氨茶碱对早产儿脑损伤潜在保护作用的回顾性研究

毕广良 卢敏琪 钱新华 黄为民

南方医科大学南方医院新生儿科（广州510515）

随着新生儿重症监护病房（NICU）的治疗技术的发展，危重新生儿和极早产儿存活率得到显著提高［1］。WTO 数据显示全球新生儿死亡率已从2008年的2.35%降至2015年的1.92%，但随之而来的新生儿群体的神经损伤发生率也呈上升趋势［2］。尤其是胎龄小于28 周的极早产儿中有相当部分（25%～50%）的患儿可在远期出现不同程度的运动、认知或学习障碍［3-4］，高到11.8%的极早产患儿会罹患脑瘫。以我国每年出生约100 万早产儿估算，每年可能新产生2.9 万名脑瘫患儿，此数据还没包括足月儿群体。脑瘫患儿给个人、家庭和社会带来极大的医疗和经济负担［5］。因此，迫切需要早期干预以降低早产儿神经损伤的发生。

氨茶碱（Aminophylline）是磷酸二酯酶抑制剂和腺苷受体拮抗剂［6］，由茶碱和乙二胺2∶1 组合而成，经FDA 批准可用于缓解哮喘或其他慢性肺部疾病（如慢性支气管炎和肺气肿）引起的可逆性气道阻塞症状。在新生儿当中它被广泛应用于预防和治疗早产儿的呼吸暂停［7］。脑损伤急性期细胞内环磷腺苷（cAMP）水平显著下降，氨茶碱在动物实验中已显示可防止缺氧引起的脑细胞cAMP 下降，笔者前期动物实验研究也提示氨茶碱对缺氧性小鼠模型具有保护作用［8］，但在临床中是否具有脑保护作用仍未清楚。

目前有关氨茶碱与早产儿神经系统发育关系的研究不多，仅有部分研究发现氨茶碱对早产儿神经发育无不良后果［9］，由于临床上对于早产儿脑损伤的诊断主要依据后期的影像学检查以及神经发育评估，缺少早期特异性神经系统评估的手段和生化指标，因此难以判断氨茶碱对早产儿早期神经系统发育的影响。神经元特异性烯醇化酶（neuron-specific enolase，NSE）是神经细胞中参与糖酵解途径的一种烯醇化酶，当神经组织受损时可释放到外周血液循环。已证实NSE 可作为急性脑损伤的生化标志物，且对新生儿脑损伤具有很好的预测作用［10-11］。通过检测NSE 的下降情况，有望能早期判断治疗手段是否对神经系统的恢复起积极作用。

本研究拟通过回顾性分析我科收治的早产儿资料，通过检测生后5 d 内NSE 的下降情况作为早产儿脑损伤恢复的指标，用以评估氨茶碱对早产儿脑损伤潜在的保护作用，为氨茶碱在早产儿脑损伤治疗方面的临床使用以及更深入的机制研究提供理论依据。

1 资料与方法

1.1 研究对象选取2018年9月至2020年9月我科NICU 收治的胎龄28 ～34 周的早产儿为研究对象。纳入标准：（1）我院出生，生后即转我科NICU 的早产儿；（2）胎龄28 ～34 周；（3）生后5 d内至少有2 次NSE 结果以及检验时间，能够计算NSE日平均下降数值。排除标准：（1）NSE 标本提示溶血；（2）家属放弃治疗或签字出院。

1.2 分组（1）纳入研究共84 例早产儿，根据出生后24 h 内有无使用氨茶碱预防治疗呼吸暂停分为治疗组30 例和对照组54 例。（2）NSE 在成人的正常范围是0 ～15 ng/mL，新生儿尚无标准参考值，但在临床工作中发现，新生儿NSE 值较成人正常均值高，并在宫内窘迫或窒息等脑损伤高风险的患儿当中，首次NSE 值一般在成人正常值2 倍以上，即＞30 ng/mL。以此为经验，为明确氨茶碱对不同病情严重程度的治疗效果，做进一步的亚组分析，将首次NSE 值＞60 ng/mL 作为潜在重度损伤人群，首次NSE值在30 ～60 ng/mL之间的患儿作为轻度损伤人群。

