абстрактно

Основното

Последните данни показват, че възпалителните цитокини играят роля в патогенезата на NE. Повишените нива на IL-6 и IL-8 в цереброспиналната течност при новородени новородени корелират с по-тежката енцефалопатия (1). При новородени, родени от майки с клиничен хориоамнионит, пиковите нива на IL-6, IL-8 и RANTES са измерени при новородени, които са имали NE и/или гърчове (2). Неонаталният възпалителен отговор може също да повлияе на резултата от неврологичното развитие, тъй като повишените цитокини при новородени с NE корелират с ранен изход (1). Неонаталните серумни цитокини (IL-1, IL-8, IL-9, TNF-α и RANTES) също са значително по-високи при деца, които по-късно развиват церебрална парализа (CP) (3, 4).

Не е установена обаче връзката на цитокините с новородения мозъчен метаболизъм, мозъчно увреждане и по-дългосрочни когнитивни и двигателни резултати при NE. Целта на това кохортно проучване е да се определи дали нивата на новородените серумни цитокини са свързани с 1) скоростта на мозъчния метаболизъм, оценена чрез 1H-MRS, 2) аномалии, съответстващи на ядрено-магнитен резонанс и 3) неврологични резултати от развитието, оценени чрез методи за развитие и невромотор ... оценка за 30 месеца.

методи

Субекти.

Тази кохорта е получена от проспективно проучване за определяне на предиктори за ЯМР неврологично развитие при новородени с дългосрочен и краткосрочен риск от NE. Впоследствие новородените, приети в детската стая за интензивно лечение към UCSF и свързаната с тях окръжна болница, бяха изследвани между октомври 1993 г. и януари 2000 г., за да бъдат включени 125 новородени с поне едно от следните: 1) пъпна артерия рН 10; 3) Резултат по Apgar ≤ 5 на 5 минути живот; или 4) очевидно NO, оценено от неонатолог (фиг. 1). Новородените са изключени, ако е била гестационната им възраст

неонатална

Блок-схема, илюстрираща формирането на кохорти.

Изображение в пълен размер

Цитокини.

Неонатално състояние.

Прегледът на клиничното изпитване включва информация, която е от значение за анализа на нивата на цитокините: плацентарна или неонатална инфекция, кръвопреливане при новородени, ECMO или лечение на стероиди на майката и резултати за неонатална остра физиология - перинатално уголемяване (SNAP-PE) като обща мярка за системно заболяване тежест през първите 24 часа от приема.

Данни за магнитен резонанс.

От 62 новородени в проучването за цитокини, 61 са изследвани с ЯМР на мозъка; 1 новородено е клинично нестабилно за изображения. От тези 61 новородени също са извършени 42 H-MRS (1 H-MRS е включен в протокола за изследване през 1995 г.) (Фиг. 1). За цялата кохорта бяха използвани един и същ MR скенер и техники. Новородените са изобразени при средна продължителност на живота от 6 d (диапазон 2-16 d), след като са били клинично стабилни за безопасно предаване на MR скенер и е налице време за изобразяване.

Ядрено-магнитен резонанс на мозъка при всички новородени включва 4 mm (1 mm интервал) сагитално и аксиално спиново ехо [500/11/2 време за повторение (TR)/време на ехо (TE)/възбуждане] и 4 mm (2 mm интервал) аксиални спин ехо ( 3000/60, 120/1) цял мозък. Ядрено-магнитен резонанс на аномалии на Т1- и Т2-претеглени последователности бяха оценени с помощта на системата, описана по-горе, за определяне на невромоторния резултат (6) в DGN, както следва: 0 = нормален DGN или изолиран фокус на инфаркт на кората; 1 = необичаен сигнал в таламуса; 2 = анормален сигнал в таламуса и ядрото на лентиформата; 3 = ненормален сигнал в таламуса, лентиформеното ядро ​​и перилоландската кора; и 4 = по-широка връзка. Констатациите в WS бяха оценени, както следва: 0 = нормално WS; 1 = единичен фокален инфаркт; 2 = необичаен сигнал в предната или задната част на бялото вещество; 3 = анормален сигнал в предната или задната част на мозъчната кора и бяло вещество; 4 = необичаен сигнал в предната и задната зона на речния басейн; и 5 = по-голямо кортикално увреждане. За анализ бяха използвани максимални резултати във всяка от последователностите и за двата региона.

