治療性淺低溫在新生兒中重度缺氧缺血性腦病中的研究進展

李曼君 張靜 余樹春 鄧偉

南昌大學第二附屬醫院 1手術室，2麻醉科 （南昌 330006）

據統計［1］，全球有2.0‰ ～ 22.6‰足月和近足月新生兒發生缺氧缺血性腦病（HIE），我國為3‰ ～ 6‰，與發達國家的發生率相似。其中15%～ 20%的患兒在新生兒期發生死亡，存活者中20% ～ 30%可遺留嚴重的神經損傷后遺癥［2］。治療性淺低溫（MTH）已廣泛成為眾多腦損傷疾病最可靠的神經保護療法之一，包括缺氧缺血性腦病、缺血性腦卒中、創傷性腦損傷和心臟驟停后全身性缺血。根據目標溫度，將32 ～ 35℃低溫定義為MTH。一項納入13 個RCT 薈萃分析［3］顯示MTH 將中重度HIE 死亡和神經系統傷殘風險分別降低了41%和19%。MTH 可顯著改善HIE 患兒的遠期預后，是目前最具循證醫學證據的治療方法。但臨床醫師在治療新生兒HIE 時仍經常面臨隨機對照試驗或現行臨床指南無法回答的問題，對這些問題進一步研究可能會優化新生兒HIE 的低溫治療方案。目前尚少見治療性低溫用于新生兒中重度缺氧缺血性腦病的綜述。本文就MTH在新生兒缺氧缺血性腦病中的研究進展做一簡要綜述。

1 HIE 的發生發展

1.1 HIE 的發病機制 缺氧時腦血管的自動調節功能降低［4］，腦血流灌注減少。血管周圍的星形細胞腫脹和血管內皮細胞水泡樣變性，使管腔變窄甚至閉塞。當腦血流恢復后，血液仍不能流到這些缺血區，造成區域性缺血或梗死。缺氧影響線粒體功能，ATP 生成降低，無氧糖酵解增加，乳酸堆積，神經元細胞膜的完整性被破壞，鈣離子超載，氧自由基生成，形成腦水腫，使顱內壓增高，腦血流進一步減少，引起嚴重的腦細胞代謝障礙。

1.2 HIE 的發展 慢性胎心監測顯示，僅約10%的HIE 病例發生于分娩前；MRI 研究證實，絕大多數患有急性HIE 的嬰兒未發生腦萎縮，表明大多數腦損傷發生于出生前后。研究表明［5］，腦細胞死亡不一定局限于缺氧缺血期（HI），但HI 可引發一系列生化過程，導致數小時甚至數天之后的延遲性腦細胞死亡。目前，已在足月嬰兒和動物實驗證實［6］，即使在嚴重HI 后，細胞仍能大量存活，線粒體氧化代謝恢復到“潛在”階段，其特征是神經活動抑制和灌注不足，隨后是細胞能量代謝的進行性繼發性衰竭，星形膠質細胞再攝取失敗和過度去極化，導致興奮性氨基酸細胞外積聚、細胞毒性水腫以及延遲性癲癇發作。在動物研究中［7］，HI 后，能量衰竭的發生與腦組織損傷密切相關。在嬰兒中［8］，與1 歲和4 歲時的神經發育結果相關。新生兒發生HIE 時，更嚴重的HI 通常與更嚴重的原發性腦損傷、更早的繼發性惡化、更多的神經元損失以及病死率和不良神經結局的風險增加有關。研究表明［9］，繼發性能量代謝衰竭與氧化性細胞呼吸的末端電子受體細胞色素C 從線粒體不可逆釋放有關。急性全身缺氧缺血可引發一系列腦損傷的演變，在損傷后的不同時間出現特征性事件。因此，在繼發性細胞惡化之前的這一相對較短的潛伏期內，治療干預最有可能改善預后。

1.3 胎兒的適應機制 胎兒本身可通過以下多種調節保護自己免于窒息：（1）通過心血管和腦循環自身調節，血流再分布至心腦重要器官。（2）減少氧消耗量，表現為胎動減弱或消失，胎兒呼吸伴運動消失，非重要器官利用糖酵解獲取能量等；（3）氧離曲線右移，氧釋放增加。但是這些防御機制作用是有限的，任何原因所致的胎盤氧轉運嚴重減少都會導致胎兒氧合的急速下降。

1.4 HIE 的圍產期特征 HIE 可表現為宮內窘迫，如胎動明顯減少、胎心減慢＜ 120 次/min、胎糞污染羊水呈混濁［10］。出生后Apgar 評分明顯低下，或表現為口唇發紹等，需要人工輔助呼吸，而出生后不久（12 h 內）可出現異常神經癥狀。病情較重時，可有驚厥，因腦水腫出現囟門張力增高。

