全身麻醉对剖宫产新生儿神经退行性变生物标志物及认知功能影响的病例对照研究

周静兰，周 瑶，周依露，陶伟民，徐振东

(同济大学附属第一妇婴保健院 手术麻醉科，上海201204)

我国新生儿剖宫产出生比例约为54%，即每年约500万以上的产妇需接受剖宫产[1]。剖宫产麻醉方式主要为椎管内麻醉，全麻比例仅为3%-4%[2]。全麻诱导容易发生反流误吸，出现困难气道，可能增加产妇的风险[3]。多数产妇对全身麻醉也有顾虑，认为全麻对新生儿有不良的影响，有回顾性研究显示，剖宫产全麻下出生的新生儿日后学习障碍(learning disabilities)的发生率显著升高[4]，同时增加儿童自闭症的发生率[5]。然而在特殊情况下，如产妇存在椎管内麻醉的禁忌症(穿刺部位感染、出凝血功能障碍等)、紧急剖宫产手术等，部分产妇仍需接受全麻下剖宫产。据报道，大约15%-30%的急诊剖宫产手术会采取全身麻醉[6]。但是剖宫产全麻是否具有神经毒性并影响儿童日后的认知发育，还缺乏足够证据。为明确剖宫产全麻对新生儿认知发育的影响，提升循证医学证据等级，本研究采用前瞻性研究的方法，通过联合检测脐血中特异性生物标志物[S100、Tau蛋白和激活素A(Activin A)]在剖宫产手术不同麻醉方法中的变化，并评估儿童在成长期学习认知行为的差别，研究全身麻醉对新生儿的可能影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料

该研究通过了同济大学附属第一妇婴保健院伦理委员会的批准。采用连续取样法，纳入2018年9月至2019年9月间在该院行剖宫产的产妇，分为2组，全麻剖宫产组(GA组)，同期配对的椎管内麻醉剖宫产组(SA 组)，每组135名。

入组标准：健康产妇，ASA Ⅰ-Ⅱ级，孕周>37 周，18岁<年龄<45岁，单胎，拟行择期剖宫产。

排除标准：(1)本次有妊娠合并症(妊娠期高血压疾病、妊娠期心脏病、妊娠期糖尿病及妊娠合并肝、肾疾病等)；(2)本次分娩中合并出血(>1000 ml)或感染；(3)神经精神系统异常；(4)家族性精神病史；(5)胎儿或新生儿异常；(6)体质指数(BMI)>35 kg/m2；(7)分娩过程中有低氧(SPO2<92%)和(或)严重低血压(收缩压低于基础值 30%，持续时间>3 min)。

退出标准：受试者随时可以退出研究；采血失败；术后新生儿发生严重感染；婴幼儿在生长发育过程中发生过严重躯体疾病者；监护人不愿意让儿童接受评估。

全麻纳入标准：产妇要求，或存在椎管内麻醉禁忌症，如局麻药物过敏，穿刺部位的皮肤感染，较严重的出凝血功能障碍，血小板降低(PLT<70×109/L)；产妇拒绝椎管内麻醉；严重的腰椎疾患；腰椎(L1-4)手术内固定史等不适合椎管内麻醉的产妇。

1.2 麻醉方案

全身麻醉：面罩高流量(8 L/min)吸氧 3 min 后开始诱导。丙泊酚2 mg/kg+罗库溴铵1 mg/kg，经口气管内插管，机械通气。麻醉维持：气管插管后立即吸入七氟烷，维持MAC在0.75。控制呼吸，采用 IPPV 模式，设定潮气量 8 ml/kg、呼吸频率 10-12 次/分、吸呼比(I∶E)1∶2，维持呼气末PCO2在30-40 mmHg。

椎管内麻醉：采用腰麻联合硬膜外麻醉(CSEA)，选择 L3-4 作为穿刺点，17G 的 Tuohy 硬膜外针正中入路进行穿刺，确定进入硬膜外腔后置入 25G 的 Whitacre 腰麻针，观察到有脑脊液回流后，用15-20 s的时间注入 0.5% 的罗哌卡因 2.5 ml。随后将硬膜外导管置入硬膜外腔4 cm，固定导管。将产妇转为平卧位，左倾 15 度。常规鼻导管吸氧4 L/min。