1 H-MRS може да се използва за откриване на повишаване на нивата на лактат (лактат/холин), което показва нарушен метаболизъм в мозъчния окислителен процес и намаляване на нивата на NAA (NAA/холин), което показва забавено клетъчно съзряване, увреждане на клетките, дисфункция или смърт (7). Протонните спектри са получени от DGN и фронталната зона на басейна (5 cm 3 воксела) (фиг. 2), тъй като тези региони са особено податливи на неонатално нараняване (8). 1 H-MRS беше извършена с помощта на техника на точкова разделителна спектроскопия (PRESS), за да се получат дълготрайни спектри с PROBE ехо (PROton Brain Exam; General Electric Medical Systems, Milwaukee, WI) последователност за 5 минути с TR = 2 s, TE = 288 ms и общо 128 придобивания, както е описано по-горе (9). След придобиването, данните за 1H-MRS бяха прехвърлени офлайн и анализирани на работна станция SPARC (Sun Microsystems, Mountain View, CA). Данните от 1 H-MRS бяха преобразуване на Фурие и базова линия. Върховите повърхности са интегрирани за холин, креатин, NAA и лактатен резонанс.

(A) Местоположението на 1H-MRS воксели се припокрива с аксиални T2 мозъчни MR изображения на термина новородено (кутия). Voxel DGN съдържа лентиформните ядра, вентролатералния таламус и задния крайник на вътрешната капсула. Voxel WS включва предимно субкортикално бяло вещество в областта между разпределението на предната церебрална артерия и средната церебрална артерия. (Б) Представителни протонни спектри на новородено с нормално неврологично развитие (воксели, както е показано, PRESS техники TR 2 s, TE 288 ms и 128 придобивания). Обърнете внимание на отсъствието на лактатен пик, както и че амплитудата на пика на NAA е между пролуките на пиковете на холин (Cho) и креатин (Cre). (В) Представителни протонни спектри на новородено с необичайно неврологично развитие (воксели, както е показано, PRESS техники TR 2 s, TE 288 ms и 128 придобивания). Отбележете наличието на лактатен дублет и относителното намаляване на пика на NAA в сравнение със спектъра в В.

Изображение в пълен размер

Изследвания за развитие.

Педиатрични невролози, заслепени от неонатална информация, назначена от NMS при стандартизирани изследвания: 0 = нормално; 1 = необичаен тон или рефлекси или примитивни рефлекси; 2 = необичаен тонус и рефлекси; 3 = намалена мощност и аномалия на тона; 4 = засягане на черепномозъчния нерв и всяка двигателна аномалия; 5 = засягане на черепномозъчния нерв и спастична квадрипареза; и 6 = смърт (10). Когнитивното развитие е регистрирано задоволително за всяко дете с помощта на теста MDI Bayley Scale for Child Development II (11). Дванадесетмесечните (n = 60) и 30-месечните (n = 54) невроразвитие са класифицирани априори като функционално нормални, ако MDI> 70 и невромоторните резултати 0.5 (5). Въпреки че кръвните проби не могат да бъдат поставени за 10-те новородени, включени в изследването за цитокини, тези новородени имат подобно разпределение на нараняванията при ЯМР в сравнение с 62-те новородени, чиито кръвни точки са анализирани (всички p> 0,2).

Характеристики на кърмачета и майки.

Цитокини.

Кръв се събира за анализ на цитокини при медиана 2d от живота (диапазон 1-8 d). Само на едно новородено е взета кръв след 8 d (d 17); отстраняването на това новородено не е променило резултатите от последващи анализи. Концентрациите на цитокини не корелират с деня от живота, в който се събира кръв (p> 0, 1). Нивата на цитокини при 12 новородени, които са получили кръвопреливане преди да бъдат получени проби от петата, не се различават значително от тези, измерени в останалата част от кохортата (p> 0,6). В допълнение към IL-13, цитокините корелират значително помежду си (Таблица 1).

Маса в пълен размер

MR данни.

