盤(pán)琳琳 翟豐 陳潔

(上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬上海兒童醫(yī)學(xué)中心耳鼻喉口腔頜面外科 上海 200127)

新生兒缺氧是指由于產(chǎn)前、產(chǎn)時(shí)及產(chǎn)后各種因素導(dǎo)致的新生兒供氧不足引起低氧血癥和高碳酸血癥的狀態(tài)。缺氧早期，機(jī)體血液重新分布，優(yōu)先維持腦血流灌注；若低氧持續(xù)存在，機(jī)體代償耗竭，從而損傷各臟器，對(duì)新生兒的傷害極大[1]。美國(guó)嬰幼兒聽(tīng)力聯(lián)合委員會(huì)在2019年發(fā)布的指南指出，圍產(chǎn)期窒息和新生兒缺氧缺血性腦病(hypoxic ischemic encephalopathy，HIE)是新生兒聽(tīng)力障礙的危險(xiǎn)因素[2]。多項(xiàng)臨床和基礎(chǔ)研究也證實(shí)，新生兒缺氧可使新生兒聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)受損[1,3]?，F(xiàn)對(duì)新生兒缺氧對(duì)聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)損傷的臨床特征及其病理生理學(xué)機(jī)制予以綜述。

1 臨床特征

1.1 臨床表現(xiàn) 新生兒缺氧常表現(xiàn)為Apgar評(píng)分降低、圍生期窒息、新生兒呼吸窘迫綜合征(neonatal respiratory distress syndrome，NRDS)、吸入性肺炎、支氣管肺發(fā)育不良、HIE等。當(dāng)缺氧時(shí)間延長(zhǎng)，毛細(xì)胞、聽(tīng)覺(jué)傳導(dǎo)路徑各級(jí)神經(jīng)元受損，聲音感受與神經(jīng)沖動(dòng)傳遞障礙，最終導(dǎo)致感音神經(jīng)性聽(tīng)力下降(sensorineural hearing loss，SNHL)。

Apgar評(píng)分是目前我國(guó)評(píng)估新生兒呼吸功能的重要指標(biāo)，其操作簡(jiǎn)單，可較快評(píng)估新生兒生理情況。Kvestad等[4]的研究顯示，在SNHL患兒中，Apgar 5 min評(píng)分＜3分的患兒比例顯著升高(P=0.001)，Apgar 5 min評(píng)分＜3分的患兒確診SNHL的風(fēng)險(xiǎn)約為Apgar 5 min評(píng)分10分兒童的7.5倍(95%CI：2.3～24.2)。早期得到救治的輕、中度缺氧新生兒聽(tīng)力測(cè)試結(jié)果與正常新生兒無(wú)顯著差異[5]。提示短期缺氧造成的聽(tīng)力下降是短暫、可逆的，在臨床上也應(yīng)盡早對(duì)有缺氧表現(xiàn)的患兒進(jìn)行救治。圍產(chǎn)期窒息、NRDS[6-7]和支氣管肺發(fā)育不良[8-9]會(huì)增加新生兒發(fā)生聽(tīng)力障礙的風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)治療，圍產(chǎn)期窒息患兒的聽(tīng)力檢查結(jié)果有所改善，但未能完全恢復(fù)[10]。如果缺氧持續(xù)存在，將損害耳蝸和聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)，發(fā)生不可逆的聽(tīng)覺(jué)損傷，而聽(tīng)力障礙的風(fēng)險(xiǎn)也隨缺氧程度的增加而增加。當(dāng)新生兒缺氧進(jìn)展為HIE時(shí)，聽(tīng)力障礙風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步增加，其中接受低溫治療的HIE患者其聽(tīng)力障礙發(fā)病率為3.5%～19.8%[11-12]，顯著高于正常新生兒0.186%的聽(tīng)力障礙發(fā)病率[13]。

