新生儿缺氧缺血性脑病相关药物治疗的研究进展

黄文卿，张巍，刘巍巍

(首都医科大学附属北京妇产医院新生儿科，北京 100026)

新生儿缺氧缺血性脑病(hypoxic ischemic encep-halopathy，HIE)是指新生儿由于围生期缺氧导致的急性脑损伤，在临床上表现出一系列神经功能异常，病情严重的小儿可留有不同程度神经系统后遗症，不仅影响患儿生活质量，还给患儿家庭带来沉重负担。而加强围生期保健、提高医护人员新生儿窒息复苏技能在一定程度上减少或避免窒息的发生。但多种因素，如产妇妊娠期高血压、前置胎盘和胎盘早剥、产钳助娩、臀位助产、羊水污染、胎儿窘迫、脐带缠绕、早产等，均能增加新生儿窒息的发生风险[1]。据报道，每年有400万新生儿窒息，其中有许多遭受了严重的脑损伤，并出现后遗症，最常见的为脑瘫、癫痫和感觉缺陷[2]。目前，对于HIE尚无成熟有效的治疗方法，因此寻找有效的神经保护疗法极为重要。近年来，亚低温疗法在HIE患儿治疗中得到了一定的推广和应用。除亚低温外，全面的临床护理也非常必要，如机械通气、生理生化指标监测、神经影像学检查、癫痫监测等[3]。随着低温治疗的应用，中度HIE患儿的预后得到改善，但对于重度HIE患儿的预后并没有决定性的改变[4]。因此，为减轻HIE患儿脑损伤程度，探索更多的神经保护策略极其重要。近年来，具有神经保护作用的药物在HIE患儿的治疗中得到重视，联合和辅助药物治疗HIE可能会成为一种趋势。现就新生儿HIE相关药物治疗的研究进展予以综述。

1 HIE的病理生理机制

HIE最主要的病理生理机制为大脑组织缺氧。HIE患儿早期的头颅核磁主要表现为脑水肿、基底节及丘脑损伤、蛛网膜下腔出血、脑室内或脑实质出血、脑梗死，且HIE越严重，颅内损伤程度越重[5-6]。缺氧后多种发病机制交互作用，逐渐导致脑损伤，严重时不可逆。缺氧引起的无氧代谢导致ATP的产生减少，继发Na+，K+-ATP酶功能障碍，神经细胞发生去极化，细胞内水钠潴留，引起细胞水肿、组织缺血，最终导致脑组织坏死。随着细胞生物学和动物实验研究的发展，目前认为程序性细胞死亡机制介导的细胞凋亡或自噬是HIE的重要退行性病变，这些机制包括氧化应激、兴奋毒性、炎症和几种不同细胞凋亡通路的激活，进而导致持久有害的神经功能缺陷[7]。

