活体肝移植患儿围手术期神经功能损伤评估的研究

潘钱玲 黄 丹 齐 波 陈蔡旸 苏殿三 俞卫锋

先天性胆道闭锁是一种罕见的新生儿疾病，其特征性表现为进行性肝内外胆管炎和肝纤维化，最终发展为肝硬化、肝衰竭,致使患儿死亡。自1967年Starzl首次成功实施小儿肝移植以来[1]，肝移植已成为治疗儿童终末期肝病的标准手术方法[2-3]。近年来，为了克服供体短缺，活体肝移植已逐渐成为儿童肝移植主要的手术方式。尽管儿童肝移植术后远期生存率已提高至70%～90%，但研究[4-6]发现，接受肝移植的患儿认知功能低于同年龄、同性别的儿童。研究[7-10]显示，β淀粉样蛋白(amyloid β-protein，Aβ)和神经元微管相关蛋白(即Tau蛋白)能准确反映患者围手术期脑损伤，且是术后认知功能障碍的重要诊断标志物。先天性胆道闭锁患儿接受活体肝移植手术的围手术期Aβ和Tau蛋白水平的变化尚不清楚，笔者推测其对患儿术后的认知功能有一定的影响，且探究其变化有助于进一步理解此类患儿术后认知功能障碍的病理机制。本研究旨在探讨此类患儿围手术期血清Aβ和Tau蛋白水平的变化，并探讨其临床意义。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选择2020年9月—2021年3月于上海交通大学医学院附属仁济医院行活体肝移植术的先天性胆道闭锁患儿40例，男15例、女25例，月龄为6.00(5.00，8.00)个月，身高为65.00(63.00,69.50)cm，体重6.90(6.35,8.05)kg。纳入标准：月龄为3～36个月，ASA分级为Ⅱ或Ⅲ级，病历资料完整，能按时完成随访。排除标准：二次肝移植或术前并发多器官功能衰竭。本研究经医院伦理委员会审核并批准(批准号：SK2020-059)，并在临床试验注册中心(Clinical Trials)进行临床试验注册(注册号：NCT04518332),所有患儿的监护人均签署知情同意书。

1.2 麻醉和手术方法 所有患儿术前8 h禁食，禁饮(术前6 h禁饮牛奶和配方奶，术前4 h禁饮母乳，术前2 h禁饮水)。入手术室后行常规心电监护，监测心电图、脉搏血氧饱和度及血压。采用体积分数为0.06～0.08的七氟烷进行吸入诱导，待患儿意识消失后建立静脉通路，静脉注射咪达唑仑0.1 mg/kg、舒芬太尼0.5 μg/kg和罗库溴铵1 mg/kg后行气管插管，连接Primius GS麻醉机(德国德尔格公司)行间歇正压通气，吸入氧体积分数为0.6，以压力控制模式，设置气道压力为10～25 cmH2O(1 cmH2O=0.098 kPa)，呼吸频率18～25次/min，维持呼气末二氧化碳分压35～45 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。在超声引导下行桡动脉穿刺置管监测有创动脉压，右侧颈内静脉置入双腔中心静脉导管监测中心静脉压(central venous pressure,CVP)，股动脉置入动脉导管进行连续心排量监测心指数(CI)、外周血管阻力指数(systemic vascular resistance index,SVRI)和每搏量变异度(stroke volume variation，SVV)。术中以体积分数为0.01～0.02的七氟烷、舒芬太尼1～2 μg/(kg·h)，以及罗库溴铵0.5 mg/(kg·h)维持麻醉。在患儿前额监测双侧脑氧饱和度。使用加温毯和输液加温装置维持患儿体温36.0～37.5 ℃。静脉输注5%葡萄糖溶液、乳酸林格液和20%白蛋白溶液，根据血气分析结果输注红细胞悬液，并纠正电解质酸碱平衡。术中将切取的供肝左外叶用于原位肝移植，手术结束后将患儿带管送入ICU继续支持治疗。

1.3 观察指标 在手术开始前即刻(T1)、无肝期20 min(T2)、新肝期1 h(T3)和新肝期24 h(T4)，分别抽取患儿颈内静脉血，于室温下3 000 r/min(离心半径10 cm)离心10 min，取上清液，置于-80 ℃冰箱冷冻保存。记录患儿的心率、平均动脉压(mean arterial pressure,MAP)、CVP、血气分析指标、左右双侧脑氧饱和度。应用ELISA试剂盒(上海一研生物科技有限公司)监测患儿血清中Aβ、Thr181位点磷酸化Tau蛋白和总Tau蛋白水平。

2 结 果

2.1 手术情况 患儿的移植物与受体质量比(graft and recipient weight ratio,GRWR)为3.60%(2.96%,4.14%)，手术时间为338.00(309.00,370.00)min，无肝期时间为34.00(29.00,38.00)min，冷缺血时间为63.00(52.00,76.00)min，红细胞输注量为1.00(1.00,1.00)U。