血?dú)夥治鲋笜?biāo)與聽(tīng)力檢查結(jié)果可能相關(guān)。早在1989年動(dòng)物實(shí)驗(yàn)就發(fā)現(xiàn)，動(dòng)脈血氧分壓為20～30 mmHg(血氧飽和度25%～45%，1 mmHg=0.133 kPa)可引起貓聽(tīng)性腦干反應(yīng)(auditory brainstem response，ABR)閾值改變：血氧分壓每降低1 mmHg，ABR約升高3.05 dB[14]。最近也有研究[15]指出，HIE患兒具有遲發(fā)性聽(tīng)力障礙的風(fēng)險(xiǎn)，在確診聽(tīng)力障礙的HIE患兒中，臍血血清乳酸脫氫酶升高、堿剩余降低，這2項(xiàng)指標(biāo)可能有助于識(shí)別存在潛在聽(tīng)力障礙風(fēng)險(xiǎn)的HIE患兒。但Yoshikawa等[16]發(fā)現(xiàn)，新生兒重癥監(jiān)護(hù)病房中聽(tīng)力障礙患兒的動(dòng)脈血pH值、二氧化碳分壓和氧分壓與聽(tīng)力正常患兒無(wú)顯著差異。缺氧是一個(gè)廣泛的概念，缺氧也必定會(huì)帶來(lái)許多病理改變。血?dú)夥治鍪怯糜谂袛鄼C(jī)體是否存在缺氧及缺氧程度和酸堿平衡狀態(tài)的多個(gè)量化指標(biāo)，能為醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，若能結(jié)合缺氧發(fā)生時(shí)間和時(shí)長(zhǎng)，發(fā)現(xiàn)其中與聽(tīng)力障礙的相關(guān)性，將有助于臨床防治聽(tīng)力障礙。

圍產(chǎn)期窒息合并神經(jīng)發(fā)育缺陷的患兒更容易發(fā)生聽(tīng)力障礙[17]。但目前未見(jiàn)有針對(duì)特定疾病新生兒聽(tīng)力障礙風(fēng)險(xiǎn)或發(fā)病率的研究。ABR與臨床確定的聽(tīng)神經(jīng)發(fā)育結(jié)局有一定的相關(guān)性，因此也有學(xué)者[18]提出將ABR作為評(píng)估聽(tīng)神經(jīng)發(fā)育的潛在指標(biāo)。但由于腦干聽(tīng)覺(jué)通路與中樞神經(jīng)系統(tǒng)其他部分相對(duì)獨(dú)立，可能僅出現(xiàn)其中一種異常狀況，ABR不能準(zhǔn)確評(píng)估中樞神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育狀況。

缺氧對(duì)新生兒造成的聽(tīng)力損傷可能存在性別差異，男性更明顯。Ribeiro等[19]的研究發(fā)現(xiàn)，圍產(chǎn)期窒息的男性患兒及Apgar 1 min評(píng)分＜4分和(或)5 min評(píng)分＜6分的男性患兒在瞬態(tài)耳聲發(fā)射(transiently evoked otoacoustic emission，TEOAE)測(cè)試4 kHz頻率下信噪比顯著降低；女性患兒中未觀(guān)察到明顯的異常。但具體機(jī)制不清，需要進(jìn)一步的研究探索。

1.2 聽(tīng)力學(xué)檢查表現(xiàn) 新生兒輕、中度缺氧即可影響耳聲發(fā)射(otoacoustic emission，OAE)水平。Leite等[3]的研究觀(guān)察到，Apgar 1 min或5 min評(píng)分為5～7分的患兒畸變產(chǎn)物OAE(distortion product OAE，DPOAE)測(cè)試通過(guò)率在1、2.8、4和6 kHz頻率降低，TEOAE測(cè)試通過(guò)率全頻降低。另外，Jiang等[20-21]的研究表明，Apgar 1 min或5 min評(píng)分＜7分患兒的DPOAE測(cè)試0.5～10 kHz各頻率的通過(guò)率降低。以上提示輕、中度缺氧即可干擾新生兒外毛細(xì)胞功能。

