析疾病導致的組織代謝、生理和生化改變，有助于膽紅素腦病發病機制的研究和早期診斷[11]。目前MRS能夠檢測1H、13C和31P等原子，其中以檢測1H的敏感性最高，能夠測量NAA、Cho和mI等代謝物的水平，在新生兒神經系統疾病的研究中較為常用[12]。

本研究中分析了黃疸患兒與對照組新生兒蒼白球1H-MRS表現，結果顯示患兒組中蒼白球的Glx/Cr和mI/Cr明顯較高，與以往的研究結果基本一致[13]。

Cr是新陳代謝標志物，在體內含量穩定，常作為判斷其它代謝物波峰變化的參照。Glx/Cr升高的機制可能是膽紅素的細胞毒性作用抑制星形膠質細胞的功能，細胞內ATP耗竭，突觸前膜持續去極化，谷氨酰胺等興奮性氨基酸持續釋放，攝取減少，導致神經細胞間隙內谷氨酰胺等興奮性氨基酸的濃聚，導致神經細胞的損傷和死亡[14]。

本研究進一步分析了不同血清TSB水平與蒼白球1H-MRS各項代謝指標的相關性，結果顯示血清TSB水平與Glx/Cr呈顯著正相關，表明高膽紅素的毒性作用對谷氨酰胺代謝的影響最為顯著，因此Glx/Cr可作為診斷膽紅素腦病的輔助診斷指標，有利于提高診斷的準確性。

NAA/Cr、Cho/Cr、Lac/Cr及 mI/Cr的升高是腦組織損傷后代謝異常的表現。mI存在于神經膠質細胞中，具有細胞滲透壓調節、抗氧化及營養等作用。本研究中患兒的mI/Cr升高，表明血清高TSB水平可導致mI升高，使得腦組織內細胞滲透壓的調節失衡，神經細胞發生水腫。但本研究中TSB水平與mI/Cr之間無顯著相關性，表明TSB升高并非是導致mI/Cr升高的唯一因素，有待今后對相關機制進行深入研究。NAA反映神經元的數量及功能狀態，該峰可用于評估膽紅素腦病的神經損傷程度，高膽紅素對神經細胞的毒性可能影響NAA的峰值[15]。但本研究中不同TSB水平組之間NAA/Cr無明顯差異，且TSB水平與NAA/Cr之間無顯著相關性，表明高膽紅素水平并未導致神經系統的損傷性改變，其原因可能是膽紅素對神經系統的毒性損傷作用不僅與濃度有關，還與膽紅素升高的持續時間及膽紅素的形式有關，即早期神經細胞病理上僅表現為水腫，而無壞死性變化。本研究中膽紅素腦病患兒蒼白球區NAA/Cr明顯高于非膽紅素腦病患兒，表明蒼白球NAA/Cr增高有助于膽紅素腦病的診斷，有可能成為膽紅素腦病的輔助診斷指標。神經細胞的增殖和破壞均引起Cho峰升高，但本研究中不同TSB水平組之間Cho/Cr無明顯差異，且TSB水平與Cho/Cr無顯著相關性。其原因可能是膽紅素并未引起神經細胞的損傷及破壞性改變，并且ABE疾病不同階段可能存在相應的代償機制，值得臨床深入研究[16]。

綜上所述，新生兒高膽紅素血癥患兒血清TSB水平與1H-MRS蒼白球Glx/Cr之間具有相關性，血清TSB極重度升高患兒蒼白球區Glx/Cr明顯升高，有助于在分子水平對膽紅素腦病導致的神經系統損傷提供診斷依據。