治疗性浅低温在新生儿中重度缺氧缺血性脑病中的研究进展

李曼君 张静 余树春 邓伟

南昌大学第二附属医院 1手术室，2麻醉科 （南昌 330006）

据统计［1］，全球有2.0‰ ～ 22.6‰足月和近足月新生儿发生缺氧缺血性脑病（HIE），我国为3‰ ～ 6‰，与发达国家的发生率相似。其中15%～ 20%的患儿在新生儿期发生死亡，存活者中20% ～ 30%可遗留严重的神经损伤后遗症［2］。治疗性浅低温（MTH）已广泛成为众多脑损伤疾病最可靠的神经保护疗法之一，包括缺氧缺血性脑病、缺血性脑卒中、创伤性脑损伤和心脏骤停后全身性缺血。根据目标温度，将32 ～ 35℃低温定义为MTH。一项纳入13 个RCT 荟萃分析［3］显示MTH 将中重度HIE 死亡和神经系统伤残风险分别降低了41%和19%。MTH 可显著改善HIE 患儿的远期预后，是目前最具循证医学证据的治疗方法。但临床医师在治疗新生儿HIE 时仍经常面临随机对照试验或现行临床指南无法回答的问题，对这些问题进一步研究可能会优化新生儿HIE 的低温治疗方案。目前尚少见治疗性低温用于新生儿中重度缺氧缺血性脑病的综述。本文就MTH在新生儿缺氧缺血性脑病中的研究进展做一简要综述。

1 HIE 的发生发展

1.1 HIE 的发病机制 缺氧时脑血管的自动调节功能降低［4］，脑血流灌注减少。血管周围的星形细胞肿胀和血管内皮细胞水泡样变性，使管腔变窄甚至闭塞。当脑血流恢复后，血液仍不能流到这些缺血区，造成区域性缺血或梗死。缺氧影响线粒体功能，ATP 生成降低，无氧糖酵解增加，乳酸堆积，神经元细胞膜的完整性被破坏，钙离子超载，氧自由基生成，形成脑水肿，使颅内压增高，脑血流进一步减少，引起严重的脑细胞代谢障碍。

1.2 HIE 的发展 慢性胎心监测显示，仅约10%的HIE 病例发生于分娩前；MRI 研究证实，绝大多数患有急性HIE 的婴儿未发生脑萎缩，表明大多数脑损伤发生于出生前后。研究表明［5］，脑细胞死亡不一定局限于缺氧缺血期（HI），但HI 可引发一系列生化过程，导致数小时甚至数天之后的延迟性脑细胞死亡。目前，已在足月婴儿和动物实验证实［6］，即使在严重HI 后，细胞仍能大量存活，线粒体氧化代谢恢复到“潜在”阶段，其特征是神经活动抑制和灌注不足，随后是细胞能量代谢的进行性继发性衰竭，星形胶质细胞再摄取失败和过度去极化，导致兴奋性氨基酸细胞外积聚、细胞毒性水肿以及延迟性癫痫发作。在动物研究中［7］，HI 后，能量衰竭的发生与脑组织损伤密切相关。在婴儿中［8］，与1 岁和4 岁时的神经发育结果相关。新生儿发生HIE 时，更严重的HI 通常与更严重的原发性脑损伤、更早的继发性恶化、更多的神经元损失以及病死率和不良神经结局的风险增加有关。研究表明［9］，继发性能量代谢衰竭与氧化性细胞呼吸的末端电子受体细胞色素C 从线粒体不可逆释放有关。急性全身缺氧缺血可引发一系列脑损伤的演变，在损伤后的不同时间出现特征性事件。因此，在继发性细胞恶化之前的这一相对较短的潜伏期内，治疗干预最有可能改善预后。

1.3 胎儿的适应机制 胎儿本身可通过以下多种调节保护自己免于窒息：（1）通过心血管和脑循环自身调节，血流再分布至心脑重要器官。（2）减少氧消耗量，表现为胎动减弱或消失，胎儿呼吸伴运动消失，非重要器官利用糖酵解获取能量等；（3）氧离曲线右移，氧释放增加。但是这些防御机制作用是有限的，任何原因所致的胎盘氧转运严重减少都会导致胎儿氧合的急速下降。

