【摘要】：研究背景全球每年約有1500萬早產兒出生,隨著醫(yī)療技術的發(fā)展,早產兒尤其是極低、超低出生體重兒的存活率顯著增加,然而早產兒腦損傷和遠期不良神經預后如腦癱、智力低下、嚴重視聽障礙等的發(fā)病率也明顯增加,嚴重影響早產兒的生存質量。早產兒腦損傷沒有特效的治療方法,早期診斷和早期干預顯得尤為重要。早產兒不良神經預后的防治是目前新生兒醫(yī)學研究的重點。振幅整合腦電圖(a EEG)是一項近年來發(fā)展起來的新生兒腦電監(jiān)護技術,具有操作簡單、受環(huán)境干擾少、判讀容易、可持續(xù)床旁動態(tài)監(jiān)測等特點。已證實生后早期的a EEG異常與足月新生兒缺氧缺血性腦病的臨床分度及神經發(fā)育預后的相關性均強。但是,a EEG結果是否能夠早期預測早產兒腦損傷及遠期不良神經預后,目前尚不明確,且相關研究的樣本量有限。促紅細胞生成素(EPO)是一種在缺氧誘導下由腎臟產生的內源性糖蛋白,EPO除了刺激紅細胞生成的作用外,在動物試驗中還被證實具有神經保護作用。已證實重組人促紅細胞生成素(rh EPO)治療足月兒輕度至中度缺氧缺血性腦病安全有效。雖然近年來的研究證實rh EPO對早產兒也有神經保護作用,但應用的時機、劑量、療程等均不明確,且遠期隨訪資料有限,安全性尚不明確。已證實EPO能通過動物和人的血腦屏障進入腦組織,但不同報道中神經保護的有效濃度范圍相差很大,rh EPO在早產兒血液及腦脊液中的藥代動力學報道尚少。代謝組學(Metabolomics)是上世紀末興起的一門高通量地定量考察生物體系中小分子代謝物含量及其通路行為的學科,與基因組學、轉錄組學以及蛋白質組學等一樣,是系統(tǒng)生物學的一個分支。在醫(yī)學領域,代謝組學主要應用在兩個方面:1.研究藥物作用或疾病本身的機理;2.尋找可以用于診斷、預后以及藥效監(jiān)測的分子標志物。目前應用代謝組學已在癌癥、心血管病、糖尿病、精神分裂癥等疾病中發(fā)現(xiàn)重要的生物標志物,加深了對疾病機理的理解,并成功用于疾病的診斷和分型。但是代謝組學在腦性癱瘓研究中的應用尚未見報道。蛋白質組學(Proteomics)是系統(tǒng)生物學的有機組成部分,其目的是從整體的角度分析細胞內動態(tài)變化的蛋白質組成成分、表達水平與修飾狀態(tài),了解蛋白質之間的相互作用與聯(lián)系,揭示蛋白質功能與細胞生命活動規(guī)律。蛋白質組學是篩選疾病標志物的有效手段。目前這種方法還沒有應用在人類腦癱生物標記物的研究中。結合上述研究現(xiàn)狀,本研究采用早期a EEG監(jiān)測、早期rh EPO治療,并基于代謝組學和蛋白質組學技術,通過大樣本臨床試驗和基礎試驗相結合的方法,探索早產兒不良神經預后的早期評估和防治手段。第一部分振幅整合腦電圖對極早早產兒腦損傷及不良神經預后的早期評估價值目的本研究探討a EEG對極早早產兒腦損傷的早期評估和預測遠期不良神經預后的效果,并與頭顱超聲及MRI比較,探討較佳的早期評估方法,為早期干預提供依據。方法從2012年1月至2013年1月,共346例胎齡小于32周、生后2小時內入住新生兒重癥監(jiān)護病房的早產兒,排除先天性顱腦畸形、染色體病、遺傳性及代謝性疾病后納入本研究。a EEG于出生后72h內監(jiān)測;頭顱超聲于生后3天內進行第1次檢查,以后每周復查1次直至生后4周;頭顱MRI于糾正胎齡40周時檢查。早產兒管理按照診療常規(guī)進行。出院隨訪至糾正胎齡18個月,運用Bayley嬰幼兒發(fā)展量表評價認知及運動發(fā)育,記錄有無腦癱、嚴重視力或聽力障礙、智力低下、死亡等不良神經預后。結果出生后72h內a EEG重度異常(p=0.000)及a EEG評分5分(p=0.006)均與早產兒腦白質損傷呈正相關,但a EEG異常與顱內出血無關(p=0.186)。a EEG、頭顱超聲、頭顱MRI重度異常均與糾正胎齡18個月時的不良神經預后呈正相關。a EEG和MRI聯(lián)合對不良神經預后的預測效果與三項檢查聯(lián)合的預測效果相同,即敏感性52.4%、特異性96.2%、陽性預測值78.6%、陰性預測值88.4%,且均優(yōu)于單項檢查。結論出生后72h內a EEG重度異�？梢栽缙陬A測極早早產兒腦白質損傷和遠期不良神經預后的發(fā)生。因此,a EEG可作為新生兒重癥監(jiān)護病房監(jiān)測極早早產兒腦功能的早期指標。第二部分促紅細胞生成素對極早早產兒不良神經預后的防治效果目的本研究旨在探討早期反復小劑量rh EPO對極早早產兒遠期不良神經預后的防治作用及其安全性,并觀察rh EPO在血液及腦脊液中的藥代動力學。方法采用前瞻性隨機對照的試驗方法,從2009年1月至2013年6月,共800例胎齡≤32周、生后72小時內入住新生兒重癥監(jiān)護病房的早產兒,排除先天顱腦畸形、染色體病、遺傳代謝病、Ⅲ-Ⅳ級顱內出血(隨機分組前)、紅細胞增多癥、嚴重感染、生命體征不穩(wěn)定后納入本研究,并隨機分成rh EPO組和對照組。