隨著缺氧的加重，ABR閾值升高[9-10,19]；同時(shí)Ⅰ、Ⅲ和Ⅴ波振幅降低，以Ⅴ波振幅降低明顯；各波潛伏期延長(zhǎng)，Ⅰ-Ⅲ、Ⅲ-Ⅴ間期延長(zhǎng)。輕度HIE患兒主要以聽(tīng)神經(jīng)末梢損害為主，表現(xiàn)為ABR的Ⅰ波潛伏期分化不良或延長(zhǎng)；中、重度HIE患兒以中樞段損害為主，表現(xiàn)為Ⅲ、Ⅴ波潛伏期延長(zhǎng)[22]。這可能是機(jī)體外周聽(tīng)覺(jué)通路修復(fù)的結(jié)果。在急性缺氧造成聽(tīng)覺(jué)通路損害的過(guò)程中，外周與中樞的聽(tīng)覺(jué)傳導(dǎo)通路對(duì)血氧濃度變化的敏感度可能存在差異。因?yàn)榭捎^(guān)察到Ⅰ波潛伏期隨缺氧加重進(jìn)一步延長(zhǎng)，但Ⅰ-Ⅴ間期無(wú)進(jìn)一步變化[23]。ABR反映了耳蝸到腦干聽(tīng)覺(jué)通路的功能，缺氧導(dǎo)致ABR異常可能與缺氧缺血性腦損傷后腦干出血、水腫或壓迫有關(guān)；機(jī)體對(duì)損傷進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)的順序是從外周到中樞，所以ABR表現(xiàn)為延長(zhǎng)的Ⅰ波潛伏期逐漸縮短，隨后Ⅰ～Ⅴ間期及Ⅴ波潛伏期逐漸恢復(fù)[24]。

2 新生兒缺氧導(dǎo)致聽(tīng)覺(jué)損傷的機(jī)制

2.1 內(nèi)耳形態(tài)學(xué)改變 光學(xué)顯微鏡下觀(guān)察缺氧后損傷后的內(nèi)耳結(jié)構(gòu)，可見(jiàn)Corti器中多層排列的外毛細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞，內(nèi)毛細(xì)胞、外毛細(xì)胞數(shù)量減少甚至消失，僅可見(jiàn)部分支持細(xì)胞；隨著缺氧程度的加重，血管紋水腫、螺旋神經(jīng)節(jié)和耳蝸神經(jīng)變性[25-27]?？梢?jiàn)毛細(xì)胞變性、死亡可能是缺氧損傷聽(tīng)覺(jué)通路過(guò)程中較早出現(xiàn)的病理?yè)p害，后逐漸累及神經(jīng)系統(tǒng)，這也與ABR檢查中先外周后中樞的損傷順序相符合。

透射電鏡下觀(guān)察內(nèi)耳細(xì)胞形態(tài)，可見(jiàn)毛細(xì)胞和血管紋邊緣細(xì)胞的細(xì)胞膜起泡，染色質(zhì)凝聚、邊集及細(xì)胞變圓等典型細(xì)胞凋亡形態(tài)變化[28]。線(xiàn)粒體異常也參與了內(nèi)毛細(xì)胞的損傷。在透射電鏡下可觀(guān)察到缺氧內(nèi)毛細(xì)胞中線(xiàn)粒體總數(shù)減少，而異常線(xiàn)粒體數(shù)量明顯增多，可見(jiàn)線(xiàn)粒體內(nèi)空泡化、髓鞘小體及少量、不連續(xù)甚至缺失的線(xiàn)粒體嵴[29]。提示新生兒缺氧損害聽(tīng)力的機(jī)制之一可能是通過(guò)線(xiàn)粒體凋亡途徑，逐步損傷毛細(xì)胞、支持細(xì)胞和螺旋神經(jīng)節(jié)。

2.2 內(nèi)耳發(fā)育異常GJB2基因突變與超過(guò)50%的遺傳性非綜合征性聽(tīng)力障礙有關(guān)，可導(dǎo)致先天性耳聾或遲發(fā)性進(jìn)行性聽(tīng)力障礙[29]。GJB2基因編碼縫隙連接蛋白26(connexin 26，Cx26)。Cx26是內(nèi)耳縫隙連接的主要成分，在新生兒Corti器的正常發(fā)育和出生后成熟中起著重要作用[30]。孕期慢性缺氧可導(dǎo)致子代大鼠內(nèi)耳Cx26區(qū)域甲基化水平升高、Cx26的mRNA及蛋白表達(dá)水平降低[26,31]，提示孕期Cx26缺陷可能引起縫隙連接介導(dǎo)的miRNA細(xì)胞間基因調(diào)控通信中斷，引起耳蝸發(fā)育障礙，最后損傷聽(tīng)力[32]。但此研究是在孕早期至分娩期間給予孕鼠缺氧刺激，不能確定產(chǎn)前缺氧刺激對(duì)仔鼠內(nèi)耳的效應(yīng)。新生兒內(nèi)耳發(fā)育已基本成熟，圍產(chǎn)期窒息是否對(duì)新生兒內(nèi)耳Cx26表達(dá)產(chǎn)生影響尚未清楚，需要進(jìn)一步研究探索。