2 HIE具有神经保护作用的相关药物治疗

2.1促红细胞生成素(erythropoietin，EPO) EPO是一种人体内源性糖蛋白激素，主要由肾脏产生，少量自肝脏产生，可促红细胞生成。EPO是一种独特、潜在的神经保护剂，它的急性效应(抗炎、抗氧化、抗凋亡)和再生效应(神经生成、血管生成和少突胶质细胞生成)对损伤的修复和正常神经发育至关重要[8-9]。近年来，EPO在HIE患儿中的神经保护作用受到重视。胱天蛋白酶是一组存在于细胞质中具有类似结构的蛋白酶，与真核细胞凋亡密切相关，参与了细胞的生长、分化与凋亡调节。Jeong等[10]利用动物模型研究EPO的神经保护作用机制，指出重组人EPO通过胱天蛋白酶依赖机制减少细胞凋亡，发挥神经保护作用，缺氧损伤后胞外调节蛋白激酶的持续性激活可通过EPO减弱，EPO可通过影响胞外调节蛋白激酶通路调节细胞凋亡。Zhu等[11]对167例HIE新生儿进行研究，随机分为EPO治疗组、安慰剂组，隔日一次给予EPO (300～500 U/kg)、安慰剂治疗，持续两周，第一次注射EPO是在分娩后48 h内；结果显示，与安慰剂组相比，EPO治疗组新生儿在18个月时死亡或出现中重度残疾的可能性更小。Elmahdy等[12]将30例HIE新生儿随机分为EPO治疗组及安慰剂组，结果显示EPO治疗组新生儿的脑电图背景改善、2周后氧化应激生物标志物减少、6个月龄大时神经发育改善。目前，对于HIE患儿应给予多大剂量的EPO来达到神经保护作用尚在研究中。过量的EPO对骨髓造血系统过度刺激，可导致红细胞增多、血栓形成。Wu等[13]在HIE动物模型的实验中证实，每次静脉注射1 000 U/kg 的EPO联合亚低温治疗是安全的，其血药浓度可以达到神经保护作用。随后他们在HIE新生儿中进行了双盲安慰剂对照试验，随机选择24例接受EPO治疗的HIE新生儿及26例服用安慰剂的HIE新生儿，在1、2、3、5和7 d时分别给予1 000 U/kg的EPO及安慰剂，所有婴儿均有中/重度脑病，并进行了亚低温治疗；头颅磁共振成像结果显示，EPO治疗组中/重度脑损伤、皮质下损伤和小脑损伤的发生率低于安慰剂组，表明高剂量EPO联合亚低温治疗HIE可减少脑损伤，且其短期运动能力得到提高[14]。这些研究结果进一步证实了EPO的神经保护作用，为EPO减轻HIE患儿脑损伤提供了有力的依据。因此，EPO有待成为改善HIE患儿脑损伤的辅助治疗药物之一。

2.2褪黑素 褪黑素是松果体分泌的神经内分泌物质，其合成和分泌受到光强度的调节。褪黑素在神经胶质正常发育过程中发挥重要作用，具有抗凋亡、抗炎、抗氧化作用[15-17]。Xu 等[18]的研究表明，在缺氧缺血性脑损伤新生大鼠模型中，通过苏木精-伊红染色和透射电镜观察，褪黑素可以减轻大脑及其周围器官的组织学损伤，减轻脑水肿，缺氧缺血性脑损伤可引起水肿相关蛋白发生显著变化，而褪黑素可部分逆转这些变化，这为褪黑素在神经保护方面的作用提供了有力证据。Aly等[19]在一项随机对照试验中对HIE患儿褪黑素治疗的临床疗效及神经生理后遗症进行评估，包括30例HIE患儿和15名健康新生儿，其中HIE患儿又被随机分为亚低温治疗组及褪黑素联合亚低温治疗组，褪黑素剂量为10 mg/(kg·d)，持续给予褪黑素5 d；结果显示，与健康新生儿相比，HIE患儿的褪黑素、超氧化物歧化酶和一氧化氮水平均升高；与单独亚低温治疗的HIE患儿相比，褪黑素联合亚低温治疗的HIE患儿的褪黑素水平较高，而一氧化氮和超氧化物歧化酶水平降低；定期复查的脑电图结果显示，褪黑素联合低体温治疗的HIE患儿癫痫发作较少，头颅磁共振成像显示脑白质异常较少，提示早期应用褪黑素治疗窒息足月新生儿可以改善脑损伤。这些研究为褪黑素应用于临床改善HIE患儿脑损伤提供依据，但关于褪黑素在HIE患儿中的具体用法、用量仍需大量研究探索。

2.3神经节苷脂 研究显示，神经节苷脂在维持细胞膜完整性和调节大脑发育方面发挥关键作用[20]。孙红娟[21]将60例HIE患儿随机分为两组，其中对照组采用常规治疗，如维持患儿pH值、脏器血流灌注、血糖水在正常范围内，确保通气顺畅、心率及血压保持正常，降低颅内压，抗惊厥，消除患儿脑干相关症状；观察组在对照组的基础上使用神经节苷脂治疗，结果显示观察组的行为神经测定评分明显高于对照组，意识、反射、吸吮能力、肌张力等恢复时间明显短于对照组，故提出神经节苷脂治疗HIE患儿的临床疗效显著，能有效减轻脑细胞损害，促进脑部功能的修复，缩短症状消失时间，提升患儿神经功能[21]。目前，神经节苷脂已逐步作为辅助治疗药物在部分HIE患儿中得到应用。Sheng和Li[22]通过Meta分析评价单唾液酸神经节苷脂辅助治疗新生儿HIE的效果指出，单唾液酸神经节苷脂辅助治疗对改善HIE的神经预后有积极作用；然而，与单唾液酸神经节苷脂相关的不良反应在纳入的试验中报道较少，还应进一步评价单唾液酸神经节苷脂的安全性。