1.3 治疗方案治疗组生后24 h 内即给予静脉氨茶碱治疗，首剂负荷量5 mg/kg，维持量2 ～3 mg/kg Q12h，从负荷量12 h 后开始。

1.4 观察与评价指标记录患儿胎龄、体重、性别、生产方式、Apgar评分、孕母产前病史、产前激素的使用、有无先天畸形、生后5 d 内2 次的NSE 值、住院时间、头颅MRI 结果、纠正胎龄40 周NBNA 评估以及各种并发症等。NSE 下降幅度=（首次NSE数值-复查NSE 数值）/相隔天数。

1.5 统计学方法采用GraphPad Prism 8.0.1 统计软件进行分析处理。计量资料用均数±标准差表示，组间比较采用成组t检验。计数资料采用例（%）表示，组间比较采用χ2检验或Fisher 精确概率检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料比较治疗组与对照组在胎龄、出生体重、剖宫产比例、性别、产前胎膜早破、产前激素使用情况、先天畸形、窒息情况、生后气管插管呼吸机使用以及肺表面活性物质使用、入院后24 h 内首次NSE 值比较差异无统计学意义，说明两组入院时脑损伤严重程度相似，具有可比性。见表1。

表1 纳入人群的治疗组和对照组的特征对比Tab.1 The characteristics of the aminophylline treatment group and the control group 例

2.2 两组生后5 d 内NSE 下降幅度的比较静脉滴注氨茶碱的治疗组NSE日均下降幅度［（16.60± 13.7）ng/mL］比没有早期氨茶碱治疗的对照组［（5.91 ± 4.71）ng/mL］下降更多，差异有统计学意义（P＜0.001），见图1。

图1 治疗组和对照组生后5 d 内NSE 下降幅度的比较Fig.1 Comparison of the decrease of NSE within 5 days after birth between aminophylline treatment group and control group

2.3 亚组内治疗组和对照组的比较结果显示在NSE 值＞60 ng/mL 的亚组中，治疗组NSE日均下降幅度［（23.37 ± 13.82）ng/mL］比对照组［（11.09 ±3.92）ng/mL］的下降幅度大，差异有统计学意义（P＜0.05，图2）。而在30 ～60 ng/mL 之间的轻度脑损伤亚组中，治疗组NSE 下降幅度［（6.45±3.62）ng/mL］比对照组［（4.46 ± 3.83）ng/mL］大，但差异无统计学意义（P=0.114，图3）。以上亚组的分析提示氨茶碱对严重程度更高的潜在脑损伤更严重的患儿恢复作用更好，而轻度亚组结果中虽无显著差异，但不排除是由于轻度亚组中NSE日均下降值更小，可能需要更大的样本量进行研究。

图2 首次NSE 值＞60 ng/mL 的潜在重度脑损伤亚组人群中治疗组和对照组生后5 d 内NSE日下降幅度的比较Fig.2 Comparison of the decrease of NSE within 5 days after birth between the treatment group and the control group in the subgroup of potentially severe brain injury with the first NSE of ＞60 ng/mL

图3 首次NSE 值在30 ～60 ng/mL 之间的轻度脑损伤亚组人群中治疗组和对照组生后5 d 内NSE 下降幅度的比较Fig.3 Comparison of the decrease of NSE within 5 days after birth between the treatment group and the control group in the mild brain injury subgroup whose first NSE was between 30 ng/mL and 60 ng/mL

