一、概述
作者:毛?。ㄖ袊t(yī)科大學盛兒科副主任) 一、概述 新生兒時期嚴重的高膽紅素血癥,特別是生后1周內發(fā)生的嚴重高膽紅素血癥常易導致急性神經功能障礙,即急性膽紅素腦病(Acutebilirubinencephalopathy,ABE),部分嚴重的病人臨床上表現(xiàn)有持久的神經病理學表現(xiàn)稱為慢性膽紅素腦病(Chronic bilirubin encephalopathy, CBE):錐體外系受累、腦干功能受累、牙釉質發(fā)育不良或合并有小腦受累表現(xiàn)肌張力減低和共濟失調等。 半個多世紀來,由于換血療法的出現(xiàn),幾乎絕大多數(shù)的嚴重高膽紅素血癥的新生兒獲得了有效地治療而避免了膽紅素腦病的發(fā)生,同時也證明,ABE是可以有效防治之病。然而近些年來國內外臨床資料顯示ABE的發(fā)病率并沒有逐年降低,相反由于某些時期對新生兒黃疸錯誤的認識,在臨床診治過程中往往關注膽紅素水平,而忽視對膽紅素腦病的高危因素的監(jiān)控,ABE早期常缺少特異性的臨床表現(xiàn)使得ABE 在一定時期略有上升。ABE的臨床診斷通常依賴臨床表現(xiàn)而缺乏客觀標準,這不僅使治療常常滯后,而且對預后的判定缺少客觀依據而放棄積極救治;而對某些單純高膽紅素血癥的“健康兒”有可能過度治療。目前臨床仍然以不同時間的血清總膽紅素水平作為干預治療的主要依據,對膽紅素神經毒性遠期的研究仍很缺乏。膽紅素的神經病理表現(xiàn)的發(fā)現(xiàn)已有近百年的歷史,但我們仍不十分清楚其具體的神經毒性機制,不過晚近的新生兒高膽紅素血癥與膽紅素腦病的臨床與基礎研究正在悄悄的改變我們對新生兒膽紅素腦病的認識與防治策略。 二、神經病理學與發(fā)病機制 (一)神經病理學 無論是足月兒還是早產兒的ABE典型的病理所見有兩個基本特征特殊區(qū)域神經核團的膽紅素黃染和神經元的壞死。沒有神經元損傷的顯微鏡下的證據,僅有膽紅素的黃染不能診斷為核黃疸(kernicterus)。足月兒的急性膽紅素腦病腦核團黃染常有嚴重高膽紅素血癥,而早產兒急性膽紅素腦病不一定有高膽紅素血癥,或可能是繼發(fā)性的腦核團的黃染。急性膽紅素腦病或核黃疸最常見的受累核團如下:蒼白球、底丘核、海馬CA2-3區(qū)、顱神經核、腦干的網狀結構、小腦的齒狀核和蒲肯野氏細胞、脊髓前角細胞。膽紅素的神經毒性常表現(xiàn)不同類型,不同程度的神經功能障礙,不同病人臨床表現(xiàn)可能有很大差異,有時又稱膽紅素性神經功能障礙(Bilirubin-induced neurological dysfunction, BIND)。 膽紅素的神經毒性有高度的選擇性:神經元比星形膠質細胞更易損傷,相同劑量的游離膽紅素作用于兩者,神經元首先凋亡,而星形膠質細胞表現(xiàn)為線粒體功能改變,興奮性氨基酸參與了凋亡過程,只有在大劑量膽紅素作用下神經元才已壞死為主要表現(xiàn)。 (二)發(fā)病機制 有限的神經病理學和分子病理學研究證明:親脂性的游離膽紅素選擇性的作用特殊的神經核團(神經元)的質膜(細胞膜、細胞質和線粒體)系統(tǒng),通過興奮性氨基酸的增加、線粒體代謝衰竭和細胞內鈣內流增加或炎癥反應導致神經元的凋亡或壞死。對新生兒科醫(yī)生來講,導致膽紅素腦病的危險因素(任何導致游離膽紅素增加的因素、血腦屏障的破壞、腦血流的增加)可能已非常清楚。但是對腦病發(fā)生的分子機制認識才剛剛開始。只有親脂性的游離膽紅素才能夠進入神經細胞,進而導致神經細胞的損傷。