2.4枸橼酸咖啡因 枸橼酸咖啡因属于甲基黄嘌呤类药物，为非选择性腺苷受体拮抗剂，可透过血脑屏障，通过拮抗腺苷受体发挥生物学作用。有研究显示，咖啡因早期应用在未成熟脑组织缺氧缺血性损伤中具有一定的保护作用[23]。缺氧缺血性动物模型实验结果显示，咖啡因可减少大脑的神经元凋亡，改善大鼠神经解剖学损伤及远期行为学缺陷，进而减轻缺氧缺血所致的脑损伤[24-25]。髓鞘碱性蛋白是髓鞘形成的主要蛋白质，在中枢神经系统的发育过程中起重要作用。徐发林等[26]利用动物模型探索咖啡因的神经保护作用机制发现，缺氧缺血后皮质下白质髓鞘碱性蛋白表达量减少，脑组织腺苷A1受体及其信使RNA表达水平升高，而使用枸橼酸咖啡因治疗后髓鞘碱性蛋白表达增加，腺苷A1受体及其信使RNA表达水平下调，故认为咖啡因可以通过下调腺苷受体表达，减轻缺氧缺血后的脑白质损伤。Muhammad等[27]在缺血性脑卒中动物模型中对咖啡因的炎症调节作用进行研究，结果显示咖啡因可减少缺血性脑损伤，并显著降低肿瘤坏死因子-α水平，表明咖啡因可能通过调节炎症因子水平发挥神经保护作用。Schmidt等[28-30]对应用咖啡因治疗呼吸暂停的早产儿进行了长期随访，18月龄时随访结果显示咖啡因治疗组的脑瘫发病率及认知延迟率较对照组低，随访至5岁时结果显示咖啡因可能改善运动功能，随访至11岁的结果显示咖啡因治疗组发生运动障碍的风险较安慰剂治疗组低。这一结果提示，咖啡因可减少运动障碍，为其神经保护作用提供依据。目前，有关咖啡因对HIE患儿治疗效果的临床研究较少，咖啡因使用时机及其达到神经保护作用的剂量尚不明确，需要更深入的研究。

2.5维生素D 维生素D是一种脂溶性维生素，主要功能为调节钙磷代谢，促进肠内钙、磷吸收和骨质钙化。除了对骨骼矿化的影响外，维生素D也是一种强效的神经激素，在大脑中发现了其合成途径中的维生素D受体和多种酶[31]，维生素D是正常神经发育的重要组成部分。研究表明，成人维生素D缺乏与缺血性脑卒中的发展和严重程度有关[32]。Gupta 等[33]首次进行了维生素D和钙对缺血性脑卒中结局影响的随机对照研究，结果显示维生素D干预组的生存率高于对照组，且维生素D干预组达到良好治疗效果的比例较高。对于HIE患儿这一特殊群体，其体内的维生素D水平较低[34]。Mutlu等[35]检测了HIE患儿及健康新生儿的维生素D、谷胱甘肽过氧化物酶、超氧化物歧化酶及丙二醛水平，结果显示出生后第1天HIE组患儿的超氧化物歧化酶、丙二醛水平明显升高，维生素D水平降低；出生后第5天，HIE组患儿的超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶水平较对照组显著升高，维生素D水平显著降低，表明维生素D具有神经保护作用和抗氧化作用。目前研究指出，维生素D的神经保护作用机制包括神经营养因子作用、钙通道调节、减轻自由基损伤、抑制炎症细胞因子[36]。因此，补充维生素D有望减轻HIE患儿脑损伤，然而达到神经保护作用所需的维生素D剂量及其补充时机尚不明确，仍需大量试验验证。目前，美国儿科学会的建议为所有健康的足月婴儿均应该补充400 IU/d的维生素D[37]。Lowe等[34]的研究显示，在缺氧缺血性脑损伤患儿中，70%的患儿存在维生素D缺乏，虽然每天补充了400 IU的维生素D，但许多患儿在脑损伤后72 h内体内维生素D水平持续下降,提示HIE患儿维生素D的需要量可能较健康足月儿更多。为了更好地了解维生素D改变HIE结局的效果，有必要对新生儿人群进行进一步的临床研究。