监护处理：产妇入室后取平卧位，左倾15度。监测心电图、左上肢无创血压和脉搏氧饱和度。产妇右上肢静脉置入16G 套管，麻醉前均静脉补充乳酸钠林格液 500 ml。低血压(本研究定义为SBP<90 mmHg 或收缩压低于基础值的 30%)出现时，静脉给予去氧肾上腺素100 μg。

1.3 术中数据收集

孕妇一般情况：年龄、体重、身高、体质指数、产次、麻醉后低血压和低氧发生情况。新生儿情况：性别、Apgar评分和脐动静脉血气。

1.4 标本检测

标本采集：胎儿娩出，脐带夹闭，采胎盘侧脐动脉血(UA)、脐静脉血(UV)各 4 ml。3500 rpm离心 10 min，取上清液，移入做好标记的新的 EP 管中，储存于-80℃冰箱。血标本的测定均采用酶联免疫吸附法(ELISA)。

1.5 调查方法

通过Bayley-III(Bayley Scales of Infant development Ⅲ)婴幼儿评估量表，从5个维度(认知、语言、身体动作、社会性情绪、适应行为)、21个条目，对月龄12月和24月的婴幼儿认知功能进行全面、综合的评估。量表前三者为专业人员对婴幼儿进行评估，后二者则由家长填写，针对婴幼儿发育状况的问卷进行反馈。

量表采用10级评分法(1-2分代表非常差，3-4分代表较差，5-6分代表一般，7-8分代表较好，9-10分代表非常好)，具有良好的信效度(各维度与总量表内部一致性信度a=0.68-0.95，各条目与其维度的相关系数r=0.64-0.85)。调查前征得知情同意，问卷过程中家长可随时终止或退出，完成后当场收回问卷。

1.6 统计学方法

2 结果

最终在本研究中，GA组实际纳入132例，SA组纳入131例。

2.1 一般情况比较

2组产妇及新生儿一般情况的比较见表1。椎管内麻醉组的低血压发生率要高于全麻组(P<0.05)，全麻组新生儿1 min的Apgar评分要低于椎管内麻醉组(P<0.05)。2组其他参数比较均无显著差异。

表1 两组产妇及新生儿一般情况的比较

2.2 两组特异性生物标志物检测

对比两组间脐动脉和脐静脉内神经退行性变生物标志物S100β、Tau蛋白、Activin A表达情况，结果显示：不同麻醉方式下，两组间特异性生物标志物的表达无明显差异(见表2)。

表2 脐血神经生物标志物浓度比较

2.3 Bayley-III量表评分情况

本研究共发放问卷263份，GA组132份，收回130份；SA组131份，收回130份。总的问卷回收率为98.86%，问卷有效率为100%。新生儿Bayley-III量表评分中，2组间在认知、语言、身体动作、社会性情绪、适应行为等5个维度及21个条目中均未见明显差异(详见表3)。

表3 Bayley-III量表各条目评分情况

2.4 Bayley-III量表评分影响因素分析

多因素方差检验结果表明孕妇年龄、新生儿性别与麻醉方案与婴幼儿认知、语言、身体动作、社会性情绪、适应行为评分之间无显著联系(具体见表4)。

3 讨论

在本研究中，发现全身麻醉并不影响脐动脉和脐静脉内神经退行性变生物标志物S100、Tau蛋白和Activin A的表达，也不影响新生儿出生后12月与24月的Bayley-III评分，多因素分析也证实麻醉方式与婴幼儿认知、语言、身体动作、社会性情绪、适应行为评分之间并无显著联系。

早在2016年，美国食品及药物管理局(FDA)发布“药物安全通告”：较长时间或反复使用全麻药物可能对小于3岁的幼儿或处于妊娠晚期胎儿的大脑发育产生不良影响。该警示引起巨大反响，全麻药导致发育脑神经毒性的议题受到社会的强烈关注。2017年新英格兰医学杂志刊发述评，预测FDA的警告将对儿科麻醉实践产生巨大影响，同时指出还没有在胎儿期母体接受麻醉是否会影响胎儿出生后神经发育的人类研究结果[7]。目前多数学者认为麻醉药重复、多次暴露对发育神经具有毒性作用[8-9]，但对于产科麻醉而言，单次和短时间的全麻药物暴露是否会对新生儿脑发育有不良影响，目前同样缺乏前瞻性的临床对照研究。一般认为剖宫产全麻暴露时间短，应该不会对新生儿有不良影响。但是来自梅奥诊所的回顾性研究显示，同椎管内麻醉相比，全麻剖宫产下出生的新生儿日后学习障碍的发生率显著增加[4]，近年又有一项基于台湾地区出生人口的大型回顾性调查显示，剖宫产全麻会增加儿童自闭症的发生率[5]。