2.2 患儿围手术期血流动力学指标和动脉血pH值的比较 T2、T3、T4时间点的血流动力学指标波动明显。患儿T3时间点的MAP显著低于T1时间点(P<0.05)，T3、T4时间点的MAP均显著低于T2时间点(P值均<0.05)；T2至T4时间点的CVP均显著低于T1时间点(P值均<0.05)；T2时间点的SVRI显著高于T1时间点，于T3时间点显著低于T1时间点，于T3、T4时间点显著低于T2时间点(P值均<0.05)；T2至T4时间点的动脉血pH值均显著高于T1时间点，T3时间点的动脉血pH值显著低于T2时间点(P值均<0.05)。患儿各时间点的心率、CI和SVV的差异均无统计学意义(P值均>0.05)。见表1。

表1 患儿围手术期血流动力学指标和动脉血pH值

2.3 患儿围手术期血清Aβ、Tau蛋白水平和脑氧饱和度的比较 患儿T4时间点血清磷酸化Tau蛋白水平显著低于T1时间点(P<0.05)。患儿各时间点间血清Aβ、总Tau蛋白水平和脑氧饱和度的差异均无统计学意义(P值均>0.05),且围手术期患儿的脑氧饱和度均低于50%。见表2。

表2 患儿围手术期血清Aβ、Tau蛋白水平和脑氧饱和度

3 讨 论

肝移植手术是唯一一种帮助罹患先天性胆道闭锁导致的终末期肝病患儿可能长期存活的治疗手段。随着手术技术和麻醉技术的不断进步，患儿的5年生存率有了显著提高[2]。但是胆道闭锁患儿长期患有高胆红素血症[11-12]，胆红素易在脑细胞中积累，导致胆红素脑病和中枢神经系统功能不全。肝移植手术中无肝期下腔静脉被完全阻断，回心血量骤减，心排量明显降低导致机体重要器官灌注不足[13-14]，以及再灌注过程中产生的免疫炎症反应和线粒体损伤等[15]，都可致使肝移植患儿围手术期存在不同程度的神经功能损伤。小儿神经系统发育处于突触爆发期，是神经系统快速分化、迁移、树突形成复杂神经网络的时期，严重的神经功能损伤将对患儿的脑部发育可产生巨大的影响[16]。

减少亲体肝移植患儿围手术期神经系统并发症发生尤为重要，其关键在于早期发现神经功能损伤。脑组织氧饱和度是脑组织氧含量的直接测量值，近红外光谱技术可实时监测脑氧饱和度，通过脑组织微脉管水平的血氧饱和度来反映脑组织氧的供需平衡[17]。婴幼儿脑氧饱和度维持在55%～85%可以减少脑部缺氧的发生风险[18]。研究[19-20]发现，婴幼儿心脏手术中脑氧饱和度的降低与神经发育的不良结局相关，因此,脑氧饱和度监测可评估婴幼儿围手术期神经功能的损伤程度。尽管本研究中各时间点患儿围手术期脑氧饱和度的差异无统计学意义，但均低于50%，推测胆道闭锁患儿围手术期可能存在一定的神经功能受损。

为了全面探索评估该群体患儿围手术期的神经功能，本研究进一步检测了血清生物标志物。研究[21]发现，Aβ是β淀粉样前体蛋白在体内的正常代谢产物之一，所有神经细胞都能产生Aβ，并将其释放到脑脊液和血液中。已有证据表明，低浓度的Aβ能刺激未成熟神经元的分化。随着浓度的升高，Aβ的神经毒性作用可导致树突和轴突的萎缩，以及神经元细胞凋亡等[22]。Weingarten等[23]首次分离得到Tau蛋白，为一种与微管组装相关的含磷糖蛋白。微管作为细胞骨架系统的重要组成部分，在健康神经元中是轴突运输和树突状物质形成的重要途径，也参与维持神经元形态，促进轴突和树突状突起的形成[24]。Tau蛋白过度磷酸化后形成成对的螺旋丝，进一步形成神经纤维缠结的结构，导致生物学功能的丧失。这些变化导致微管正常结构瓦解，最终致使神经元变性，故而认为Tau蛋白异常高磷酸化是神经功能损伤的重要机制之一[25-26]。一项前瞻性临床研究[27]对1 113例患者随访8年后发现，血浆Thr181位点磷酸化的Tau蛋白水平与认知进行性下降有关，推测该位点磷酸化的Tau蛋白水平可能是神经退行性变和认知能力下降的早期预测因子。本研究观察到患儿血清Thr181位点磷酸化Tau蛋白水平在T4时间点较T1时间点显著降低，患儿围手术期血清总Tau蛋白水平和Aβ水平无显著变化。笔者推测，随着肝移植成功，新肝在患儿体内逐渐发挥作用，原有肝衰竭引起的肝功能异常、胆红素水平升高、低蛋白血症等病理生理改变逐渐得到改善，肝移植手术可因及时终止了高血氨和高胆红素血症等毒性物质对神经系统的损伤。本研究尚有不足之处，低龄儿童大脑尚处于可塑性时期，手术后神经功能损伤是否能够得到修复，仍需进一步特定量表评估长期预后加以证实。在前期研究[28]中，本团队对先天性胆道闭锁行活体肝移植术后患儿进行远期认知功能和心理发育情况的评估，通过多因素回归分析寻找相关危险因素。

综上所述，活体肝移植患儿围手术期存在血流动力学波动，同时可能存在神经功能损伤。围手术期血流动力学、脑氧饱和度，以及脑损伤标志物的监测可评估患儿神经功能损伤及其严重程度。该群体患儿围手术期神经功能损伤的预防和管理策略有待进一步研究。