血清IL-1β、HIF-1α、UCH-L1在早產(chǎn)兒WMD診斷及預(yù)后評估中的價值

沈小蕊，梅 娥，程瑞琳，王 懿

(十堰市婦幼保健院兒科，湖北 十堰 423000)

腦白質(zhì)損傷(white matter damage,WMD)是早產(chǎn)兒常見的腦損傷之一，患病率約8%～26%[1]。隨著圍產(chǎn)醫(yī)學(xué)發(fā)展，越來越多的低出生體質(zhì)量、低胎齡早產(chǎn)兒得以救治，因而早產(chǎn)兒WMD的發(fā)生率也隨之升高[2]。早產(chǎn)兒發(fā)生WMD時，常伴不同程度的神經(jīng)膠質(zhì)細胞和神經(jīng)元損傷，嚴(yán)重影響嬰幼兒的生長發(fā)育。目前，床旁顱腦超聲檢查是臨床早期發(fā)現(xiàn)WMD的主要手段，此時病變處于水腫階段，若能及時發(fā)現(xiàn)并有效去除病因，再適當(dāng)予以神經(jīng)營養(yǎng)藥物則可在一定程度上緩解病情、改善預(yù)后。然而，影像學(xué)診斷存在滯后性，部分影像學(xué)檢查未見異常者仍會出現(xiàn)神經(jīng)發(fā)育異常。因此，如何超早期診斷早產(chǎn)兒WMD及預(yù)后評估成為臨床研究熱點問題之一。早產(chǎn)兒WMD模型鼠病理研究顯示，炎癥反應(yīng)、細胞因子、興奮性氨基酸及氧自由基等均參與WMD病理生理過程[3]。白細胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)是重要炎癥因子之一，同時缺氧誘導(dǎo)因子-1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)可介導(dǎo)局部炎癥細胞浸潤、組織血管新生，在腦損傷后腦水腫形成、血腦屏障破壞等方面具有關(guān)鍵作用[4]；泛素羧基末端水解酶-L1(ubiquitin carboxyl terminal hydrolase-l1,UCH-L1)是在神經(jīng)元細胞內(nèi)高度特異性表達的一種蛋白質(zhì)，其外周血水平變化可在一定程度上反映腦損傷[5]。因此，本研究擬探討血清IL-1β、HIF-1α、UCH-L1在早產(chǎn)兒WMD診斷中的價值及與患兒預(yù)后的關(guān)系，旨在為臨床完善預(yù)警方案提供參考。

1 資料與方法

1.1 研究對象

選取2017年3月至2019年3月于我院診斷的64例WMD早產(chǎn)兒和同期64例無WMD早產(chǎn)兒作為研究對象，分別為病例組和對照組。研究對象的納入標(biāo)準(zhǔn)如下：①所有患兒符合《實用新生兒學(xué)》對早產(chǎn)兒的診斷標(biāo)準(zhǔn)[6]；②單胎妊娠，出生后6h內(nèi)入院；③由2名放射科醫(yī)師和2名兒科醫(yī)師結(jié)合腦CT、MRI影像學(xué)資料共同確診患兒腦白質(zhì)損傷情況[7]。排除標(biāo)準(zhǔn)如下：①伴有其他遺傳代謝性或先天性疾病者；②出生后6h內(nèi)和/或72h血液標(biāo)本未獲得；③未進行顱腦影像學(xué)相關(guān)檢查；④有神經(jīng)系統(tǒng)畸形、神經(jīng)系統(tǒng)感染性疾病者；⑤伴有腦梗死、小腦出血者。本研究經(jīng)十堰市婦幼保健院醫(yī)學(xué)倫理委員會審批通過(20193651X)，患兒家屬知情研究并簽署同意書。

1.2 檢測指標(biāo)

抽取嬰兒出生后1d、3d的頭部靜脈血2mL于非抗凝真空管中，離心9min(半徑8cm，轉(zhuǎn)速4 000r/min)，取上層血清保存至液氮待測。檢測時取血清于室溫解凍(注意避免反復(fù)融凍)，采用酶聯(lián)免疫法檢測IL-1β、HIF-1α、UCH-L1水平。試劑、試劑盒由上海西塘生物科技有限公司提供，檢測由資深的專科醫(yī)師規(guī)范完成。

