盤琳琳 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，機體代償耗竭，從而損傷各臟器，對新生兒的傷害極大[1]。美國嬰幼兒聽力聯(lián)合委員會在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)是新生兒聽力障礙的危險因素[2]。多項臨床和基礎(chǔ)研究也證實，新生兒缺氧可使新生兒聽覺系統(tǒng)受損[1,3]?，F(xiàn)對新生兒缺氧對聽覺系統(tǒng)損傷的臨床特征及其病理生理學(xué)機制予以綜述。

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)缺氧時間延長，毛細(xì)胞、聽覺傳導(dǎo)路徑各級神經(jīng)元受損，聲音感受與神經(jīng)沖動傳遞障礙，最終導(dǎo)致感音神經(jīng)性聽力下降(sensorineural hearing loss，SNHL)。

Apgar評分是目前我國評估新生兒呼吸功能的重要指標(biāo)，其操作簡單，可較快評估新生兒生理情況。Kvestad等[4]的研究顯示，在SNHL患兒中，Apgar 5 min評分＜3分的患兒比例顯著升高(P=0.001)，Apgar 5 min評分＜3分的患兒確診SNHL的風(fēng)險約為Apgar 5 min評分10分兒童的7.5倍(95%CI：2.3～24.2)。早期得到救治的輕、中度缺氧新生兒聽力測試結(jié)果與正常新生兒無顯著差異[5]。提示短期缺氧造成的聽力下降是短暫、可逆的，在臨床上也應(yīng)盡早對有缺氧表現(xiàn)的患兒進行救治。圍產(chǎn)期窒息、NRDS[6-7]和支氣管肺發(fā)育不良[8-9]會增加新生兒發(fā)生聽力障礙的風(fēng)險。經(jīng)治療，圍產(chǎn)期窒息患兒的聽力檢查結(jié)果有所改善，但未能完全恢復(fù)[10]。如果缺氧持續(xù)存在，將損害耳蝸和聽覺神經(jīng)，發(fā)生不可逆的聽覺損傷，而聽力障礙的風(fēng)險也隨缺氧程度的增加而增加。當(dāng)新生兒缺氧進展為HIE時，聽力障礙風(fēng)險進一步增加，其中接受低溫治療的HIE患者其聽力障礙發(fā)病率為3.5%～19.8%[11-12]，顯著高于正常新生兒0.186%的聽力障礙發(fā)病率[13]。

血氣分析指標(biāo)與聽力檢查結(jié)果可能相關(guān)。早在1989年動物實驗就發(fā)現(xiàn)，動脈血氧分壓為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)性聽力障礙的風(fēng)險，在確診聽力障礙的HIE患兒中，臍血血清乳酸脫氫酶升高、堿剩余降低，這2項指標(biāo)可能有助于識別存在潛在聽力障礙風(fēng)險的HIE患兒。但Yoshikawa等[16]發(fā)現(xiàn)，新生兒重癥監(jiān)護病房中聽力障礙患兒的動脈血pH值、二氧化碳分壓和氧分壓與聽力正?；純簾o顯著差異。缺氧是一個廣泛的概念，缺氧也必定會帶來許多病理改變。血氣分析是用于判斷機體是否存在缺氧及缺氧程度和酸堿平衡狀態(tài)的多個量化指標(biāo)，能為醫(yī)學(xué)統(tǒng)計提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，若能結(jié)合缺氧發(fā)生時間和時長，發(fā)現(xiàn)其中與聽力障礙的相關(guān)性，將有助于臨床防治聽力障礙。

圍產(chǎn)期窒息合并神經(jīng)發(fā)育缺陷的患兒更容易發(fā)生聽力障礙[17]。但目前未見有針對特定疾病新生兒聽力障礙風(fēng)險或發(fā)病率的研究。ABR與臨床確定的聽神經(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作為評估聽神經(jīng)發(fā)育的潛在指標(biāo)。但由于腦干聽覺通路與中樞神經(jīng)系統(tǒng)其他部分相對獨立，可能僅出現(xiàn)其中一種異常狀況，ABR不能準(zhǔn)確評估中樞神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育狀況。

缺氧對新生兒造成的聽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評分＜4分和(或)5 min評分＜6分的男性患兒在瞬態(tài)耳聲發(fā)射(transiently evoked otoacoustic emission，TEOAE)測試4 kHz頻率下信噪比顯著降低；女性患兒中未觀察到明顯的異常。但具體機制不清，需要進一步的研究探索。

1.2 聽力學(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]的研究觀察到，Apgar 1 min或5 min評分為5～7分的患兒畸變產(chǎn)物OAE(distortion product OAE，DPOAE)測試通過率在1、2.8、4和6 kHz頻率降低，TEOAE測試通過率全頻降低。另外，Jiang等[20-21]的研究表明，Apgar 1 min或5 min評分＜7分患兒的DPOAE測試0.5～10 kHz各頻率的通過率降低。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，Ⅰ-Ⅲ、Ⅲ-Ⅴ間期延長。輕度HIE患兒主要以聽神經(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；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[22]。這可能是機體外周聽覺通路修復(fù)的結(jié)果。在急性缺氧造成聽覺通路損害的過程中，外周與中樞的聽覺傳導(dǎo)通路對血氧濃度變化的敏感度可能存在差異。因為可觀察到Ⅰ波潛伏期隨缺氧加重進一步延長，但Ⅰ-Ⅴ間期無進一步變化[23]。ABR反映了耳蝸到腦干聽覺通路的功能，缺氧導(dǎo)致ABR異?？赡芘c缺氧缺血性腦損傷后腦干出血、水腫或壓迫有關(guān)；機體對損傷進行修復(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)致聽覺損傷的機制