1.5 腦電監測與背景分析 研究證明［11］，MRI 在證實腦損傷方面高度可靠，且對神經發育結局具有高度預測作用。但HIE 早期患兒可因病情不平穩或接受MTH 治療不能及時完善MRI，且影像學提供腦損傷證據的時間相對晚。而腦電圖（EEG）能夠在疾病早期獲得，且可與低溫治療同時進行。出生后早期的腦電背景異常可預測腦損傷的嚴重程度。常規EEG 和同步振幅整合腦電圖是現階段主要監測手段，連續視頻腦電監測（vEEG）可全程監測HIE 患兒腦功能活動變化。一項多中心隨機對照研究［12］納入了212 例HIE 患兒，進行了72 h連續vEEG，發現在出生后48 h 和72 h，EEG 背景分析與MRI 腦損傷的嚴重程度和臨床癥狀分度均顯著相關。

1.6 HIE 的分子標記物 HIE 發生后短期內生物標志物可比較準確地預測HIE患兒神經學預后［13］。神經元特異性烯醇化酶（NSE）、S-100B 蛋白、血清tau 蛋白、激活素A、膠質細胞原纖維酸性蛋白（GFAP）、肌酸激酶BB 同工酶（CK-BB）等表達水平可作為HIE 患兒病情嚴重程度和預后的評估指標。NSE 表達水平與腦損傷程度呈正相關，血清NSE ＞ 39.2 mg/L 時，預測HIE 的敏感度和特異度分別為69%和80%，故NSE 聯合腦電圖分析預測HIE 預后的精確性明顯提高。另有研究發現［14］，臍帶血中的S100B 在新生兒窒息后腦損傷患兒中已經顯著升高，表達水平與神經損傷程度有關。但目前仍未找到最敏感、最精確的分子標志物。

2 MTH 的實施

2.1 降溫策略 2022 版治療性淺低溫指南［15］指出，輕度HIE 是否需要接受MTH 治療尚存在爭議，但對中重度HIE 而言，MTH 對降低病死率、防止和減輕神經系統遠期后遺癥有肯定療效。大腦可通過全身降溫或選擇性腦部降溫實現MTH。全身降溫為大腦皮層和腦深部結構提供了均勻的低溫，而腦部降溫對大腦皮層的降溫作用大于對大腦中央區域的降溫作用。鑒于缺氧缺血性腦損傷通常涉及皮質和皮質下結構（即基底神經節和丘腦），理論上這兩種降溫策略都是合理的。有研究發現［16］，腦部降溫可顯著減少嚴重的皮層病變，而全身降溫沒有這種保護作用。在輕度aEEG 異常的新生兒中，腦部降溫組和全身降溫組的皮層下病變減少沒有顯著差異。另一研究［17］卻表明，與全身降溫相比，腦部降溫后大腦嚴重混合性病變的發生率更高。也有薈萃分析顯示［18］，在HIE 嬰兒，腦部和全身低溫導致新生兒死亡率或主要殘疾的降低高度相似，兩種降溫策略似乎是等效的。由于降溫方法相對簡單，更易達到和控制目標溫度，并可同時行腦電圖檢查，因此，全身降溫目前得到了更廣泛的應用。

2.2 MTH 的時間窗 缺氧缺血的進展為時間依賴性，改善神經發育結局的關鍵是出生后早期診斷和啟動低溫療法。動物研究顯示，延遲降溫會顯著降低神經保護療效。一項對幼年和成年嚙齒類動物以及近期胎羊的研究表明［19］，HI 后6 h 內降溫的神經保護作用明顯優于6 h 后降溫，且高振幅癲癇波和細胞毒性水腫等第二期事件消退更早。而在MTH 的臨床研究中，由于絕大多數嬰兒在潛伏期后期被隨機分組，延遲啟動的效果很難分析。一項對65 例存活的中重度HIE 新生兒進行的隊列研究表明［20］，43 例在3 h 前開始降溫的嬰兒的心理運動發展指數（PDI）得分（中位數為90）明顯好于3 h 后降溫的嬰兒（中位數為78）。