1.4 HIE 的围产期特征 HIE 可表现为宫内窘迫，如胎动明显减少、胎心减慢＜ 120 次/min、胎粪污染羊水呈混浊［10］。出生后Apgar 评分明显低下，或表现为口唇发绍等，需要人工辅助呼吸，而出生后不久（12 h 内）可出现异常神经症状。病情较重时，可有惊厥，因脑水肿出现囟门张力增高。

1.5 脑电监测与背景分析 研究证明［11］，MRI 在证实脑损伤方面高度可靠，且对神经发育结局具有高度预测作用。但HIE 早期患儿可因病情不平稳或接受MTH 治疗不能及时完善MRI，且影像学提供脑损伤证据的时间相对晚。而脑电图（EEG）能够在疾病早期获得，且可与低温治疗同时进行。出生后早期的脑电背景异常可预测脑损伤的严重程度。常规EEG 和同步振幅整合脑电图是现阶段主要监测手段，连续视频脑电监测（vEEG）可全程监测HIE 患儿脑功能活动变化。一项多中心随机对照研究［12］纳入了212 例HIE 患儿，进行了72 h连续vEEG，发现在出生后48 h 和72 h，EEG 背景分析与MRI 脑损伤的严重程度和临床症状分度均显著相关。

1.6 HIE 的分子标记物 HIE 发生后短期内生物标志物可比较准确地预测HIE患儿神经学预后［13］。神经元特异性烯醇化酶（NSE）、S-100B 蛋白、血清tau 蛋白、激活素A、胶质细胞原纤维酸性蛋白（GFAP）、肌酸激酶BB 同工酶（CK-BB）等表达水平可作为HIE 患儿病情严重程度和预后的评估指标。NSE 表达水平与脑损伤程度呈正相关，血清NSE ＞ 39.2 mg/L 时，预测HIE 的敏感度和特异度分别为69%和80%，故NSE 联合脑电图分析预测HIE 预后的精确性明显提高。另有研究发现［14］，脐带血中的S100B 在新生儿窒息后脑损伤患儿中已经显著升高，表达水平与神经损伤程度有关。但目前仍未找到最敏感、最精确的分子标志物。

2 MTH 的实施

2.1 降温策略 2022 版治疗性浅低温指南［15］指出，轻度HIE 是否需要接受MTH 治疗尚存在争议，但对中重度HIE 而言，MTH 对降低病死率、防止和减轻神经系统远期后遗症有肯定疗效。大脑可通过全身降温或选择性脑部降温实现MTH。全身降温为大脑皮层和脑深部结构提供了均匀的低温，而脑部降温对大脑皮层的降温作用大于对大脑中央区域的降温作用。鉴于缺氧缺血性脑损伤通常涉及皮质和皮质下结构（即基底神经节和丘脑），理论上这两种降温策略都是合理的。有研究发现［16］，脑部降温可显著减少严重的皮层病变，而全身降温没有这种保护作用。在轻度aEEG 异常的新生儿中，脑部降温组和全身降温组的皮层下病变减少没有显著差异。另一研究［17］却表明，与全身降温相比，脑部降温后大脑严重混合性病变的发生率更高。也有荟萃分析显示［18］，在HIE 婴儿，脑部和全身低温导致新生儿死亡率或主要残疾的降低高度相似，两种降温策略似乎是等效的。由于降温方法相对简单，更易达到和控制目标温度，并可同时行脑电图检查，因此，全身降温目前得到了更广泛的应用。

2.2 MTH 的时间窗 缺氧缺血的进展为时间依赖性，改善神经发育结局的关键是出生后早期诊断和启动低温疗法。动物研究显示，延迟降温会显著降低神经保护疗效。一项对幼年和成年啮齿类动物以及近期胎羊的研究表明［19］，HI 后6 h 内降温的神经保护作用明显优于6 h 后降温，且高振幅癫痫波和细胞毒性水肿等第二期事件消退更早。而在MTH 的临床研究中，由于绝大多数婴儿在潜伏期后期被随机分组，延迟启动的效果很难分析。一项对65 例存活的中重度HIE 新生儿进行的队列研究表明［20］，43 例在3 h 前开始降温的婴儿的心理运动发展指数（PDI）得分（中位数为90）明显好于3 h 后降温的婴儿（中位数为78）。

