新生儿期黄疸患儿血清胆红素水平与苍白球1H-MRS特征的相关分析

张捷宇，刘朝艳，马永倩，张钊，李洋，康志雷

新生儿黄疸是新生儿常见的临床表现，发病率高达40%～60%[1-2]。病理性黄疸时，过高的血清总胆红素(serum total bilirubin，TSB)可影响细胞代谢、干扰神经元突触传递功能，造成细胞损害。胆红素易沉积于脑神经核，如苍白球、丘脑基底核和脑干核等结构，使得神经系统出现异常病变，严重时可导致急性胆红素脑病(acute bilirubin encephalopathy，ABE)，少数情况下可导致患儿发生运动、听力障碍等后遗症[3]。目前临床上诊断ABE主要根据黄疸及嗜睡、抽搐等神经系统表现，结合脑干听觉诱发电位和MRI检查等辅助诊断[4]。ABE相对特征性的MRI表现为苍白球区对称性短T1信号，但早产儿、新生儿缺血缺氧性脑病患儿也可出现此征象，因此常规MRI诊断本病的假阳性率较高[5]。近年来，氢质子磁共振波谱成像(magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS)逐渐被应用于ABE的早期诊断中，MRS可无创性研究活体组织器官的代谢和生化改变，对化合物成分可进行定量分析，因此可用于评估活体组织中胆红素对脑组织能量代谢的影响，有利于更准确的诊断ABE，并为评估治疗效果提供可靠依据[6]。本研究通过分析新生儿期黄疸患儿血清TSB水平与MRS苍白球相关代谢指标的相关性，旨在探讨MRS在新生儿黄疸评估中的临床应用价值。

材料与方法

1.一般资料

搜集2018年3月-2019年3月本院新生儿科诊治的100例高胆红素血症新生儿的病例资料。其中，男46例，女54例；孕周为33～42周，平均(38.4±1.6)周；出现黄疸时日龄3～14天，平均(7.4±2.3)天。黄疸病因：感染因素63例，母子血型不合25例，葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G-6-DP)缺乏3例，其它原因9例。

病例纳入标准：①孕周≥37周，入院后诊断为高胆红素血症或ABE；②临床资料、实验室检查资料完整；③家属已签署1H-MRS检查知情同意书。排除标准：①合并先天性神经系统发育异常或神经系统疾病；②伴有其它系统疾病，如新生儿肺炎、胆道闭锁等；③1H-MRS图像不清晰或出现严重伪影。

参考2014年中华医学会儿科分会制定的《新生儿高胆红素血症诊断和专家共识》[7]，将患者组进一步分为4组：轻度组(TSB<221μmol/L)25例，中度组(221μmol/L≤TSB<342μmol/L)24例，重度组(342μmol/L≤TSB<428μmol/L)25例，极重组(TSB≥428μmol/L)26例。

ABE的诊断标准参考Shapiro标准，即黄疸伴有脑干听觉诱发电位(brainstem auditory evoked potential，BAEP)异常及神经系统症状[8]。本组100例患儿中伴ABE者28例，无ABE者72例；ABE患儿中，警告期19例，痉挛期9例。

因临床上需排除神经系统疾病而行MRI检查的30例新生儿被纳入对照组。其中，男14例，女16例；新生儿肺炎18例，新生儿腹泻12例，均无神经系统疾病或遗传代谢疾病病史。

2.1H-MRS检查方法

于检查前15～30 min所有被试采用10%水合氯酸溶液(0.5～1.0 mL/kg)灌肠来进行镇静催眠，待患儿完全入睡后行MRI检查，使用棉垫固定患儿头部，防止检查过程中头部转动。使用 Siemens Verio 3.0T磁共振扫描仪。以横轴面T2WI作为为定位像，将采集的容积兴趣区置于双侧苍白球，行多体素层面定点分辨率1H-MRS，扫描参数：TR 1300 ms，TE 40 ms，视野80 mm×80 mm，体素大小10 mm×10 mm×10 mm，矩阵256×256，扫描时间约5 min。

