項(xiàng)丹 楊子浩

亞低溫對新生兒缺氧缺血性腦病腸道細(xì)菌移位影響的研究

項(xiàng)丹 楊子浩

正常情況下，腸道菌群與人體和外部環(huán)境保持著平衡狀態(tài),對人體的健康起著重要作用。缺氧缺血性腦?。℉IE）是新生兒中好發(fā)疾病亦是病死率及致殘率較高的疾病，常伴胃腸功能損傷，亞低溫治療作為HIE的常規(guī)治療手段，不僅降低HIE病死率及致殘率，且改善胃腸功能。本文就正常胃腸道，腸道-微生物-腦軸，HIE伴發(fā)胃腸道功能損害，亞低溫對HIE胃腸道功能作用及菌群移位的影響等幾方面作一綜述。

缺氧缺血性腦病 低溫 胃腸道 菌群移位

新生兒缺氧缺血性腦病（HIE）是指圍生期窒息導(dǎo)致的腦缺氧缺血性損傷。在引起腦損傷的同時，伴隨其他臟器的損傷，如胃腸功能損傷。研究發(fā)現(xiàn)，窒息新生兒胃腸功能損害發(fā)生率高達(dá)30%以上[1]。同時，胃腸道是多臟器功能障礙綜合征（MODS）的始發(fā)器官之一,可造成死亡[2]。早期應(yīng)用亞低溫治療HIE已被廣泛認(rèn)可，能顯著降低患兒病死率及致殘率，但對HIE胃腸道功能的作用仍在進(jìn)一步研究中，本文就正常胃腸道、腸道－微生物－腦軸、HIE伴發(fā)胃腸道功能損害、亞低溫對HIE胃腸道功能作用及菌群移位的影響等幾方面進(jìn)行綜述。

1 正常胃腸道

胃腸道是與外界接觸最廣的系統(tǒng)，其表面積約200～300m2，每天與成千上萬的微生物及進(jìn)入腸道營養(yǎng)物質(zhì)相接觸，而防止這些細(xì)菌及產(chǎn)物透過腸壁進(jìn)入體內(nèi)及調(diào)節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，這些過程需要一套復(fù)雜的防御系統(tǒng)，包括：高度復(fù)雜的口腔內(nèi)菌群經(jīng)胃酸破壞部分細(xì)菌，減小細(xì)菌對胃腸道影響；小腸作為過渡區(qū)，大流量腸液將細(xì)菌在繁殖前沖洗到遠(yuǎn)端回腸和結(jié)腸；回盲瓣具備防止盲腸內(nèi)容物逆流到回腸的作用；胰腺分泌的胰酶破壞細(xì)菌細(xì)胞壁；同時還包括胃腸道屏障：由外向內(nèi)分別為腸道微生物群，黏膜層，上皮細(xì)胞層，腸道相關(guān)淋巴組織形成的免疫屏障。一般情況下,腸道菌群與人體和外部環(huán)境保持著一個平衡狀態(tài),對人體的健康起著重要作用。在某些情況下,這種平衡被打破可引發(fā)疾病或加重病情，引起并發(fā)癥甚至發(fā)生MODS及死亡。

2 微生物-腸-腦軸

中樞神經(jīng)系統(tǒng)、腸內(nèi)神經(jīng)系統(tǒng)及胃腸道菌群3者之間為相互作用的關(guān)系。胃腸道微生物及代謝產(chǎn)物參與胃腸功能的調(diào)節(jié)，影響腸道通透性、黏膜免疫功能、腸道蠕動以及腸內(nèi)神經(jīng)系統(tǒng)的活動。此外，臨床前研究發(fā)現(xiàn)，胃腸微生物及代謝產(chǎn)物可參與行為調(diào)節(jié)及大腦功能，如應(yīng)激反應(yīng)、情感行為、疼痛調(diào)節(jié)及大腦生物化學(xué)的形成[3]。同樣，中樞神經(jīng)系統(tǒng)經(jīng)交感神經(jīng)、腸神經(jīng)系統(tǒng)的副交感神經(jīng)支及下丘腦－垂體－腎上腺（HPA）軸調(diào)節(jié)胃腸道功能。研究發(fā)現(xiàn)，交感神經(jīng)釋放的神經(jīng)遞質(zhì)可影響腸道微生物構(gòu)成，腸道通透性及局部免疫；HPA軸調(diào)節(jié)腸道局部及全身免疫細(xì)胞，影響腸道的通透性、蠕動、分泌、屏障功能以及腸內(nèi)菌群構(gòu)成[3－4]。腸神經(jīng)系統(tǒng)亦參與腸道功能的調(diào)節(jié)，如腸道局部動力、酸的分泌、碳酸根及黏液的產(chǎn)生、上皮水層的維持、腸道通透性以及黏液免疫反應(yīng)。這種腸道微生物與腦之間的雙向關(guān)聯(lián)稱為微生物－腸－腦軸[4－5]。