2.4 治疗组与对照组预后比较由于部分患者中途放弃治疗或失访，因此纳入预后分析治疗组28例，对照组51 例。两组在住院时间、呼吸机使用时间、支气管肺发育不良（BPD）、早产儿视网膜病变（ROP）、坏死性小肠结肠炎（NEC）等并发症方面差异无统计学意义。神经系统方面，通过头颅MRI 检查发现，治疗组颅内出血（IVH）或脑白质软化（PVL）较对照组有所减少，但结果差异无统计学意义。而治疗组的NBNA 评分则较对照组有所提高（P= 0.038 1），差异有统计学意义，提示治疗组整体的神经系统发育和预后较对照组好。见表2。

表2 治疗组与对照组的结局和预后比较Tab.2 Comparison of outcomes and prognosis between the treatment group and the control group 例

3 讨论

脑损伤是新生儿预后不良的常见疾病之一，特别是若早产儿脑在发育的关键时期遭遇缺氧缺血、炎症和感染等影响，将对发育中的神经系统造成严重损伤，此类患儿大部分会遗留不同程度的神经系统发育障碍［12］。因此，早期积极预防并治疗，对减轻神经系统后遗症的发生具有重要意义。NSE 存在于中枢系统的神经元和神经内分泌细胞内，是一种可特异性反应神经元损伤的标志物，对早期新生儿脑损伤具有很强的预测作用［10-11，13］，也作为早期判断脑损伤恢复的指标。本研究结果显示，早期使用氨茶碱治疗的早产儿比没有早期使用氨茶碱治疗的患儿，其NSE 下降速度更快。通过亚组分析进一步发现，氨茶碱治疗无论是在轻度脑损伤组，还是潜在的重度脑损伤组，NSE 下降幅度均较对照组更大，但只有在潜在的重度脑损伤组亚组分析中有明显差异，提示氨茶碱对潜在的重度脑损伤患儿治疗效果更明显。

早期的动物研究已表明氨茶碱可以减轻脑水肿和组织损伤［14］，并且能在缺氧诱导的新生大鼠脑损伤中通过减少凋亡细胞数量达到改善长期认知的效果［15］。氨茶碱的脑保护作用可能是通过多种途径达成的：（1）氨茶碱作为磷酸二酯酶抑制剂，可抑制级联反应［16］，并使组织中环腺嘌呤单磷酸（cAMP）浓度增加，其中cAMP 参与了多种神经系统疾病的发病机制，在神经系统损伤的修复中占有重要的地位［17］，也与围产期脑损伤有关［18］。因此，氨茶碱可能通过提高脑组织中cAMP 的浓度，从而影响神经细胞膜蛋白的结构和功能，参与中枢神经系统突触传递，调节脑血管的舒缩功能以及抑制病理状态下细胞内各种损害性细胞因子的表达和产生，并通过抗凋亡促进神经功能的恢复［19］。（2）氨茶碱也是组蛋白脱乙酰基酶激活剂，在治疗浓度下可增加组蛋白脱乙酰基酶的活性，同时将其募集至炎症活动部位，具有阻止炎症因子表达的作用［20］。以上可能是氨茶碱对脑保护的作用途径，但需更进一步的基础研究。

本研究不足之处是回顾性研究，纳入的人群缺少长期随访的资料，包括头颅MRI、脑功能监测和发育评分，另外也缺少部分氨茶碱血药浓度的监测，因此对于判断氨茶碱是否具有长远益处仍需进一步研究。今后需设计更完善的前瞻性临床研究，对纳入患儿采取常规治疗手段，制定完备的氨茶碱的使用剂量、疗程以及监测方法，严格执行NSE 首次检验和复查检验的时间，以及加强预后随访制度，为氨茶碱对新生儿的脑保护治疗提供更高级的循证医学证据。氨茶碱因其同时具有辅助利尿［21］、预防肾损伤［22］、舒张肺血管平滑肌以及兴奋呼吸中枢［7］等作用，早已在危重新生儿和早产儿的救治当中得到广泛应用，若能通过前瞻性的临床研究以及深入的细胞实验阐明其对神经系统的作用机制，将对新生儿脑保护以及神经重症发展提供积极意义。