依據(jù)腦超聲及磁共振檢查情況判定患兒的腦損傷程度，進一步將其分為輕度組和重度組：當(dāng)超聲早期檢查白質(zhì)回聲輕度增強，維持7d以上，2周左右白質(zhì)回聲恢復(fù)正常則判定為輕度；當(dāng)超聲早期檢查白質(zhì)回聲明顯增強，范圍彌散，2周后回聲未完全恢復(fù)，動態(tài)復(fù)查3～4周，表現(xiàn)為局灶或多灶腦旁囊性改變，則判定為重度。此外，采用中國兒童發(fā)展中心(child development center of China，CDCC)的智能發(fā)育量表和運動量表評估研究對象的預(yù)后發(fā)育情況，CDCC評分≥80分為正常，CDCC評分<80分為異常。

1.3 研究內(nèi)容

本研究的內(nèi)容如下：①分別比較病例組與對照組患兒，以及輕度與重度WMD患兒血清中IL-1β、HIF-1α、UCH-L1的水平；②分析早產(chǎn)兒發(fā)生WMD的影響因素；③分析血清IL-1β、HIF-1α、UCH-L1診斷早產(chǎn)兒WMD的價值；④隨訪至糾正胎齡6個月，對比不同預(yù)后患兒血清IL-1β、HIF-1α、UCH-L1水平；⑤分析血清IL-1β、HIF-1α、UCH-L1水平與患兒預(yù)后的相關(guān)性；⑥分析血清IL-1β、HIF-1α、UCH-L1對患兒預(yù)后不良的預(yù)測價值。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 兩組患兒一般情況的比較

64例WMD患兒中，輕度損傷者49例(76.56%)，重度損傷者15例(23.43%)。病例組和對照組患兒在性別、胎齡、體質(zhì)量、生產(chǎn)方式、出生后1min Apgar評分等方面的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性，見表1。

表1 兩組一般情況的比較

2.2 兩組血清IL-1β、HIF-1α、UCH-L1水平的比較

病例組兒童出生后1 d、3 d的血清IL-1β、HIF-1α、UCH-L1水平均高于對照組兒童，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(t1d值分別是6.387、7.950、3.329,t3d值分別是7.769、6.741、5.062,P<0.05)，見表2。病例組患兒中，重度患兒出生后1 d、3 d的上述各項血清指標(biāo)也均明顯高于輕度患兒，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(t1d值分別是2.582、2.028、2.570,t3d值分別是3.653、2.338、2.765,P<0.05)，見表3。

表2 兩組血清IL-1β、HIF-1α、UCH-L1水平的比較

表3 輕度組和重度組患兒血清IL-1β,、HIF-1α、UCH-L1水平的比較

2.3 影響早產(chǎn)兒發(fā)生WMD的多因素分析

以是否發(fā)生早產(chǎn)兒WMD為因變量，將胎齡、性別、體質(zhì)量、分娩方式與血清IL-1β、HIF-1α、UCH-L1作為自變量，進行多因素Logistic回歸分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，出生后1 d和3 d的血清IL-1β、HIF-1α、UCH-L1均為早產(chǎn)兒發(fā)生WMD的獨立危險因素(OR1d值分別為2.786、2.809、2.789,OR3d值分別為2.831、2.807、2.756,P<0.05)，見表4。

表4 影響早產(chǎn)兒發(fā)生WMD的多因素Logistic回歸分析Table 4 Multivariate logistic regression analysis of WMD of the premature infants

2.4 血清指標(biāo)診斷早產(chǎn)兒WMD的價值

ROC曲線分析表明，出生后3d血清HIF-1α指標(biāo)診斷早產(chǎn)兒WMD的AUC值為0.817，高于血清IL-1β、UCH-L1指標(biāo)和出生后1d的血清HIF-1α(表5、圖1)。