Лактат/холин е значително увеличен с IL-1β, IL-6, IL-8 и TNF-α в DGN, но не и в WS зоната, като се коригира денят на вземане на кръв и се извършва MR (Таблица 2). ). Асоциацията остава значителна без промяна (фиг. 3). IL-9, IL-12 и IL-13 не са свързани с лактат/холин в нито един регион. Измерените цитокини не са свързани с NAA/холин (Таблица 2). По подобен начин нивата на цитокини не са свързани със структурни резултати от ЯМР (всички p> 0,05). Въпреки това, структурните резултати от ЯМР значително корелират с лактат/холин и NAA/холин във всяка съответна област (p

Асоциация между неонатални серумни цитокини и церебрален лактат/холин при DGN. В едностранен анализ, лактат/холин се увеличава с IL-1β (p = 0,05), IL-6 (p = 0,007), IL-8 (p = 0,01) и TNF-α (p = 0,01). Излюпените области представляват 95% доверителен интервал.

Изображение в пълен размер

Невроразвитие.

От 54 деца с неврологично развитие на 30 месеца, 20 са имали ненормален изход (Таблица 3): 3 са починали от усложнения от NE преди да навършат 6-месечна възраст, 4 са имали изолирани когнитивни увреждания (MDI 80 общо; = 3 на три и NMS = 5 при две деца) и 8 са имали смесени когнитивни и двигателни аномалии (общ MDI ≤ 50; NMS = 3 в едно, NMS = 5 на седем). От 8 деца, загубени при проследяване на 30-годишна възраст, 5 показват нормално и 1 ненормално неврологично развитие в 12-месечното проучване, а 2 не са оценени. Като цяло се наблюдава намаляване на средните стойности на MDI от 12 на 30 месеца, но не и от средните невромоторни резултати (Таблица 4). По-конкретно, седем деца с нормален резултат на 12 месеца намаляват в състоянието: три имат изолиран двигател и четири имат изолирани когнитивни аномалии след 30 месеца. Две деца с изолирани двигателни повреди след 12 месеца не са показали никакви щети след 30 месеца. От 10 деца със смесени аномалии на 12 месеца, 1 има изолирана когнитивна функция, 1 има изолирани двигателни увреждания и 8 все още имат смесени аномалии на 30 месеца. Нито едно от децата със смесени аномалии на 12-месечна възраст по-късно не е диагностицирано като нормално.

Маса в пълен размер

Маса в пълен размер

Децата с необичаен 30-кратен изход са имали по-тежък НЕ и са били по-склонни да имат неонатални гърчове и цезарово сечение, отколкото деца с нормален изход (Таблица 3).

Едно новородено с доказан неонатален сепсис имаше ненормален резултат. Неговите нива на цитокини са в долния диапазон на групата с ненормални резултати и отстраняването му от анализа не променя резултатите.

Неонаталните нива на IL-1β, IL-6 и IL-8 са значително по-високи при деца с ненормален резултат на 30 месеца в сравнение с пациенти с нормално неврологично развитие (Таблица 5). За разлика от това, нивата на IL-12 са по-ниски при новородени с по-късен аномален изход.

Маса в пълен размер

ДИСКУСИЯ

В случая на NE, увеличаването на възпалителните цитокини в неонаталния серум се свързва с нарушен оксидативен метаболизъм в новородения мозък и анормален неврологичен резултат на 30-месечна възраст. Това е в съответствие с предишното ни наблюдение в тази кохорта, че нивата на новородените цитокини са били повишени при деца с анормален невромоторен изход на 12-месечна възраст (3).

По същия начин други са открили, че нивата на IL-6 и IL-8 в цереброспиналната течност (CSF) на новородени новородени корелират със степента на енцефалопатия, а нивата на IL-6 корелират с резултатите (1). Нашите открития подкрепят скорошни изследвания на новородени с NE, които показват високи плазмени нива на IL-6 и високи нива на IL-6 и TNF-α в сравнение с контролите. Високите съотношения CSF/плазма за тези цитокини предполагат, че те се произвеждат в ЦНС в допълнение към техния транспорт през кръвно-мозъчната бариера (12). Терминът бебета, родени от майки с клиничен хориоамнионит, достига най-високите плазмени концентрации на IL-6, IL-8 и RANTES, когато показват NE и/или гърчове (2).