血腦屏障和血腦脊液屏障的發(fā)育成熟和功能完整對防止藥物和有毒物質在中樞神經系統(tǒng)蓄積發(fā)揮重要作用。非結合膽紅素(Unconjugatedbilirubin, UCB)具有親脂性,可以通過被動擴散的方式進入到細胞內,在pH7.4 時,其水中的溶解度為70nM,80%的游離膽紅素(Bf)以有毒性的二價酸(BH2)形式存在,非常容易通過血腦屏障進入神經細胞。pH越低,BH2的比例越高。人血清白蛋白(HSA)與UCB結合可明顯減少進入腦內UCB濃度,但歲HSA及Cl-濃度增加,酸中毒,競爭性抑制劑存在時,HSA與UCB親和力將明顯降低。體外實驗證明,只有Bf>70nM,UCB才表現(xiàn)神經毒性,而Bf較低時有神經保護作用。Bf>>70nM時,膽紅素常一部分以亞穩(wěn)態(tài)的膠體和聚合體形式存在(可發(fā)生沉淀),一般認為不具有神經毒性;而在略高于70nM時或70nM時以低聚體和單體形式存在,其具有神經毒性??梢姡咚降亩虝r間暴露并等同于低水平長時間暴露。 膽紅素腦病的機制應包括以下幾個方面: ⑴何種原因使神經細胞暴露高水平的膽紅素; ⑵可種原因使神經細胞不能很好處理膽紅素; ⑶神經細胞損傷和保護的分子機制。 血腦屏障和血腦脊液屏障的發(fā)育成熟和功能完整對防止藥物和有毒物質在中樞神經系統(tǒng)蓄積發(fā)揮重要作用。研究表明兩類重要的ABC轉運蛋白(ATPbinding cassettetransporters即MDR/Mdr(人類/動物)和MRPs/Mrps(人類/動物)在脈絡叢、上皮細胞、內皮細胞基底膜、星形膠質細胞、小膠質細胞及神經元都有不同程度的表達。當非結合膽紅素增加時,位于脈絡叢上皮細胞頂端的Mdr1a受體,在周圍的星形膠質細胞作用下表達上調促進CNS內UCB排入腦脊液。抑制P-糖蛋白的藥物如頭孢曲松,能使鼠腦UCB攝取明顯增加;敲出Mdr1a(-/-)同樣會使腦攝取UCB 顯著增加。當然,這些研究中的UCB濃度明顯高于臨床上能夠產生的游離膽紅素的濃度(Bf)。同樣無論是動物實驗研究還是人類的細胞體外研究都證實MRP1/Mrp1 上調能夠轉運UCB,抑制MRP1表達(MK571)UCB的從細胞內外流明顯減少,可能MRP1對UCB的出胞轉運具有直接作用。UCB可以通過彌散的方式進入體內任何細胞,但是只有肝細胞能夠使其轉變?yōu)橹苯幽懠t素。在CNS內所有細胞均不具有這種能力,膽紅素的進出主要依賴轉運蛋白的主動(轉出細胞外)或被動的轉運,上述的轉運蛋白是否發(fā)揮同等作用尚不得而知,是否它們在不同區(qū)域的表達差異,或者在不同發(fā)育階段大發(fā)育差異,及不同UCB和應激因素作用下表達的差異導致膽紅素腦病發(fā)生的嚴重程度不同還有待進一步研究。低血清膽紅素水平,可能游離膽紅素水平不低,也有可能游離膽紅素水平不高但是轉運蛋白表達缺陷使得CNS內仍可有較高UCB 蓄積,進而發(fā)生膽紅素神經損害。 膽紅素的神經毒性不但表現(xiàn)損傷核團的選擇易損性,也表現(xiàn)細胞選擇易損性:神經元比星形膠質細胞更易發(fā)生凋亡和壞死。海馬和小腦的神經元明顯比皮層的神經元更易損傷。神經元的樹突與軸突在UCB作用下可表現(xiàn)有突觸形成減少,軸突的微管蛋白和Tu蛋白表達增加而使其穩(wěn)定性破壞,軸突動力蛋白減少使線粒體聚集在軸突遠端,這樣神經元的骨架遭到破壞。