2.3 應(yīng)激反應(yīng) 耳蝸是高能量依賴(lài)器官，受終末支血管供應(yīng)，無(wú)側(cè)支循環(huán)，因此對(duì)缺氧、缺血敏感。耳蝸供氧不足會(huì)引起耳蝸內(nèi)小血管痙攣，影響血流供應(yīng)，從而導(dǎo)致耳蝸內(nèi)外淋巴氧張力降低，進(jìn)一步加重毛細(xì)胞缺氧[22]。而缺血、缺氧可引起機(jī)體氧化應(yīng)激，產(chǎn)生大量活性氧，增強(qiáng)低氧誘導(dǎo)的炎性反應(yīng)，加重血管內(nèi)皮損傷[33]。由缺氧引發(fā)的酸中毒可能導(dǎo)致血清電解質(zhì)失衡，對(duì)大腦和內(nèi)耳產(chǎn)生氧化作用[25]。

膽紅素是體內(nèi)重要的抗氧化劑和細(xì)胞保護(hù)因子。新生兒缺氧狀態(tài)下，膽紅素是把“雙刃劍”。初始缺氧時(shí)，膽紅素被消耗用于抗氧化。隨著缺氧程度的加深，膽紅素消耗增加，膽紅素水平降低[34-35]。由于缺氧可破壞血-腦屏障，而新生兒血-腦屏障與血-內(nèi)耳屏障發(fā)育尚未成熟，不能充分發(fā)揮功能，未被消耗的膽紅素容易進(jìn)入腦內(nèi)，損傷聽(tīng)覺(jué)中樞[25,36-37]。另一方面，新生兒缺氧可抑制間接膽紅素與白蛋白結(jié)合及誘發(fā)紅細(xì)胞增多引起血液中膽紅素水平升高[36]。因此，對(duì)于新生兒缺氧患兒，要注意控制膽紅素水平，謹(jǐn)防發(fā)生膽紅素腦病。

2.4 耳蝸細(xì)胞凋亡 c-Jun氨基末端蛋白激酶(c-Jun Nterminal kinase，JNK)可通過(guò)直接磷酸化抑制Bcl-2表達(dá)，促進(jìn)凋亡小體形成，繼而觸發(fā)caspase-9級(jí)聯(lián)反應(yīng)，激活caspase-3和caspase-7，引起細(xì)胞凋亡。在缺氧的耳蝸中可檢測(cè)到caspase-3的mRNA，同時(shí)裂解的caspase-3蛋白水平上調(diào)[38-40]，提示缺氧可能通過(guò)JNK通路誘導(dǎo)耳蝸凋亡。但抗凋亡的Bcl-2 mRNA[38]和蛋白[28]表達(dá)無(wú)明顯變化。值得注意的是，在受檢病例的腦組織中均未觀(guān)察到細(xì)胞凋亡跡象[28]，內(nèi)耳細(xì)胞的凋亡可能發(fā)生在腦組織凋亡之前。不同研究所用的造模方法有所不同，分析時(shí)應(yīng)注意區(qū)分。

電壓依賴(lài)性陰離子通道(voltage-dependent anion channel，VDAC)是線(xiàn)粒體外膜一種高度保守的蛋白，是能量代謝分子進(jìn)入線(xiàn)粒體的必經(jīng)通道，在維持鈣穩(wěn)態(tài)和細(xì)胞活性調(diào)節(jié)中起關(guān)鍵作用。缺氧后，耳蝸內(nèi)蓋膜、基底膜，特別是內(nèi)毛細(xì)胞中的VDAC過(guò)度表達(dá)[29]。此過(guò)程可能與細(xì)胞凋亡過(guò)程中線(xiàn)粒體通透性改變有關(guān)，但在缺氧過(guò)程中耳蝸內(nèi)VDAC過(guò)度表達(dá)的機(jī)制和作用并不清楚。