Доколкото ни е известно, това е първото проучване, което изследва връзката на системните възпалителни маркери с анаеробния мозъчен метаболизъм при новородени при хора след хипоксия-исхемия. При животински модели на бактериален менингит, където анаеробният метаболизъм се среща и в ЦНС, TNF-α и IL-1β корелират с нивата на CSF лактат (26), а TNF-α увеличава лактатната ацидоза в цереброспиналната течност чрез намаляване на церебралния прием на кислород и церебралната кръв поток (27). Асоциацията на цитокините с оксидативен стрес се подкрепя допълнително от нашето наблюдение, че противовъзпалителните цитокини са свързани с повишен лактат в DGN, но не и в WS зоната. Изследванията на магнитен резонанс при новородени с NE показват, че DGN е най-уязвимият регион (8, 28, 29), съответстващ на пространственото разпределение на лактата, измерено чрез 1H-MRS (9, 30). Измерените цитокини не са свързани със структурни аномалии, открити чрез ЯМР. Възможно е ранните неонатални МР изследвания да не са достатъчно чувствителни за откриване на леки структурни увреждания.

Наличието на неонатални гърчове при новородени енцефалопатични новородени е надежден индикатор за лош неврологичен резултат (31, 32). Както е показано по-горе, увеличаването на тежестта на новородените припадъци е независимо свързано със структурни увреждания и повишени нива на лактат/холин в зоните с дълбоко сиво вещество и басейна (33). Нивата на цитокините не са свързани с тежестта на новородените гърчове и поради това е малко вероятно връзката на цитокини с нарушен мозъчен метаболизъм да бъде объркана от наличието на гърчове.

Нашата констатация, че повишените неонатални цитокини са свързани с неврологично развитие, е в съответствие с констатациите на Nelson et al. (4) по-високи нива на IL-1β, IL-8, IL-9, TNF-α и RANTES при повечето новородени, които по-късно са развили церебрална парализа (CP). Въпреки това, при много недоносени бебета нивата на новородените цитокини не правят разлика между ХП и бебета (34). Неотдавнашно проучване на 78 термично измерени биомаркери и недоносени бебета, което се разви по-късно, показа, че моделът на възпалителните маркери се различава в двете популации (35), което предполага, че пътищата, отговорни за промяна на мозъчната травма със зрялост. Нашето предишно проучване на настоящата 12-месечна кохорта показа, че децата с необичайни невромоторни резултати са имали повишени неонатални нива на IL-6, IL-8 и IL-9 в сравнение с деца с нормално двигателно развитие (3). Нашето текущо проучване на 30-годишна възраст установява връзка на неонатални маркери за възпаление с невроразвитие, които включват когнитивни резултати в допълнение към когнитивните резултати, тъй като NE може да доведе до увреждане във всяка от тези области.

Въпреки че точността и надеждността на измерването на спектъра на веществата в архивни проби от новородена кръв е определена по-рано (3, 4), недостатъкът на този метод е, че той предоставя само картина на възпалителната каскада по време на вземането на кръв. Широкият времеви прозорец за вземане на кръв (1 - 8 d) и MR изследване (2 - 16 d) е ограничение на настоящото проучване, въпреки че това измерване е повлияло на нашите резултати към нулевата хипотеза. Поради това отклонение на измерването, бихме могли да подценим или да пренебрегнем връзката между серумните цитокини и мозъчния метаболизъм или неврологичното развитие. Предвид броя на измерените цитокини е важно да се отбележи последователността на връзката между нивата на цитокините и лактата/холина в DGN, а не в WS региона. Поради голямото припокриване в разпределението на нивата на цитокините между нормални и анормални изходни групи, тези възпалителни маркери, изолирано, не са силни прогностични предсказатели на неврологичните резултати от развитието. Необходими са допълнителни тестове със серийни биомаркери и ядрено-магнитен резонанс, за да се оцени връзката на про- и противовъзпалителните маркери с времето за нараняване и как тези маркери са взаимосвързани и се променят във времето.

В кохортно проучване не можем да докажем причинно-следствена връзка между възпалителната среда, NE и последващо увреждане на нервната система. Връзката между тези фактори може да се различава от системната неонатална инфекция или хориоамнионит. Необходими са допълнителни проучвания, за да се изследва дали модулацията на този път в термина новородено човек ще подобри когнитивните и двигателните резултати.

съкращения

дълбоки сиви ядра

екстракорпорално окисление на мембраната

протонна магнитно-резонансна спектроскопия