長時間或大劑量暴露UCB時星形膠質細胞對谷氨酸鹽的攝取發(fā)生障礙,同時神經元代謝障礙導致大量的谷氨酸鹽堆積作用于興奮性氨基酸受體(NMDA)通過線粒體途徑導致細胞凋亡,神經元的易損性還表現(xiàn)在線粒體酶活性、UCB的氧化能力和MRP1表達水平明顯低于星形膠質細胞,所以神經元更易受損,發(fā)育中的神經元更易損傷。UCB同樣也可以作用于星形膠質細胞和小膠質細胞,產生前炎因子(TNFa、IL-1β),特別是在有其他應激的情況下如感染(LPS增加),缺氧缺血等,共同作用于神經元而發(fā)生損傷效應。有些研究認為星形膠質細胞和小膠質細胞對UCB有多向不同作用,既有有利的一面,也有有害的一面。 同樣UCB對少突膠質細胞和前體少突膠質細胞具有損害作用,使得髓鞘發(fā)育障礙。 在早產兒由于紅細胞半衰期很短,肝臟酶學系統(tǒng)發(fā)育更不成熟及腸肝循環(huán)增加等因素使得有更多膽紅素產生,但是早產兒往往白蛋白水平很低,易發(fā)生酸中毒,非結合膽紅素與白蛋白的親和力與發(fā)育成熟度密切相關。因此在同樣水平的血清總膽紅素,在早產兒游離膽紅素濃度更高或在較低的總膽紅素水平下仍然有較高的游離膽紅素濃度。此外,發(fā)育中血腦屏障和神經元對游離膽紅素的攝取和排除的能力明顯不及足月兒,這主要取決于幾種轉運蛋白在發(fā)育中的表達即有機陰離子轉運蛋白(organ anion transport protein, OATP)、多重耐藥 P-糖蛋白(multi-drug resistance P-glycoproteins,MDR) 和 多 重 耐 藥 相 關 蛋 白 (multidrug resistance-associatedproteins,MRP),由于發(fā)育的差異導致神經元處理膽紅素能力的差異,因此早產兒在低水平的游離膽紅素水平時仍會有有大量的游離膽紅素在腦內蓄積進而發(fā)生膽紅素腦病。 總之,膽紅素的神經毒性對CNS作用取決于神經系統(tǒng)的發(fā)育成熟度與過度的游離膽紅素的長時間的暴露。極高的膽紅素水平的短時間的暴露和相對較高長時間的暴露可能對神經元的損害結局不同。目前,關于膽紅素神經毒性的發(fā)育窗和暴露時間窗的研究甚少。 三、臨床表現(xiàn) (一)足月與近足月兒ABE的臨床表現(xiàn) 發(fā)生于足月兒和近足月兒的ABE往往都有明顯的高膽紅素血癥病史,而且病因往往是很清楚的,特別是對快速進展的高膽紅素血癥患兒發(fā)生沒有接受有效的治療,發(fā)生ABE危險更高。因此,對危重高膽紅素血癥患兒的治療應是密切監(jiān)測,分秒必爭。 ABE早期:常常無特異的表現(xiàn),主要表現(xiàn)為反應低下:哺乳減少、嗜睡或興奮、哭聲弱、活動減少及肌張力降低;進入進展期表現(xiàn)為:拒乳、嗜睡或反應遲鈍、高調哭聲、伸肌張力開始增高或肌張力降低;病情若沒有有效控制 進展到極期:昏迷、反復呼吸暫?;蝮@厥、頸及軀干伸肌張力增高后屈甚至角弓反張,由于持續(xù)伸肌張力增高,肌肉收縮強直及腦干功能受累而表現(xiàn)發(fā)熱,有時常被誤認為感染所致。部分病人死于此期,而存活者進入CBE期。各期之間轉變沒有精確的時間窗。進展期常被認為是可逆期,主要原因在于部分病人臨床上不在進展惡化,臨床隨訪發(fā)育正常。有學者效仿Apgar評分對膽紅素的神經毒性表現(xiàn)使用BIND評分(表-)。對于早產兒,特別是早期早產兒的膽紅素的神經毒性的臨床表現(xiàn)BIND評分并不適用。 (二)早產兒膽紅素腦病臨床表現(xiàn) 在早產兒的膽紅素腦病發(fā)生中也體現(xiàn)了成熟依賴性的特點,胎齡越小的早產兒發(fā)生損害的機會越大,臨床表現(xiàn)越不典型,甚至沒有相關的臨床表現(xiàn)。晚期早產兒的膽紅素腦病的發(fā)生臨床表現(xiàn)與足月兒相近,然而小胎齡的早產兒很難在新生兒期從臨床表現(xiàn)獲得ABE的診斷,由于神經系統(tǒng)發(fā)育不成熟,ABE的臨床表現(xiàn)往往是很細微的,常常被其他異常狀態(tài)掩蓋,但是嚴重的ABE仍然會有明顯的臨床表現(xiàn):嚴重的呼吸暫停、頸后仰、伸肌張力增強甚至發(fā)生頻繁驚厥及角弓反張。研究表明早產兒暫時膽紅素腦病(暫時ABR(auditory brainstem response)異常)發(fā)生呼吸暫停明顯多于無ABR異常的早產兒,呼吸暫??赡苁屈S疸早產兒膽紅素神經毒性的比較重要的臨床表現(xiàn)。很大一部分的早產兒膽紅素腦病診斷常在隨訪中獲得,實際上是在慢性膽紅素腦病時期。患兒常表現(xiàn):生長發(fā)育延遲、錐體外系受累的肌張力障礙、聽覺發(fā)育異常(聽力尚失或辨音障礙)。 (三)CBE臨床表現(xiàn) CBE的臨床表現(xiàn)主要表現(xiàn)為CNS受累核團的功能異常和發(fā)育障礙。腦干神經核團受累表現(xiàn):聽神經功能障礙:聽覺失調、高頻失聽及落日征;錐體外系和小腦核團受累:手足徐動、肌張力障礙,共濟失調、構音障礙等,通常強直性痙攣不是CBE 的表現(xiàn),但有時合并有其他腦損傷時可以出現(xiàn);牙釉質發(fā)育不良,語言發(fā)育延遲,少數(shù)可能發(fā)生癲癇和嚴重的認知異常,部分患兒表現(xiàn)睡眠障礙、明顯的生長發(fā)育延遲。值得說明,上述的臨床表現(xiàn)可能不同時出現(xiàn),同時也有程度之分,通常對于早產兒聽神經功能異??赡芨R?,出現(xiàn)的表現(xiàn)也較早,而錐體外系表現(xiàn)通常較晚,所以早產兒的膽紅素腦病早期診斷很難,對高危而的隨訪就顯得尤為重要。 四、膽紅素腦病的實驗室與神經功能評價 (一)血清總膽紅素水平(TSB) 國內外均以小時TSB水平為基礎制定新生兒高膽紅素血癥的治療和干預方案,旨在降低嚴重高膽紅素血癥暴露,從而降低膽紅素腦病。干預水平的TSB不是診斷膽紅素腦病的閾值,是否發(fā)生取決于進入CNS的游離膽紅素水平。以往TSB≧20mg/dL 作為換血標準,現(xiàn)被證明TSB在20-25mg/dL,若沒有特定的病因和高危因素,很少有發(fā)生ABE的危險。Newman報道140例TSB≧25mg/dL高膽紅素血癥足月新生兒的預后研究結果:TSB25.0-29.9mg/dL130例,≧30mg/dL10例;TSB峰值時間:<3d12 例,-5d86例,-7d29例,≧7d13例,136例接受了光療,只有5例接受換血治療,15例直接抗人氣蛋白試驗陽性,4例G6PD缺陷,132例隨訪2年,無1例膽紅素腦病發(fā)生。與對照組比較,除15例直接抗人氣蛋白試驗陽性者認知功能評分較低外,神經系統(tǒng)和行為異常的發(fā)生率無明顯差異。93例病理證實的核黃疸的新生兒中,胎齡25-28周55例,29-32周32例,33-36周4例,37-40周2例,最高平均膽紅素水平分別為8.4mg/dL, 9.4mg/dL, 12.4mg/dL, 13.9mg/dL。由此可見,單純TSB只是作為干預治療的指標之一,不能作為膽紅素腦病的必須依據。換句話說,嚴重高膽紅素血癥是膽紅素腦病發(fā)生的必要條件,但絕不是充分必要條件。 (二)總膽紅素與血清白蛋白比值(B/A) 臨床上常用B/A估測Bf,其異常增高被作為發(fā)生膽紅素腦病的危險因素和高膽紅素血癥干預指標之一。我們對36例嚴重高膽紅素血癥新生兒蒼白球MRI分析表明,20例蒼白球高信號者B/A(摩爾比)為1.08±0.18,無改變者16例為0.77±0.16,兩者差異有顯著意義(p=0.000),Govaert報道4例早產兒膽紅素腦病中2例MRI 蒼白球高信號的超低出生體重兒最高TSB為158umol/L(4d)和206umol/L(8d),而B/A分別為0.62和0.75(正常約為0.33+0.08)。假設白蛋白膽紅素解離常數(shù)在一定pH范圍內不變,白蛋白濃度為2g/dL,TSB15mg/dL,與白蛋白4g/dL,TSB30mg/dL, 兩者B/A相等,發(fā)生膽紅素風險相當??梢姡珺/A考慮了白蛋白作用對膽紅素腦病的風險預測較TSB可能要好。 (三)Bf水平與膽紅素腦病發(fā)生 由于高膽紅素血癥治療的歷史與檢測方法的原因,目前為止血清Bf分析仍然沒有被廣泛應用與臨床。但是有限研究充分證明,Bf水平與膽紅素相關的足月新生兒聽性腦干反應(Auditorybrainstemresponse,ABR)變化高度相關,而TSB和B/A 不能區(qū)分黃疸新生兒有無明顯的ABR變化。對早產兒的研究同樣也證明Bf在膽紅素神經毒性導致聽神經功能變化方面具有高度的敏感性和特異性。 (四)BAEP(Brainstem auditory evoked potential) BAEP是評價膽紅素神經毒性最敏感的方法,也是膽紅素腦病必須檢查的項目。膽紅素導致神經功能障礙無論是發(fā)生在早產兒還是足月新生兒,BAEP都會有明顯改變。BAEP的主要表現(xiàn)是Ⅰ、Ⅲ和Ⅴ波的潛伏期延長,波幅降低,特別是Ⅲ和Ⅴ波, Ⅲ波起源于耳蝸核,Ⅴ波來自間腦的外側丘系;Ⅰ-Ⅲ波間期延長可能是最早的改變,有時認為Ⅰ-Ⅴ間期可能更準確。BAEP的變化與異常的出現(xiàn)與膽紅素神經毒性的嚴重程度密切相關,晚期的持續(xù)性的BAEP的異常常提示預后不良??赡嫘缘淖兓ǔ0l(fā)生在膽紅素明顯降低后,BAEP逐漸恢復正常;反之,持續(xù)的BAEP異常與黃疸消失無關,常提示發(fā)生CBE風險增加。 膽紅素的神經毒性并不是BAEP改變的唯一原因。腦發(fā)育的成熟度與BAEP密切相關。臨床上耳聲發(fā)射的聽力篩查(Otoascouticemissions,OAEs)不能代替BAEP。 (五)膽紅素腦病的MRI改變 嚴重的高膽紅素血癥時MRI-T1WI蒼白球常表現(xiàn)為對稱性高信號,在ABE患兒更明顯,有時ABE患兒除蒼白球高信號外,底丘核和海馬也有高信號表現(xiàn)。ABE 患兒的T1WI高信號邊界清楚,嚴重ABE(進入極期)轉為CBE后T2WI蒼白球表現(xiàn)為對稱性高信號,這種信號轉變具有很高的特異性和診斷價值。通常ABE時MRI-DWI 沒有異常表現(xiàn),這也說明膽紅素腦病的病理機制不同于急性血氧缺血性腦病。MRI 的檢查對于早產兒膽紅素腦病的診斷可能有重要意義。通常認為T2WI信號改變是CBE標志,但是何時出現(xiàn)目前尚無定論(見照片-1,2)。 五、臨床診斷與治療結局 目前新生兒期膽紅素腦病的診斷仍以臨床表現(xiàn)為依據。但對早期早產兒的新生兒期膽紅素腦病診斷非常困難。