2.3 MTH 的降温深度 大量临床研究发现，核心温度降低3 ～ 3.5 ℃，对HI 后的大脑有明显保护作用。发挥神经保护作用的低温临界深度可能受到多种因素的影响，包括开始低温的时间以及脑组织损伤的严重程度和性质。一项对成年啮齿动物和胎羊的研究表明［21］，当降温延迟到脑缺血6 h后，降低5 ℃比降低3 ℃能获得更好的功能和组织学神经保护。然而，在7 d 龄的幼鼠中，与33.5 ℃相比，缺氧缺血后降温至32、30、26、18 ℃，持续时间5 h，并未获得额外的神经保护效果。同样，在新生仔猪中，脑缺血后的全身低温，体温分别降低3.5、5 ℃，可观察到更明显的神经保护疗效。但当体温降低8℃，脑总梗塞面积反而增加，原因可能为在极低温度下脑血流明显减少或者出现严重不良反应如心律失常。一项大型随机对照临床试验［22］，结果显示，相比于33.5 ℃，32 ℃并不能进一步减少18 月龄时中重度HIE 婴儿的病死率或中重度残疾率。

2.4 MTH 的持续时间 基于动物研究的证据［23］，最初的随机临床对照试验方案要求低温持续48 ～72 h。目前尚不清楚更短或更长的降温时间是否足够或可能更有效。在近足月的胎羊中［24］，全脑缺血后3 h 开始并分别持续48 h 和72 h，与降温持续72 h 相比，48 h 脑电图功率恢复和神经存活率明显更低。众多临床研究表明，需要持续72 h的低温才能获得最佳的神经保护。另外，在足月胎羊中，当缺血后3 h 开始低温，持续时间从3 d 延长至5 d，电生理恢复或神经元存活或皮质小胶质细胞诱导减少并没有进一步改善，且降温时间延长与矢状旁皮质和齿状回神经元存活率的小幅降低有关。一项针对364 例中重度HIE 婴儿的临床试验［25］，将HIE 持续时间延长，MTH 降温深度增加；但由于缺乏效果和安全问题，该研究在计划招募的50%时停止；研究发现，新生儿ICU 降温120 h 与72 h 的调整后死亡风险比为1.37（95%CI：0.92 ～ 2.04），32 ℃与33.5 ℃的调整后病死率为1.24（95%CI：0.69 ～ 2.25）。该研究表明，更长时间或更深程度的降温对死亡或残疾没有显著的总体影响。

2.5 MTH的复温速率 现普遍认为HIE患儿MTH后的缓慢复温是有益的，但最佳复温速率尚不清楚。HIE 治疗性浅低温的随机临床试验建议新生儿在不超过0.5 ℃/h 的速率复温。这主要是基于病例报告，即快速复温可能会破坏心血管功能稳定，或引发反弹性癫痫发作。然而，有关人体HIE治疗性浅低温后的最佳复温率的临床数据仍然缺乏。动物研究表明［26］，快速复温可逆转潜在有害过程的进展，例如氧化应激或兴奋毒素释放，而缓慢复温可改善神经结果。在暴露于严重HI 的新生仔猪中［27］，低温18 h，与4 ℃/h 的复温相比，0.5 ℃/h复温与大脑皮层和白质束中的caspase-3 激活较少有关。此外，在遭受短暂前脑缺血的成年沙鼠中［28］，低温2 h 后的快速复温与脑血流量和代谢的短暂解耦连以及海马CA1 区神经保护的丧失有关，但可通过缓慢或逐步复温来避免。另一项动物研究，脑低温48 h 后，与快速复温（5 ℃/h）相比，24 h 内非常缓慢的复温（0.2 ℃/h）可有利于脑电图恢复。然而，皮层和CA4的神经元存活率仍然显著低于低温72 h 后快速复温（P＜ 0.05）；该研究表明MTH 后，总体低温持续时间比复温速度更重要。

2.6 预防分娩和复苏期间发热 母体发热会增加HI 期间胎儿体温和神经损伤的风险。在怀孕的狒狒中［29］，将母体温度提高到41 ～ 42 ℃之间会显著增加子宫活动，胎儿和母体之间的温度梯度从0.47 ℃增加到0.75 ℃，并且与严重的胎儿酸中毒、缺氧、低血压和心动过速有关。多项研究证实［30］，分娩时发热与新生儿发病率（包括死亡、新生儿惊厥、脑病和新生儿卒中）独立相关。现研究普遍认为，在足月儿或近足月婴儿复苏期间，应关闭婴儿床的顶置加热器。在随后的观察中，如果怀疑脑病，应首先对婴儿进行MTH 治疗，并严格监测体温。