将MRS数据导入专用后处理软件，得到双侧苍白球代谢产物的波谱曲线图，各代谢物水平以曲线下面积代表。测量的代谢产物为包括肌酸(creatine，Cr)、谷氨酰胺(glutamine and glutamate，Glx)、N-乙酰天门冬氨酸(N-acetylasparate，NAA)、胆碱(choline，Cho)、肌醇(myoinositol，mI)和乳酸(lactare，Lac)。以Cr作为内参照，由计算机自动计算各代谢物的比值，包括NAA/Cr、Cho /Cr、Glx/Cr、MI /Cr及Lac/Cr。

3.统计分析方法

使用SPSS 22.0软件进行统计分析。计量资料以均数±标准差表示，两组间均数的比较采用t检验，多组均数的比较采用单因素方差分析，组间两两比较采用SNK-q检验。采用Pearson线性相关分析法对TSB水平与1H-MRS代谢指标的相关性进行分析。以P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

1.苍白球1H-MRS表现

对照组中，新生儿苍白球在1H-MRS 上表现为Cho、NAA及Cr波峰高耸，而Lac、mI及Glx波较低平或测不出(图1)；患者组中，主要表现为Glx、mI及Lac波升高，而NAA和Cho波降低或低平(图2)。与对照组比较，患者组的Glx/Cr、mI/Cr明显较高，而NAA/Cr、Cho/Cr和Lac/Cr无明显差异，详见表1。

表1 两组间苍白球各代谢物相对含量的比较

2.不同TSB水平组各项代谢指标的比较

不同TSB水平的四组间各代谢物相对含量的比较见表2。四组间仅GLx/Cr的差异有统计学意义(P<0.05)，而NAA/Cr、Cho/Cr、Lac/Cr和mI/Cr四项比值的差异无统计学意义(P>0.05)。进一步对4组间GLx/Cr的差异进行两两比较，结果显示极重度组GLx/Cr明显高于轻度组、中度组及重度组(q=7.892、5.310、4.893，allP<0.05)，而轻度组与中度组、轻度组与重度组及中度组与重度组之间差异无统计学意义(q=0.160、0.190、0.130，allP>0.05)。

表2 各组苍白球1H-MRS中各代谢物相对含量比较

3.ABE患儿苍白球各代谢物比值的比较

非ABE组、ABE警告期和痉挛期患儿各项代谢物比值的比较见表3。三组间NAA/Cr和Glx/Cr的差异有统计学意义(P<0.05)，其它3项比值的组间差异无统计学意义(P>0.05)。对NAA/Cr和Glx/Cr进一步进行组间两两比较，非ABE组的NAA/Cr(q=3.151、2.937)和Glx/Cr(q=7.739、5.465)高于其它2组，差异均有统计学意义(P<0.05)；而ABE警告期组与痉挛期组之间NAA/Cr、Glx/Cr的差异均无统计学意义(q=0.558、0.159，P>0.05)。

表3 ABE患儿1H-MRS中各代谢物相对含量的比较

4.血清TSB水平与苍白球代谢指标的相关性

患儿血清TSB水平与Glx/Cr呈显著正相关(r=0.625，P=0.000；图3)，与NAA/Cr、Cho/Cr、Lac/Cr和mI/Cr之间呈无显著相关性(r=0.161、P=0.075；r=0.102，P=0.261；r=0.072，P=0.425；r=0.066，P=0.466)。