診斷ABE依據應參考如下表現(xiàn): ⑴高膽紅素血癥的暴露+膽紅素腦病的高危因素(缺氧缺血、感染、低體溫、酸中毒、低蛋白血癥、早產、溶血病等); ⑵臨床表現(xiàn); ⑶腦干聽覺誘發(fā)電位異常; ⑷MRI動態(tài)改變。 ABE的治療原則當然是預防為先(見新生兒高膽紅素血癥的治療),對無臨床表現(xiàn)的高膽紅素血癥患兒應動態(tài)監(jiān)測膽紅素水平,積極甄別有無高危因素,出院前最好做膽紅素水平評估,對有腦病表現(xiàn)應當作為神經系統(tǒng)急癥,分秒必爭。最大程度減少高水平的膽紅素暴露,縮短暴露時間,積極處理高危因素:使游離膽紅素增加的因素,破壞血腦屏障功能的因素,使腦血流增加因素)。 目前,國內外對于胎齡大于35周以上的新生兒高膽紅素血癥處理已經有了很好的證據為基礎的臨床指南,但是對于小于35周的早產兒高膽紅素血癥的治療仍然缺少充分的臨床證據的指南,主要還是根據有限的臨床研究推測和專家的建議。在早產兒的膽紅素腦病的防治中更要注意高危因素的處理。對中早期早產兒高膽紅素血癥的處理可參考圖-3,4。有下列情況應降低處理的閾值:胎齡降低、白蛋白<2.5g/L、STB 快速升高提示溶血;狀態(tài)不穩(wěn)定:pH<7.15、血培養(yǎng)(+)、呼吸暫?;蛐膭舆^緩需心肺復蘇(24 小時前)、低血壓(24 小時前)、需要呼吸支持等。 研究表明并非所有早期ABE患兒都一定進入極期,若可逆期患兒不進展到極期通常預后較好,因此我們對所有ABE患兒的治療都應該是積極的,只有這樣才能最大程度避免傷殘的發(fā)生。對于早產兒除了嚴格檢測膽紅素水平,更應注意危險因素的處理,動態(tài)進行BAEP的監(jiān)測。出院后應堅持隨訪,特別是BAEP的監(jiān)測(生后 1m,3m,5m)、,對BAEP異?;蛴新訡BE表現(xiàn)的應進行MRI檢查。對發(fā)現(xiàn)持續(xù)性聽神經功能異常的應早期干預,減少語言認知發(fā)育障礙的發(fā)生。 主要參考文獻 1.Smitheman H,Stark AR,Bhutani VK.Early recognition of neonatal hyperbilirubinemia and its emergent management.Semin Fetal Neonatal Med.2006;11(3):214-24. 2.Silva RF,Rodrigues CMP,Brites D.Rat cultureed neuronal and glia cells respond differently to toxicity of unconjugated bilirubin.Pediatr Res 2002;51(4):535-541. 3.HankF,HansenTWR,AhmaasR,etal.Bilirubininducesapoptosisandnecrosis in human NT2-N neurons.Pediatr Res.2005;57(2):179-184. 4.TurkelSR,MillerCA,GuttenbergMF,etal.Aclinicalpathologicreappraisal of kernicterus.Pediatrics.1982;69(2):267-272. 5.Ahdab-Barmada M,Moossy J.The neuropathology of kernicterus in thepremature 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