2.6托吡酯 托吡酯是一种天然单糖基右旋果糖硫化物。其可以拮抗α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异唑丙酸/红藻氨酸谷氨酸受体，抑制神经末梢释放兴奋性递质谷氨酸，谷氨酸介导的神经元兴奋毒损伤是缺氧缺血性脑损伤的主要发病机制之一，因此理论上托吡酯被认为对缺氧缺血性脑损伤具有潜在的神经保护作用[38]。Filippi等[39]短期的实验结果和数据为探索托吡酯联合亚低温治疗可能的神经保护作用提供了依据。之后他们的研究表明，给予HIE患儿托吡酯治疗是安全的，且与单独亚低温治疗的患儿相比，托吡酯联合亚低温治疗的HIE患儿癫痫发生率降低[40]。一项随机对照多中心双盲试验也表明，与单独亚低温治疗的HIE患儿相比，联合托吡酯治疗的HIE患儿癫痫发生率较低[41]。这表明，托吡酯可能降低HIE患儿继发性癫痫的发生率，进而发挥其神经保护作用，对于托吡酯在HIE患儿中的安全用量仍需更多的临床研究。

2.7中药 中药历史悠久，安全性高，在临床疾病治疗中应用广泛。有研究指出，部分中药(黄芪、三七、红花等)具有神经保护作用，可改善HIE患儿临床症状、减少细胞凋亡、降低器官功能障碍发生率[42-44]。如黄芪含有黄酮类化合物、挥发油及多糖等各种成分，且具有抗菌、抗病毒、抗过敏等药理作用[45]。余艾霞和张运欢[42]使用黄芪注射液对100例HIE患儿进行治疗发现，HIE患儿的意识障碍恢复时间、原始反射恢复时间和肌张力恢复时间缩短，神经行为评分明显升高，表明黄芪注射液治疗HIE具有较好的临床疗效,可明显改善HIE症状、体征，降低血清神经、炎症及氧化应激因子水平。三七含有多种化学成分，主要有效成分为三七皂苷和人参皂苷类，三七皂苷R1是中药三七的提取物。王岩[43]通过三七皂苷R1对新生鼠缺血缺氧性脑病的保护作用及其机制的初步研究发现，在缺血缺氧损伤中，三七皂苷R1一方面通过雌激素受体调节内质网应激来发挥对新生大鼠缺氧缺血性脑损伤的保护作用；另一方面，三七皂苷R1能够抑制1，4，5-三磷酸肌醇受体介导的内质网钙离子释放，明显减少缺血缺氧诱导的神经元损伤。红花黄色素是红花发挥药理作用的物质基础。王晓丽等[44]研究了红花黄色素对大鼠缺血再灌注损伤的保护作用，指出红花黄色素通过降低脑组织中的丙二醛、一氧化碳水平，升高血浆超氧化物歧化酶水平而发挥作用。中药在神经保护方面发挥作用的有效成分是目前研究的重要方向，今后需进一步探索。

3 小 结

改善HIE患儿的预后，尤其是脑损伤程度严重的患儿，是临床治疗中亟须解决的难题。目前，具有神经保护作用的相关药物在动物模型中进行了大量研究，临床试验也在进行中，部分药物已逐步应用于临床。在广泛的临床应用之前，需要进行大型的随机对照试验，以证明这些疗法的安全性和有效性。对于HIE患儿，最佳的治疗方案可能要根据患儿脑损伤的严重程度及全身状况来制订。随着越来越多治疗靶点的发现，期待新的神经保护和治疗策略在临床得到广泛应用。