3 延迟性MTH

由于诊断较晚或在无法提供低温疗法支持的地区出生，一些婴儿无法在发生HIE 的前6 h 内这时间窗口内开始MTH。出生6 h 后是否应该接受MTH 疗法尚纯在争议。最近，美国21 个新生儿医学中心进行的一项随机对照试验［31］，招募了168 例患有HIE 的足月婴儿，且无法在出生后6 h 内开始MTH。婴儿在出生后6 ～ 24 h 内被随机分为体温过低（33 ～ 34 ℃）或常温（36.5 ～ 37.3 ℃），试验中开始降温的中位时间为出生后16 h。使用Bayley Ⅲ评估18 ～ 22 个月时幸存者的神经发育结果。低温组9 例死亡，10 例中度至重度残疾（78 例患者），常温组9 例死亡，13 例中度至重度残疾（79 例患者），差异无统计学意义（P＞ 0.5）。贝叶斯分析表明，死亡或残疾减少至少1%、2%或3%的概率分别为71%、64%或56%。该研究强调了制定强有力的临床方案的必要性，以确保在复苏后的前6 h开始MTH，以获得最佳临床结局。

4 附加疗法

低温与神经保护药物联合使用可能更有效。细胞程序性死亡和无菌缺血性炎症可增加潜伏期细胞死亡，且氧自由基和兴奋毒素均可进一步加重损伤［32］。在一项针对接受低温治疗的HIE 新生儿的Ⅱ期试验中［33］，与单独降温相比，抗惊厥药托吡酯未改善死亡或神经系统残疾。惰性气体氙通过新生仔猪中的N-甲基-天冬氨酸（NMDA）受体发挥抗凋亡作用。但在一项小型Ⅱ期试验中［34］，在10 d 龄时通过MRI 波谱评估，与单独低温组相比，低温联合惰性气体氙组未观察到明显增加的神经保护作用，且丘脑中乳酸与那十六烷基天冬氨酸的比值（平均比值1.09，95%CI：0.90 ～ 1.32）和内囊后肢的分数各向异性（平均差-0.01，95%CI：0.03 ～ 0.02），两组相比无明显差异（P＞ 0.05）。一项纳入30 例HIE 婴儿的随机试验［35］，接受内源性激素褪黑激素加低温或单独低温治疗，结果显示，联合治疗组患儿6 个月龄时的生存率有所提高，且无神经系统或发育异常。

重组红细胞生成素（rEpo）是一种更有前景的神经治疗药物，在新生儿脑损伤的临床研究中具有抗凋亡、抗氧化、抗兴奋毒性和抗炎作用。此外，它促进少突胶质细胞和神经元的增殖以及成熟和分化，可帮助促进HI 后的脑组织神经修复。有研究显示［36］，rEpo 单药治疗后，患有HIE 的足月儿影像学和神经系统测量的结果有所改善。此外，一项针对接受低温加多次rEpo 治疗（1 000 U/kg，出生后1、2、3、5 和7 d）的中重度 HIE 婴儿的Ⅱ期随对照机试验［37］显示，与单独低温相比，低温联合rEpo 治疗患儿在出生后5 d 通过MRI 发现皮质下和小脑脑损伤评分降低，12 月龄时运动和发育评分更好。

5 展望

MTH 现已被确立为标准化治疗之一，以改善中重度HIE 患儿的神经系统恢复。全身降温或脑部降温需持续72 h 才能获得最佳的神经保护。进一步改善HIE 婴儿低温疗效的最有效方法是在出生后的前6 h 内尽早开始MTH。神经发育结局的进一步改善需要多种治疗方案的联合应用，包括避免复苏期间和复苏后的发热、尽早启动低温和内源性或外源性神经保护剂联合应用的策略。rEpo 等内源性神经保护剂在新生儿脑损伤的中具有抗凋亡、抗氧化、抗兴奋毒性和抗炎作用等多种潜在益处，且具有良好的安全性。未来需要进一步确定和开发更有效的神经保护干预措施，既可与MTH 疗法相结合，也可单独用于不适合低温疗法的患者，如极早产儿。完善脑电图监测和进一步寻找可能提示脑损伤的生物标志物，以便在短暂的时间窗内有效早期识别HIE，尽早启动低温疗法，是未来研究的方向。

【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.