讨 论

胎儿出生后代谢功能尚不完善，当胆红素生成超过排泄时，表现为皮肤巩膜黄染，即新生儿黄疸。目前对高胆红素血症的判断以血清TSB水平为标准，并且TSB是风险评估、干预处理及预防ABE的主要参考依据[9]。监测血清TSB、早期诊断ABE并及时干预治疗对防治神经系统损害和功能障碍具有重要意义[10]。ABE的病理表现为神经核团的胆红素黄染及神经细胞坏死，常见的受累区域有基底节区和丘脑核等，其中苍白球是最易受累的区域，因新生儿此区域生化代谢活跃、能量需求量大、耗氧量大的特点有关。MRS是根据原子核在磁场内共振信号进行成像，并可根据化学位移原理对化合物信号进行测定，可用于分析疾病导致的组织代谢、生理和生化改变，有助于胆红素脑病发病机制的研究和早期诊断[11]。目前MRS能够检测1H、13C和31P等原子，其中以检测1H的敏感性最高，能够测量NAA、Cho和mI等代谢物的水平，在新生儿神经系统疾病的研究中较为常用[12]。

本研究中分析了黄疸患儿与对照组新生儿苍白球1H-MRS表现，结果显示患儿组中苍白球的Glx/Cr和mI/Cr明显较高，与以往的研究结果基本一致[13]。

Cr是新陈代谢标志物，在体内含量稳定，常作为判断其它代谢物波峰变化的参照。Glx/Cr升高的机制可能是胆红素的细胞毒性作用抑制星形胶质细胞的功能，细胞内ATP耗竭，突触前膜持续去极化，谷氨酰胺等兴奋性氨基酸持续释放，摄取减少，导致神经细胞间隙内谷氨酰胺等兴奋性氨基酸的浓聚，导致神经细胞的损伤和死亡[14]。

本研究进一步分析了不同血清TSB水平与苍白球1H-MRS各项代谢指标的相关性，结果显示血清TSB水平与Glx/Cr呈显著正相关，表明高胆红素的毒性作用对谷氨酰胺代谢的影响最为显著，因此Glx/Cr可作为诊断胆红素脑病的辅助诊断指标，有利于提高诊断的准确性。

NAA/Cr、Cho/Cr、Lac/Cr及 mI/Cr的升高是脑组织损伤后代谢异常的表现。mI存在于神经胶质细胞中，具有细胞渗透压调节、抗氧化及营养等作用。本研究中患儿的mI/Cr升高，表明血清高TSB水平可导致mI升高，使得脑组织内细胞渗透压的调节失衡，神经细胞发生水肿。但本研究中TSB水平与mI/Cr之间无显著相关性，表明TSB升高并非是导致mI/Cr升高的唯一因素，有待今后对相关机制进行深入研究。NAA反映神经元的数量及功能状态，该峰可用于评估胆红素脑病的神经损伤程度，高胆红素对神经细胞的毒性可能影响NAA的峰值[15]。但本研究中不同TSB水平组之间NAA/Cr无明显差异，且TSB水平与NAA/Cr之间无显著相关性，表明高胆红素水平并未导致神经系统的损伤性改变，其原因可能是胆红素对神经系统的毒性损伤作用不仅与浓度有关，还与胆红素升高的持续时间及胆红素的形式有关，即早期神经细胞病理上仅表现为水肿，而无坏死性变化。本研究中胆红素脑病患儿苍白球区NAA/Cr明显高于非胆红素脑病患儿，表明苍白球NAA/Cr增高有助于胆红素脑病的诊断，有可能成为胆红素脑病的辅助诊断指标。神经细胞的增殖和破坏均引起Cho峰升高，但本研究中不同TSB水平组之间Cho/Cr无明显差异，且TSB水平与Cho/Cr无显著相关性。其原因可能是胆红素并未引起神经细胞的损伤及破坏性改变，并且ABE疾病不同阶段可能存在相应的代偿机制，值得临床深入研究[16]。

综上所述，新生儿高胆红素血症患儿血清TSB水平与1H-MRS苍白球Glx/Cr之间具有相关性，血清TSB极重度升高患儿苍白球区Glx/Cr明显升高，有助于在分子水平对胆红素脑病导致的神经系统损伤提供诊断依据。