2.1 內(nèi)耳形態(tài)學(xué)改變 光學(xué)顯微鏡下觀察缺氧后損傷后的內(nèi)耳結(jié)構(gòu)，可見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]?？梢娒?xì)胞變性、死亡可能是缺氧損傷聽覺通路過程中較早出現(xiàn)的病理損害，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。

透射電鏡下觀察內(nèi)耳細(xì)胞形態(tài)，可見毛細(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。在透射電鏡下可觀察到缺氧內(nèi)毛細(xì)胞中線粒體總數(shù)減少，而異常線粒體數(shù)量明顯增多，可見線粒體內(nèi)空泡化、髓鞘小體及少量、不連續(xù)甚至缺失的線粒體嵴[29]。提示新生兒缺氧損害聽力的機制之一可能是通過線粒體凋亡途徑，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50%的遺傳性非綜合征性聽力障礙有關(guān)，可導(dǎo)致先天性耳聾或遲發(fā)性進行性聽力障礙[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)期窒息是否對新生兒內(nèi)耳Cx26表達產(chǎn)生影響尚未清楚，需要進一步研究探索。

2.3 應(yīng)激反應(yīng) 耳蝸是高能量依賴器官，受終末支血管供應(yīng)，無側(cè)支循環(huán)，因此對缺氧、缺血敏感。耳蝸供氧不足會引起耳蝸內(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，進一步加重毛細(xì)胞缺氧[22]。而缺血、缺氧可引起機體氧化應(yīng)激，產(chǎn)生大量活性氧，增強低氧誘導(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)胞保護因子。新生兒缺氧狀態(tài)下，膽紅素是把“雙刃劍”。初始缺氧時，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入腦內(nèi)，損傷聽覺中樞[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)可通過直接磷酸化抑制Bcl-2表達，促進凋亡小體形成，繼而觸發(fā)caspase-9級聯(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到caspase-3的mRNA，同時裂解的caspase-3蛋白水平上調(diào)[38-40]，提示缺氧可能通過JNK通路誘導(dǎo)耳蝸凋亡。但抗凋亡的Bcl-2 mRNA[38]和蛋白[28]表達無明顯變化。值得注意的是，在受檢病例的腦組織中均未觀察到細(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，分析時應(yīng)注意區(qū)分。

電壓依賴性陰離子通道(voltage-dependent anion channel，VDAC)是線粒體外膜一種高度保守的蛋白，是能量代謝分子進入線粒體的必經(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過度表達[29]。此過程可能與細(xì)胞凋亡過程中線粒體通透性改變有關(guān)，但在缺氧過程中耳蝸內(nèi)VDAC過度表達的機制和作用并不清楚。

2.5 螺旋神經(jīng)節(jié)電生理活動 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)電壓門控性鈉離子通道Nav1.1、Nav1.7α亞單位表達上調(diào)，Nav1.6α亞單位表達下調(diào)[39]，并通過增強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，SGNs外向電流增強，增強幅度隨缺氧時間變化先升后降[42]，此過程可能與環(huán)磷酸腺苷與環(huán)磷酸鳥苷作為第二信使介導(dǎo)的轉(zhuǎn)導(dǎo)通路有關(guān)[39]。

3 保護機制與治療

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)耳感覺上皮中HIF-1α的mRNA無明顯改變，蛋白表達水平上調(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缺氧的適應(yīng)能力不同。

過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)和線粒體轉(zhuǎn)錄因子A(mitochondrial transcription factor A，TFAM)是線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]，促進線粒體內(nèi)生物合成，這可能是缺氧后細(xì)胞通過避免氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡、維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的一種保護反應(yīng)。目前關(guān)于機體在缺氧損害過程中聽覺通路保護機制的研究缺乏，仍需進一步有針對性的探討。

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?，但相比無治療的大鼠有所減輕[40]。推測rhEPO治療可通過減少細(xì)胞凋亡和壞死，降低耳蝸內(nèi)細(xì)胞損失[44]，減輕聽力損失。

綜上所述，引起新生兒聽力障礙的危險因素較多，新生兒缺氧是其中一方面，但新生兒缺氧對聽力障礙的具體作用機制仍未完全明確。明確缺氧對聽覺通路的損害機制和發(fā)現(xiàn)機體對抗、代償修復(fù)缺氧所致?lián)p傷的機制，對于預(yù)防和治療缺氧誘導(dǎo)的聽覺損傷有重要意義。通過評估機體的缺氧水平，判斷新生兒聽力障礙風(fēng)險，有助于臨床早期診斷新生兒聽力障礙，進而達到早期干預(yù)的目的。