3 缺血缺氧性腦病（HIE）

HIE是新生兒高發(fā)病率及病死率的疾病之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，圍生期時每1 000例足月存活新生兒就有1～3例HIE患兒，且這些患兒病死率達(dá)15%～20%，即使存活下來，仍有25%的患兒后期遺留嚴(yán)重及持續(xù)的神經(jīng)心理后遺癥，包括智力低下、視覺運(yùn)動或視覺感知、功能障礙、多動、腦性麻痹及癲癇，給患兒、社會及家庭帶來了沉重的負(fù)擔(dān)[6]，故探索及確定可靠的治療手段對減少HIE患兒的腦損傷至關(guān)重要。根據(jù)其不斷發(fā)展的病理過程，HIE可大致劃分為4個階段[7]：（1）原發(fā)性能量衰竭期（the“primary”phase）：高能量代謝物質(zhì)枯竭，導(dǎo)致細(xì)胞逐漸去極化，出現(xiàn)嚴(yán)重的細(xì)胞毒性水腫；由于膠質(zhì)細(xì)胞再攝取功能喪失及細(xì)胞的過度去極化導(dǎo)致興奮性氨基酸在細(xì)胞外蓄積，引起興奮性毒性反應(yīng)；（2）潛伏期（the“l(fā)atent”phase）（～6h）：N甲基－D－天氡氨酸（NMDA）受體高度興奮，促凋亡信號激活，縫隙鏈接開放，通道半開放，以及出現(xiàn)癲癇波。盡管一些神經(jīng)元可能壞死，絕大多數(shù)開始恢復(fù)；（3）繼發(fā)性能量衰竭期（6～72h）：在整個疾病過程中最為關(guān)鍵,一旦該階段啟動,可引起線粒體崩解、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞水腫、細(xì)胞壞死等，最終可導(dǎo)致大腦神經(jīng)元的損傷加重甚至死亡。該期的嚴(yán)重程度與1～4歲患兒神經(jīng)發(fā)育結(jié)局密切相關(guān)；（4）修復(fù)及重組期（數(shù)天～數(shù)月）：部分細(xì)胞壞死仍存在，之前的突觸聯(lián)系受損，炎癥反應(yīng)持續(xù)存在，同時再生細(xì)胞發(fā)育，存活神經(jīng)元構(gòu)建新的突觸聯(lián)系。