2.3 MTH 的降溫深度 大量臨床研究發現，核心溫度降低3 ～ 3.5 ℃，對HI 后的大腦有明顯保護作用。發揮神經保護作用的低溫臨界深度可能受到多種因素的影響，包括開始低溫的時間以及腦組織損傷的嚴重程度和性質。一項對成年嚙齒動物和胎羊的研究表明［21］，當降溫延遲到腦缺血6 h后，降低5 ℃比降低3 ℃能獲得更好的功能和組織學神經保護。然而，在7 d 齡的幼鼠中，與33.5 ℃相比，缺氧缺血后降溫至32、30、26、18 ℃，持續時間5 h，并未獲得額外的神經保護效果。同樣，在新生仔豬中，腦缺血后的全身低溫，體溫分別降低3.5、5 ℃，可觀察到更明顯的神經保護療效。但當體溫降低8℃，腦總梗塞面積反而增加，原因可能為在極低溫度下腦血流明顯減少或者出現嚴重不良反應如心律失常。一項大型隨機對照臨床試驗［22］，結果顯示，相比于33.5 ℃，32 ℃并不能進一步減少18 月齡時中重度HIE 嬰兒的病死率或中重度殘疾率。

2.4 MTH 的持續時間 基于動物研究的證據［23］，最初的隨機臨床對照試驗方案要求低溫持續48 ～72 h。目前尚不清楚更短或更長的降溫時間是否足夠或可能更有效。在近足月的胎羊中［24］，全腦缺血后3 h 開始并分別持續48 h 和72 h，與降溫持續72 h 相比，48 h 腦電圖功率恢復和神經存活率明顯更低。眾多臨床研究表明，需要持續72 h的低溫才能獲得最佳的神經保護。另外，在足月胎羊中，當缺血后3 h 開始低溫，持續時間從3 d 延長至5 d，電生理恢復或神經元存活或皮質小膠質細胞誘導減少并沒有進一步改善，且降溫時間延長與矢狀旁皮質和齒狀回神經元存活率的小幅降低有關。一項針對364 例中重度HIE 嬰兒的臨床試驗［25］，將HIE 持續時間延長，MTH 降溫深度增加；但由于缺乏效果和安全問題，該研究在計劃招募的50%時停止；研究發現，新生兒ICU 降溫120 h 與72 h 的調整后死亡風險比為1.37（95%CI：0.92 ～ 2.04），32 ℃與33.5 ℃的調整后病死率為1.24（95%CI：0.69 ～ 2.25）。該研究表明，更長時間或更深程度的降溫對死亡或殘疾沒有顯著的總體影響。

2.5 MTH的復溫速率 現普遍認為HIE患兒MTH后的緩慢復溫是有益的，但最佳復溫速率尚不清楚。HIE 治療性淺低溫的隨機臨床試驗建議新生兒在不超過0.5 ℃/h 的速率復溫。這主要是基于病例報告，即快速復溫可能會破壞心血管功能穩定，或引發反彈性癲癇發作。然而，有關人體HIE治療性淺低溫后的最佳復溫率的臨床數據仍然缺乏。動物研究表明［26］，快速復溫可逆轉潛在有害過程的進展，例如氧化應激或興奮毒素釋放，而緩慢復溫可改善神經結果。在暴露于嚴重HI 的新生仔豬中［27］，低溫18 h，與4 ℃/h 的復溫相比，0.5 ℃/h復溫與大腦皮層和白質束中的caspase-3 激活較少有關。此外，在遭受短暫前腦缺血的成年沙鼠中［28］，低溫2 h 后的快速復溫與腦血流量和代謝的短暫解耦連以及海馬CA1 區神經保護的喪失有關，但可通過緩慢或逐步復溫來避免。另一項動物研究，腦低溫48 h 后，與快速復溫（5 ℃/h）相比，24 h 內非常緩慢的復溫（0.2 ℃/h）可有利于腦電圖恢復。然而，皮層和CA4的神經元存活率仍然顯著低于低溫72 h 后快速復溫（P＜ 0.05）；該研究表明MTH 后，總體低溫持續時間比復溫速度更重要。

2.6 預防分娩和復蘇期間發熱 母體發熱會增加HI 期間胎兒體溫和神經損傷的風險。在懷孕的狒狒中［29］，將母體溫度提高到41 ～ 42 ℃之間會顯著增加子宮活動，胎兒和母體之間的溫度梯度從0.47 ℃增加到0.75 ℃，并且與嚴重的胎兒酸中毒、缺氧、低血壓和心動過速有關。多項研究證實［30］，分娩時發熱與新生兒發病率（包括死亡、新生兒驚厥、腦病和新生兒卒中）獨立相關。現研究普遍認為，在足月兒或近足月嬰兒復蘇期間，應關閉嬰兒床的頂置加熱器。在隨后的觀察中，如果懷疑腦病，應首先對嬰兒進行MTH 治療，并嚴格監測體溫。