表5 血清指標(biāo)診斷早產(chǎn)兒WMD的ROC曲線分析結(jié)果

圖1 血清指標(biāo)診斷早產(chǎn)兒WMD的ROC曲線Fig.1 ROC curve of serum indexes for diagnosis of WMD of the premature infants

2.5 不同預(yù)后患兒出生后血清各指標(biāo)水平的比較

隨訪患兒至糾正胎齡6個月，無失訪。病例組患兒CDCC評分正常者39例，CDCC異常者25例；對照組中CDCC評分正常者56例，CDCC異常者8例。CDCC異常患兒出生后1d、3d的血清IL-1β、HIF-1α、UCH-L1水平均高于CDCC正常患兒，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t1d值分別是2.977、2.278、4.393，t3d值分別是2.728、2.217、3.673，P<0.05)，見表6。

表6 不同預(yù)后患兒出生后血清各指標(biāo)水平對比

2.6 血清各指標(biāo)水平與患兒預(yù)后的相關(guān)性

Pearson相關(guān)分析顯示，出生后1 d、3 d的血清IL-1β、HIF-1α、UCH-L1表達水平與早產(chǎn)兒WMD患兒預(yù)后呈負相關(guān)(r1d值分別是-0.345、-0.427、-0.631,r3d值分別是-0.436、-0.441、-0.454，P<0.05)。

2.7 ROC分析血清各指標(biāo)對患兒預(yù)后不良的預(yù)測價值

ROC曲線分析表明，出生后3 d血清UCH-L1預(yù)測患兒預(yù)后不良的AUC值為0.727，高于血清IL-1β、HIF-1α和出生后1 d的血清UCH-L1預(yù)測值(表7，圖2)。

圖2 血清指標(biāo)預(yù)估早產(chǎn)兒WMD預(yù)后的ROC曲線Fig.2 ROC curve of the three serum indexes on the 1st day and the third day for predicting prognosis of WMD of the premature infants

表7 ROC分析血清各指標(biāo)對患兒預(yù)后不良的預(yù)測價值

3 討論

3.1 早產(chǎn)兒WMD發(fā)生情況及其相關(guān)機制

臨床數(shù)據(jù)顯示，我國新生兒早產(chǎn)的發(fā)生率為8%左右，其中超過50%的早產(chǎn)兒存在不同程度的WMD[8]。早產(chǎn)兒WMD的發(fā)病機制復(fù)雜，目前尚未完全明了，臨床診斷主要依靠影像學(xué)檢查，但部分影像學(xué)未見異常者仍會出現(xiàn)神經(jīng)發(fā)育異常，且影像學(xué)診斷存在滯后性，無法為WMD的早期干預(yù)提供科學(xué)依據(jù)。近年來，醫(yī)學(xué)界專家一致認為早產(chǎn)兒易出現(xiàn)WMD的根本原因是腦組織發(fā)育未成熟，主要病因為宮內(nèi)感染、腦缺血缺氧及炎癥反應(yīng)[9]。因此，檢測上述病理改變相關(guān)因子的表達有可能為超早期臨床確診早產(chǎn)兒WMD提供依據(jù)。

3.2 血清IL-1β、HIF-1α、UCH-L1在診斷早產(chǎn)兒WMD中的意義

IL-1β是中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的神經(jīng)遞質(zhì)，對突觸可塑性、記憶和學(xué)習(xí)具有調(diào)節(jié)作用。動物實驗發(fā)現(xiàn)，細菌脂多糖宮內(nèi)感染的母鼠所誕出的新生小鼠體內(nèi)小膠質(zhì)細胞激活，生成大量IL-1β等細胞因子，并通過Fas系統(tǒng)介導(dǎo)細胞凋亡，誘導(dǎo)NO損害腦組織[10]。對WMD早產(chǎn)兒而言，小膠質(zhì)細胞異常表達IL-1β會加重腦組織的炎性浸潤。本研究發(fā)現(xiàn)WMD早產(chǎn)兒的血清IL-1β呈高表達狀態(tài)，是WMD發(fā)生的獨立危險因素，這與Quintana D等人的研究結(jié)果一致[11]。同時，本研究還發(fā)現(xiàn)血清IL-1β的高表達對早產(chǎn)兒WMD具有一定預(yù)測價值，可為臨床完善預(yù)警機制提供參考。