rh EPO組于生后72小時內靜脈注射rh EPO 500u/Kg,隔日一次,共2周;對照組給予等體積的生理鹽水,療程同rh EPO組。出院隨訪至糾正胎齡18個月,主要觀察指標為死亡及中重度神經功能障礙的發(fā)病率。在rh EPO組隨機選擇60例胎齡29-30周的早產兒并隨機分成6組,每組各10例。在rh EPO初次給藥前(0h)及給藥后3h,6h,12h,24h,48h分別采集靜脈血和腦脊液,采用酶聯(lián)免疫吸附法批量測定血清、腦脊液中EPO的濃度。結果糾正胎齡18個月時,rh EPO組早產兒死亡和中重度神經功能障礙的發(fā)病率(43/330,13%)顯著低于對照組(91/338,26.9%)(OR=0.40[95%CI=0.27 0.59],p0.001)。亞組分析顯示rh EPO治療對不同胎齡(28w,28 296/7w,30 32w)、不同出生體重(1000g,1000-1499g,≥1500g)、不同性別的早產兒均具有神經保護作用(p0.001)。rh EPO組早產兒早期并發(fā)癥如III IV級顱內出血(OR=0.38[95%CI=0.23 0.62],p=0.000)、腦室周圍白質軟化(OR=0.52,[95%CI=0.35 0.79],p=0.002)、壞死性小腸結腸炎(OR=0.44[95%CI=0.27 0.73],p=0.001)、敗血癥(OR=0.65,[95%CI=0.46 0.92],p=0.015)的發(fā)病率顯著低于對照組,且未見其他副作用發(fā)生。血清(480.32±7.97 m IU/ml)及腦脊液(42.77±8.42 m IU/ml)中的EPO水平均于初次給藥后3h達峰值,且兩者呈正相關(相關系數(shù)r為0.881,p0.05)。結論1.早期反復小劑量rh EPO治療能降低極早早產兒發(fā)生遠期不良神經預后的風險,且無明顯副作用。2.EPO能通過早產兒的血腦屏障。第三部分代謝組學在早產兒腦性癱瘓研究中的應用目的本研究運用代謝組學的方法鑒定早產兒腦性癱瘓的代謝物特征,探索腦癱的發(fā)病機理,尋找可用于診斷的生物標志物。方法疾病組選擇年齡在12-36個月之間的早產腦性癱瘓兒童,出生胎齡37周,且均患有腦室周圍白質軟化;正常組選擇相同年齡階段的無神經系統(tǒng)疾病的早產兒童,采用基于GC-TOF-MS平臺的非靶向代謝組學方法,觀察兩組兒童的血液代謝物,通過單變量分析、多變量分析和生物信息學富集分析,鑒定早產兒腦性癱瘓的代謝物變化。結果我們采集到11例早產腦癱兒童和11例早產正常兒童,一共檢測到177種差異代謝物,最終用于生物信息學分析的代謝物共42種。與正常早產兒童相比,早產腦性癱瘓兒童的血液中肌苷和能量代謝通路出現(xiàn)了異常,表現(xiàn)為肌苷的含量明顯降低,烏頭酸的含量明顯增加,三羧酸循環(huán)功能受損,磷酸戊糖通路及半乳糖代謝通路活化。OPLS-DA分析一共得到1+3個主成分,第一主成分能夠將早產腦癱兒童與早產正常兒童清晰地區(qū)分開來,代表預測能力的Q2值為0.66,成功建立定量診斷模型。結論代謝組學方法加深了我們對早產兒腦性癱瘓在能量和物質代謝方面的了解,有助于我們對其發(fā)病機制的理解。定量診斷模型的建立為早期評估早產兒腦性癱瘓?zhí)峁┮罁�。第四部分蛋白質組學在早產兒腦性癱瘓研究中的應用目的采用蛋白質組學技術鑒定早產兒腦性癱瘓的差異表達蛋白質,探索腦癱的發(fā)病機理及早期診斷生物標志物。方法疾病組選擇年齡在12-36個月之間的早產腦性癱瘓兒童,出生胎齡37周,且均患有腦室周圍白質軟化;正常組選擇相同年齡階段的無神經系統(tǒng)疾病的早產兒童,采用基于i TRAQ技術的蛋白質組學平臺,鑒定兩組兒童血漿中的差異蛋白質,通過GO注釋和富集分析,進一步理解差異蛋白質的功能和相關通路。結果我們采集到11例早產腦癱兒童和11例早產正常兒童,共鑒定了819個差異表達蛋白質,并得到66個顯著差異蛋白質。GO功能分析結果顯示,差異蛋白質主要參與抗氧化、催化活動、轉運、受體、細胞粘附、細胞周期、生長發(fā)育、免疫、代謝等生物學過程。通路富集分析顯示差異蛋白質與整合素信號通路、細胞骨架調節(jié)通路、趨化因子和細胞因子介導的炎癥信號通路有關,這些通路可能參與了早產兒腦癱的發(fā)病過程。結論差異蛋白相關信號通路加深了我們對腦癱發(fā)病機理的理解,這些差異蛋白有助于提高腦性癱瘓早期診斷準確性,并可能成為治療的潛在靶點。
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【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R722.6
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本文編號：2169214