表4 Bayley-III量表评分多因素Logistic回归

上述的两项大型回顾性研究，虽然发现剖宫产全麻可能是儿童学习障碍或自闭症发生的危险因素，但是由于回顾性研究本身的缺陷，很多混杂因素难以排除，如不少接受全麻的产妇为急诊手术，本身合并胎儿的宫内窘迫等，都可能影响结果的阐述。因此有必要研究择期剖宫产全麻对儿童神经发育的影响。目前比较公认的Bayley-III量表可以对0-3岁婴幼儿的神经发育进行评估，其包括五大领域：认知、语言、身体动作、社会性情绪、适应行为[10]。Bayley- III婴幼儿观察指标对于年龄的标准划分细化，分成了17个婴幼儿月龄段。著名的GAS研究[11]，就是借助Bayley- III量表评估儿童期接受全麻对后期发育的影响。

因此本研究通过Bayley- III量表，对全麻下剖宫产出生的婴幼儿在12月和24月龄进行随访和综合评估，结果发现，全麻组与椎管内麻醉组在认知、语言、身体动作、社会性情绪、适应行为等5个维度及21个条目中均未见明显差异。可见全麻似未对新生儿的认知发育等造成明显影响。多因素分析也证实剖宫产的麻醉方式与婴幼儿的行为发展无明显联系。可见宫内短暂的全麻药物暴露，并不会对新生儿远期发育产生影响。目前多数研究也发现，儿童接受单次麻醉对远期的认知发育也无不良影响，但需警惕多次麻醉可能的影响[8，12]。

那么剖宫产全麻是否会增加新生儿神经退行性变生物标志物的表达？本研究团队之前在动物实验中，给予孕鼠吸入1.5%的异氟烷后，取胎鼠脑直接观察海马神经元的凋亡状况[13]，但在临床上无法直接做组织学检查。本研究团队合作的实验室曾将孕鼠暴露于不同浓度的异氟烷，结果发现，胎鼠血中S100的水平可以敏感的反映胎鼠脑损伤的情况，且与神经元凋亡以及麻醉药暴露程度显著相关[14]。提示可以通过检测外周血中的生物标志物，如S100来预测麻醉药的神经毒性。本研究团队与美国宾夕法尼亚大学附属医院(HUP)合作开展了一项临床研究，比较全麻或硬膜外麻醉下剖宫产出生的新生儿脐血中S100的差别，结果发现2组间脐动脉与脐静脉血S100的表达并无显著差异[15]。但该研究并未调查新生儿的远期发育情况。

由于单纯一种生物标志物可能尚不足以特异而敏感的反映麻醉药的神经毒性，于是本研究联合检测不同生物标志物以便较为准确的反映麻醉药对发育神经的可能毒性。目前在实验室研究中发现的与麻醉药神经毒性相关的生物标志物，除了S100之外，主要还有Tau蛋白、Activin A等[16]。如在神经损伤后，Tau蛋白从神经轴突中释放入血液，而Activin A则从神经元释放入血，目前二者都被认为是反映新生儿脑损伤的较为特异的标志物，可以预测神经功能预后[17]。但是本研究同样没有发现全麻会影响该3种神经退行性变生物标志物在脐血中的表达。这可能说明单次短时间的全麻并不会造成神经损伤。当然不排除采血的时间窗短，该类标志物还未在外周血表达。本实验室曾给予新生大鼠七氟烷短时重复暴露和单次暴露，结果发现仅重复暴露才会导致幼鼠学习和记忆功能的损害[18]，这也进一步证实单次麻醉暴露可能对发育脑无明显影响。

总之，本研究通过前瞻性的队列研究发现，全麻并不影响剖宫产新生儿脐血内神经退行性变生物标志物的表达，也不影响婴幼儿的认知行为发展。提示剖宫产期间短时间的全身麻醉可能并不影响新生儿的神经发育。