4 HIE常合并胃腸功能不全

HIE常合并多臟器功能障礙，胃腸功能不全是HIE常見的并發(fā)癥之一。新生兒窒息程度越重，胃腸功能損害發(fā)生率越高，病死率越高。缺血缺氧后，“潛水反射”引起血流的再分配，以減少非重要臟器如小腸血流量為代價，而保持腦、心臟、腎臟的灌注。動物實(shí)驗(yàn)[8]及新生兒窒息研究[9]發(fā)現(xiàn)，窒息后腸系膜上動脈血流前3d明顯減少，盡管有暫時恢復(fù)，3d后才正?；蜷_始增多，7d后明顯增多。胃腸道血流減少可導(dǎo)致黏膜損傷，損傷程度與窒息的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)，對窒息后不久的新生兒行胃腸檢查，發(fā)現(xiàn)均存在程度不等的胃黏膜點(diǎn)狀糜爛或出血。腸系膜缺血再灌注與腸道屏障功能障礙相關(guān)，Rosero等[10]發(fā)現(xiàn)，腸系膜缺血促發(fā)全身炎癥反應(yīng)及氧化應(yīng)激，炎癥反應(yīng)及氧化應(yīng)激損傷腸道上皮細(xì)胞緊密鏈接，導(dǎo)致細(xì)胞間通透性增加，腸黏膜屏障完整性受損，且腸道缺血增加上皮細(xì)胞的凋亡，導(dǎo)致宿主及病原體相互作用增加，黏膜炎癥及微生物群組成改變。Stanley等[11]在腦缺血再灌注動物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，休克激活交感神經(jīng)系統(tǒng)，促發(fā)一系列反應(yīng)，導(dǎo)致腸道通透性增加，同時削弱機(jī)體抗細(xì)菌的能力及腸道屏障功能，促發(fā)共生菌的移位及彌散，且研究發(fā)現(xiàn)，休克后肺炎病原體來源部位為小腸，70%的病原體為腸道共生菌。這種使原本寄居于腸道內(nèi)的正常菌群及其內(nèi)毒素，通過某種途徑穿過腸黏膜屏障，侵入正常情況下無菌的腸壁黏膜、腸系膜淋巴結(jié)、門靜脈及其他腸外組織器官，即腸道的細(xì)菌移位，引發(fā)腸源性感染，故胃腸道被認(rèn)為即是炎癥的始發(fā)部位，亦是全身炎癥反應(yīng)持續(xù)存在的“發(fā)動機(jī)”，導(dǎo)致多臟器功能衰竭，甚至死亡。Crapser等[12]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，腦缺血再灌后幼鼠對腸道屏障功能的修復(fù)及細(xì)菌移位的恢復(fù)快于成年大鼠，可能因成年大鼠先天性免疫和適應(yīng)性免疫的過度激活。

5 亞低溫治療是治療HIE重要手段

亞低溫治療具有良好的心腦保護(hù)作用已經(jīng)為臨床所證實(shí)，并廣泛應(yīng)用于各種危急重癥?！?010美國心臟協(xié)會心肺復(fù)蘇指南》及國內(nèi)《亞低溫治療新生兒缺血缺氧性腦病方案（2011）》均明確指出亞低溫療法對心肺復(fù)蘇后的成人及HIE兒童尤其是新生兒具有顯著的神經(jīng)保護(hù)作用，且提倡早期（出生6h內(nèi)）應(yīng)用亞低溫治療HIE患兒。研究發(fā)現(xiàn)[13]，更早期應(yīng)用（生后≤1h）較后期應(yīng)用（生后1～6h），其臨床電驚厥發(fā)生率更低，住院時間及呼吸機(jī)使用時間更短。其保護(hù)機(jī)制可能包括：降低缺血時興奮性氨基酸的釋放，減少自由基的產(chǎn)生，降低顱腦糖及氧的代謝率及降低高能量磷酸鹽丟失；改善繼發(fā)性能量衰竭，降低毒性一氧化碳的產(chǎn)生，減少神經(jīng)元細(xì)胞的凋亡及抑制炎癥反應(yīng)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)[14－15]，行局部亞低溫及全身亞低溫治療者住院病死率及住院時間并沒有差異，且兩者的不良反應(yīng)如低血壓、心動過緩、血小板減少、凝血功能異常、腎功能不全、電解質(zhì)紊亂、肝酶增加及持續(xù)性肺動脈高壓等均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。但Allen等[16]認(rèn)為，選擇性亞低溫治療下腦MRI異常較全身亞低溫治療更嚴(yán)重；且選擇性頭部亞低溫治療其目標(biāo)溫度及復(fù)溫時溫度不穩(wěn)定，故全身亞低溫治療似乎更優(yōu)于選擇性頭部亞低溫治療。從近年來兩者使用比例上看，全身亞低溫治療應(yīng)用比例逐漸增加，而頭部亞低溫治療呈下降趨勢，其部分原因與頭部亞低溫治療不利于一些臨床檢查的操作有關(guān)[17]。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，亞低溫治療在改善腦功能的同時對胃腸功能具有保護(hù)作用。