HIF-1α是機體在缺氧條件可穩(wěn)定表達的活性核蛋白，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，急性心肌梗死早期患者的HIF-1α-RNA明顯升高[12]。還有學(xué)者指出，藥物或基因手段干預(yù)Nox4/NF-κB/HIF-1α信號通路可顯著降低腦缺血、心肌梗死的發(fā)生風(fēng)險[13]。可以推測HIF-1α表達與相關(guān)組織缺氧性損傷關(guān)系密切。本研究Logistic回歸分析顯示，HIF-1α是早產(chǎn)兒發(fā)生WMD的獨立危險因素，可能是由于早產(chǎn)兒多伴不同程度宮內(nèi)窘迫，加之肺發(fā)育尚未成熟，出生后易造成大腦等組織缺氧從而誘導(dǎo)HIF-1α表達。國外學(xué)者建立的小鼠大腦中動脈閉塞模型顯示，缺血缺氧損傷后6小時，腦組織內(nèi)HIF-1α表達即達高峰，其激活的相關(guān)凋亡基因在損傷后6～12小時高表達，且表達水平與腦損傷程度呈正相關(guān)[14]。因此，通過監(jiān)測外周血HIF-1α表達情況，可評估腦組織損傷程度。

UCH-L1是在神經(jīng)元細胞內(nèi)高度特異性表達的一種蛋白酶，臨床研究已證實，外周血UCH-L1表達升高與血腦屏障破壞、腦神經(jīng)元細胞損害有關(guān)[15]。本研究與此發(fā)現(xiàn)一致，WMD早產(chǎn)兒存在神經(jīng)元損傷情況，因而其血清UCH-L1表達相應(yīng)升高。動物模型研究表明，CO誘導(dǎo)鼠腦組織缺血缺氧后0～6小時，外周血UCH-L1表達顯著升高[16]。國外相關(guān)研究也顯示，早產(chǎn)兒血清UCH-L1水平可以較為靈敏地鑒別患兒是否存在腦損傷[17]。本研究發(fā)現(xiàn)，出生后3 d的血清UCH-L1對早產(chǎn)兒WMD有較高的預(yù)測價值，與既往研究較為一致。WMD早產(chǎn)兒血清UCH-L1升高的主要機制可能與腦組織缺氧加重炎性侵襲致神經(jīng)元結(jié)構(gòu)完整性破壞有關(guān)。因此，針對此類患兒的臨床治療，需在營養(yǎng)神經(jīng)的同時注意積極監(jiān)測炎癥反應(yīng)，并予以抗炎治療。

3.3 血清IL-1β、HIF-1α、UCH-L1水平對早產(chǎn)兒WMD預(yù)后的預(yù)測價值

此外，本研究通過隨訪發(fā)現(xiàn)，出生后3d血清UCH-L1對診斷WMD早產(chǎn)兒預(yù)后不良具有較高的敏感性；WMD早產(chǎn)兒預(yù)后表現(xiàn)也不盡相同，接近40%患兒表現(xiàn)智能、動量發(fā)育異常，對比發(fā)現(xiàn)CDCC異常患兒出生后血清IL-1β、HIF-1α、UCH-L1水平較正常患兒顯著升高，其表達水平對患兒預(yù)后呈負向影響。宋柳全等人的研究也提示，缺氧缺血性腦病新生兒血清IL-1β等缺氧及炎癥相關(guān)因子的表達隨病情康復(fù)呈現(xiàn)降低趨勢，說明其表達與腦病患兒預(yù)后關(guān)系密切[18]。

綜上所述，WMD早產(chǎn)兒存在血清IL-1β、HIF-1α、UCH-L1異常表達情況，其表達水平與預(yù)后密切相關(guān)，可為臨床早期診斷和預(yù)后評估提供依據(jù)。