3 延遲性MTH

由于診斷較晚或在無法提供低溫療法支持的地區出生，一些嬰兒無法在發生HIE 的前6 h 內這時間窗口內開始MTH。出生6 h 后是否應該接受MTH 療法尚純在爭議。最近，美國21 個新生兒醫學中心進行的一項隨機對照試驗［31］，招募了168 例患有HIE 的足月嬰兒，且無法在出生后6 h 內開始MTH。嬰兒在出生后6 ～ 24 h 內被隨機分為體溫過低（33 ～ 34 ℃）或常溫（36.5 ～ 37.3 ℃），試驗中開始降溫的中位時間為出生后16 h。使用Bayley Ⅲ評估18 ～ 22 個月時幸存者的神經發育結果。低溫組9 例死亡，10 例中度至重度殘疾（78 例患者），常溫組9 例死亡，13 例中度至重度殘疾（79 例患者），差異無統計學意義（P＞ 0.5）。貝葉斯分析表明，死亡或殘疾減少至少1%、2%或3%的概率分別為71%、64%或56%。該研究強調了制定強有力的臨床方案的必要性，以確保在復蘇后的前6 h開始MTH，以獲得最佳臨床結局。

4 附加療法

低溫與神經保護藥物聯合使用可能更有效。細胞程序性死亡和無菌缺血性炎癥可增加潛伏期細胞死亡，且氧自由基和興奮毒素均可進一步加重損傷［32］。在一項針對接受低溫治療的HIE 新生兒的Ⅱ期試驗中［33］，與單獨降溫相比，抗驚厥藥托吡酯未改善死亡或神經系統殘疾。惰性氣體氙通過新生仔豬中的N-甲基-天冬氨酸（NMDA）受體發揮抗凋亡作用。但在一項小型Ⅱ期試驗中［34］，在10 d 齡時通過MRI 波譜評估，與單獨低溫組相比，低溫聯合惰性氣體氙組未觀察到明顯增加的神經保護作用，且丘腦中乳酸與那十六烷基天冬氨酸的比值（平均比值1.09，95%CI：0.90 ～ 1.32）和內囊后肢的分數各向異性（平均差-0.01，95%CI：0.03 ～ 0.02），兩組相比無明顯差異（P＞ 0.05）。一項納入30 例HIE 嬰兒的隨機試驗［35］，接受內源性激素褪黑激素加低溫或單獨低溫治療，結果顯示，聯合治療組患兒6 個月齡時的生存率有所提高，且無神經系統或發育異常。

重組紅細胞生成素（rEpo）是一種更有前景的神經治療藥物，在新生兒腦損傷的臨床研究中具有抗凋亡、抗氧化、抗興奮毒性和抗炎作用。此外，它促進少突膠質細胞和神經元的增殖以及成熟和分化，可幫助促進HI 后的腦組織神經修復。有研究顯示［36］，rEpo 單藥治療后，患有HIE 的足月兒影像學和神經系統測量的結果有所改善。此外，一項針對接受低溫加多次rEpo 治療（1 000 U/kg，出生后1、2、3、5 和7 d）的中重度 HIE 嬰兒的Ⅱ期隨對照機試驗［37］顯示，與單獨低溫相比，低溫聯合rEpo 治療患兒在出生后5 d 通過MRI 發現皮質下和小腦腦損傷評分降低，12 月齡時運動和發育評分更好。

5 展望

MTH 現已被確立為標準化治療之一，以改善中重度HIE 患兒的神經系統恢復。全身降溫或腦部降溫需持續72 h 才能獲得最佳的神經保護。進一步改善HIE 嬰兒低溫療效的最有效方法是在出生后的前6 h 內盡早開始MTH。神經發育結局的進一步改善需要多種治療方案的聯合應用，包括避免復蘇期間和復蘇后的發熱、盡早啟動低溫和內源性或外源性神經保護劑聯合應用的策略。rEpo 等內源性神經保護劑在新生兒腦損傷的中具有抗凋亡、抗氧化、抗興奮毒性和抗炎作用等多種潛在益處，且具有良好的安全性。未來需要進一步確定和開發更有效的神經保護干預措施，既可與MTH 療法相結合，也可單獨用于不適合低溫療法的患者，如極早產兒。完善腦電圖監測和進一步尋找可能提示腦損傷的生物標志物，以便在短暫的時間窗內有效早期識別HIE，盡早啟動低溫療法，是未來研究的方向。

【Author contributions】LI Manjun conducted the literature search and wrote the article.ZHANG Jing conducted a literature search.DENG Wei and YU Shuchun revised the article.All authors read and approved the final manuscript as submitted.