6 亞低溫治療改善窒息后出現(xiàn)的胃腸功能障礙

目前關(guān)于亞低溫治療HIE時對胃腸功能的影響鮮有報(bào)道，只有兩項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，亞低溫下HIE患兒胃腸道不良事件（如胃腸道黏膜脫落、直腸出血、壞死性小腸結(jié)腸炎）發(fā)生率分別為＜1%（1/163）、3.6%（4/110）[18－19]，且亞低溫治療并不能減少胃腸道不良事件。Shankaran等[20]發(fā)現(xiàn)，亞低溫治療下HIE組與對照組相比，其出院時灌喂率（11%vs7%）及出院時帶胃管率（7%vs17%）差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。但Thornton等[21]發(fā)現(xiàn)全身亞低溫治療的患兒病死率更低，達(dá)到全胃腸道喂養(yǎng)及全經(jīng)口喂養(yǎng)先于對照組，且因未開奶、未能全胃腸喂養(yǎng)、未經(jīng)口喂養(yǎng)而死亡的患兒少于對照組，置胃管、出院需灌喂比例及病死率低于對照組，提示亞低溫治療能改善中重度HIE患兒的喂養(yǎng)不耐受。曾有研究顯示，在心源性休克、心搏驟停等急危重癥時，低溫能改善循環(huán)和組織灌注狀態(tài)，亞低溫治療改善缺血缺氧時胃黏膜表面的血氧飽和度。Childs等[22]在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，出血性休克大鼠腸黏膜微血管通透性增加，而在亞低溫狀態(tài)下，微血管滲出減少，通透性降低。對其保護(hù)機(jī)制進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，心臟驟停模型中，低溫可減輕線粒體形態(tài)改變，增加Na+－K+和Ca2+ATP酶活性，減輕胃腸絨毛的損害，從而改善胃腸功能的損傷[23]。同時Hassoun等[24]亦發(fā)現(xiàn)缺血期局部低溫（15～20℃）降低轉(zhuǎn)錄因子－κB（NF－κB）活性及誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（iNOS）水平，減少小腸通透性。Stefanutti等[25－26]亦發(fā)現(xiàn)，腸系膜動脈缺血30min后在再灌注期間予局部中度低溫（30～32℃）可減少中性粒細(xì)胞的浸潤，降低氧化應(yīng)激水平，減輕小腸的損傷。因此，亞低溫治療利于腸黏膜屏障功能保護(hù)。

7 亞低溫治療降低腸道菌群移位

腸道細(xì)菌移位是指腸道內(nèi)的細(xì)菌穿過腸黏膜屏障對正常無菌組織和器官侵襲的過程。腸道菌群移位的發(fā)生受免疫功能破壞，腸道菌群失調(diào)，腸屏障功能受損等因素的影響。綜上所述，腸道缺氧缺血導(dǎo)致腸道屏障功能受損，亞低溫治療改善胃腸功能障礙，降低腸道菌群移位。Ulger等[27]發(fā)現(xiàn)，在鈍性胸部創(chuàng)傷聯(lián)合失血性休克雙重打擊模型中，輕度及中度低溫均能降低腸道菌群移位,但輕度低溫組菌群移位陽性率相對中度低溫低。Deniz等[28]亦發(fā)現(xiàn)，在出血性休克及經(jīng)氣管感染銅綠假單胞菌雙重打擊模型中，低溫（34℃）糾正血流改變，降低細(xì)菌移位的發(fā)生。但也有研究指出，在出血性休克模型中[29]，32℃及28℃的低溫雖然能改善血壓，提高生存率及改善神經(jīng)系統(tǒng)預(yù)后，并不能降低細(xì)菌移位的發(fā)生率?；谝陨辖Y(jié)果，輕度亞低溫治療可能較深度亞低溫治療更利于抑制腸道細(xì)菌移位。

HIE新生兒常合并急性胃腸功能損傷，亞低溫治療作為HIE患兒的常規(guī)治療手段，改善胃腸道血流，降低炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激、凋亡等，從而顯著改善胃腸功能，降低腸道菌群移位，但機(jī)制仍需進(jìn)一步研究，為應(yīng)用于臨床提供理論依據(jù)。

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2017-02-11）

（本文編輯：馬雯娜）

10.12056/j.issn.1006-2785.2017.39.9.2017-255

浙江省衛(wèi)生與計(jì)劃生育委員會科研項(xiàng)目（2014KYA259）

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楊子浩，E-mail：hzyangzh2007@163.com