2.5 螺旋神經(jīng)節(jié)電生理活動(dòng) 螺旋神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元(spiral ganglion neurons，SGNs)的膜電位變化由多種離子參與。在缺氧過(guò)程中，耳蝸能量代謝障礙，抑制 Na+-K+-ATP酶，影響離子泵的穩(wěn)定性[33]，SGNs內(nèi)電壓門(mén)控性鈉離子通道Nav1.1、Nav1.7α亞單位表達(dá)上調(diào)，Nav1.6α亞單位表達(dá)下調(diào)[39]，并通過(guò)增強(qiáng)SGNs的大電導(dǎo)鈣激活鉀離子電流，引起鉀離子外流，使細(xì)胞膜電位超極化，細(xì)胞興奮性降低，影響SGNs的興奮傳導(dǎo)功能[41]。急性缺氧損傷時(shí)，SGNs外向電流增強(qiáng)，增強(qiáng)幅度隨缺氧時(shí)間變化先升后降[42]，此過(guò)程可能與環(huán)磷酸腺苷與環(huán)磷酸鳥(niǎo)苷作為第二信使介導(dǎo)的轉(zhuǎn)導(dǎo)通路有關(guān)[39]。

3 保護(hù)機(jī)制與治療

低氧誘導(dǎo)因子-1α(hypoxia-inducible factor-1α，HIF-1α）是缺氧轉(zhuǎn)錄反應(yīng)中的轉(zhuǎn)錄因子，在適應(yīng)缺氧環(huán)境中起重要作用。在缺氧條件下，內(nèi)耳感覺(jué)上皮中HIF-1α的mRNA無(wú)明顯改變，蛋白表達(dá)水平上調(diào)、活性增加。蝸軸HIF-1α的mRNA及蛋白水平僅為Corti器和血管紋的一半，但活性增加量大于Corti器和血管紋[29,43]。耳蝸不同部位的HIF-1α差異激活可能是翻譯后調(diào)節(jié)的結(jié)果，提示耳蝸不同部位對(duì)缺氧的適應(yīng)能力不同。

過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體-γ共激活因子-1α(peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator-1α，PGC-1α)和線(xiàn)粒體轉(zhuǎn)錄因子A(mitochondrial transcription factor A，TFAM)是線(xiàn)粒體生物合成的主要調(diào)節(jié)分子。在缺氧條件下，PGC-1α和TFAM的mRNA水平升高[29]，促進(jìn)線(xiàn)粒體內(nèi)生物合成，這可能是缺氧后細(xì)胞通過(guò)避免氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡、維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的一種保護(hù)反應(yīng)。目前關(guān)于機(jī)體在缺氧損害過(guò)程中聽(tīng)覺(jué)通路保護(hù)機(jī)制的研究缺乏，仍需進(jìn)一步有針對(duì)性的探討。

重組人促紅細(xì)胞生成素(recombinant human erythropoietin，rhEPO)在臨床上用于治療腎功能不全引起的貧血，具有抗氧化、抗細(xì)胞凋亡、促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞再生的作用。HIE大鼠用rhEPO治療后，耳蝸內(nèi)凋亡的改變?nèi)匀淮嬖?，但相比無(wú)治療的大鼠有所減輕[40]。推測(cè)rhEPO治療可通過(guò)減少細(xì)胞凋亡和壞死，降低耳蝸內(nèi)細(xì)胞損失[44]，減輕聽(tīng)力損失。

綜上所述，引起新生兒聽(tīng)力障礙的危險(xiǎn)因素較多，新生兒缺氧是其中一方面，但新生兒缺氧對(duì)聽(tīng)力障礙的具體作用機(jī)制仍未完全明確。明確缺氧對(duì)聽(tīng)覺(jué)通路的損害機(jī)制和發(fā)現(xiàn)機(jī)體對(duì)抗、代償修復(fù)缺氧所致?lián)p傷的機(jī)制，對(duì)于預(yù)防和治療缺氧誘導(dǎo)的聽(tīng)覺(jué)損傷有重要意義。通過(guò)評(píng)估機(jī)體的缺氧水平，判斷新生兒聽(tīng)力障礙風(fēng)險(xiǎn)，有助于臨床早期診斷新生兒聽(tīng)力障礙，進(jìn)而達(dá)到早期干預(yù)的目的。