早产的阵痛:全球早产儿大脑损伤研究期待突破

不知何故,法比恩的阵痛发生在3个月前。2007年6月一个安静的下午,法比恩突然开始宫缩,被紧急送往瑞士洛桑最近的医院。当她的儿子雨果在怀孕26周(而不是通常的40周)后出生时,她的体重只有950克,所以她立即接受了特别护理。三天后,医生告诉法比恩,雨果的脑部超声波图像显示,他不成熟的血管有严重的出血问题。"听到这个消息,我大哭起来。"她说。

法比恩和她的丈夫明白未来的生活对雨果来说是残酷的:他面临着很高的脑瘫风险,这是一种导致严重残疾的神经疾病。这对夫妇达成协议,他们不想让他们的儿子受苦。

“我们告诉医生,我们不希望他依靠医疗干预来生存。听了这话,医生的脸放松了法比恩回忆道。这是她经历过的最艰难的一夜。

然而,第二天,在雨果的治疗有任何改变之前,医生提出了一个新的诊断说明:核磁共振成像的脑部扫描结果。这项技术刚刚开始用于早产儿检测,它可以使医生比超声波更准确地预测脑性瘫痪率。雨果的核磁共振扫描结果显示,脑出血造成的损害有限,他患严重脑瘫的风险相对较低。因此,在决定结束自己生命的24小时后,雨果的父母面临的问题转了一个大圈。他们立即告诉医生设法挽救他儿子的生命。

由于20世纪70年代以来医学的发展,出生不到37周的早产儿的存活率正在增加。一些医院现在正试图挽救怀孕仅22周的早产儿。然而,这些技术进步也使医生和父母面临许多难以做出的艰难决定,因为早产有严重残疾的风险。例如,脑瘫影响1%~2%的足月婴儿,9%的小于32周的婴儿,18%的小于26周的婴儿。

这只是问题的一半。神经科学家现在正在研究越来越精确的早产儿大脑图像,以帮助理解相应的医学决策和治疗方法。一些长期研究项目的结果表明,早产儿患认知或行为障碍的风险比以前想象的要高。研究人员开始探索:这背后的原因是什么?这些风险可以避免吗?如何为这些受影响的孩子提供最好的教育支持?"我们需要获得更多关于最佳策略的信息."瑞士日内瓦大学的新生儿专家和儿科医生佩特拉·胡皮说。

提前生日

早产很常见。根据世界卫生组织2012年的统计,在全球每年出生的1500万婴儿中,每10名新生儿中就有一名早产儿。大多数早产儿出生于妊娠32至37周,但有160万婴儿出生于妊娠28至32周。此外,大约有780,000名婴儿在怀孕28周之前“极度早产”。

在一些低收入国家,超过90%的极早产儿在出生后立即死亡。这使得早产成为继肺炎之后五岁以下儿童的第二高死亡率。然而,在高收入国家,成熟的新生儿重症监护设施使90%以上的极早产儿得以存活。在实践中,医生继续提高早产婴儿的存活率。在美国,医生正在讨论将早产儿的有效胎龄从24周减少到23周的可行性。在日本,从1991年开始,怀孕22周以内的早产儿被认为是可行的。

当早产儿在生死线上挣扎时,他们的父母也在痛苦中挣扎。雨果的父母经历了非常艰难的几周,他们的儿子接受了一系列修复受损器官的手术。他们知道他们的儿子随时都会死去。“最后,我觉得我们回到了法国高速列车上。”法比恩说,“虽然火车行驶得很快,而且颠簸,但我们最终还是上了公共汽车。”

但是暂时的危险过去后会发生什么呢?由于研究耗时且昂贵,对早产儿长期随访的研究并不多。

第一个集中研究发育障碍的研究包括EPIPAGE,该研究分析了1997年法国9个地区的22至32周的早产儿,并与对照组的664名足月婴儿进行了比较。大约一半5岁以下的早产儿都有不同程度的神经发育问题,他们的认知发育障碍在怀孕前一周变得更加严重。在一项认知评估研究中,研究小组观察到大约44%的早产儿在妊娠24-25周出现神经损伤,26%的早产儿在妊娠32周出现神经损伤,对照组中有12%的足月儿出现神经损伤。

"看到这么多问题儿童,我们感到非常惊讶。"胡皮说。她说,总的来说,轻度早产儿比极度早产儿神经损伤的风险低得多,但是这种早产儿的数量要高得多。

这些影响将在成年后继续存在。发育医师迪特·沃尔克(Dieter Wolke)领导的一项研究分析了上世纪80年代中期在德国巴伐利亚出生的数千名早产儿的发育情况,他们的妊娠期在26至31周之间,并分别在6岁和26岁时评估了他们的发育情况。去年,他报告说,大多数童年时有认知障碍的早产儿在成年后仍有这些障碍:其中约1/4有中度至重度认知障碍,一半有轻度认知障碍。大多数有认知缺陷的人表现出注意力持续时间短的特点。作为一个群体,他们的学业和工作表现往往不能充分发挥他们的潜力。

在英国沃里克大学研究早产儿的沃尔克说,早产儿生活中的细微差异也被观察到。"他们不太可能冒险、抽烟、喝酒或过早发生性关系。"他说。

这都是因为早产。

研究人员现在正试图了解导致早产儿认知障碍的大脑生理变化。大脑由灰质组成,包括致密的细胞体、白质和连接不同脑区的长轴突细胞。在发育过程中,这些轴突被包裹在一层叫做髓磷脂的保护层中,从胎儿在子宫中开始发育到出生后大约10年,髓磷脂的发育顺序非常精确。

在早产儿的大脑中,不成熟脆弱的血管难以为脑组织的正常发育提供足够的氧气。当血管破裂时,大脑关键区域的白质受损,导致脑性瘫痪。然而,在相关研究中揭示的早产儿共生群中,哪些因素导致轻度脑损伤尚不清楚。

科学家怀疑,因为早产儿出生后的外部环境不是温暖潮湿的子宫环境,他们的大脑接收不同的环境信号,影响大脑神经元和相关神经网络之间的联系,因此他们的大脑被迫执行关键发育器官的功能。“不成熟的大脑受到完全不同的感官输入,如视觉刺激和重力效应,而这些是不应该受到的。”位于巴黎的INSERM-CEA认知神经影像研究所研究儿童语言发展的吉斯莱恩·德阿纳-兰贝茨说,“这些感觉输入可能是突然的、猛烈的和不可预测的。”一些不自然的感觉信号不可避免地来自医学过程,这使得早产儿得以存活。

早期的大脑扫描研究也支持这样的观点,即改变的感觉网络在认知障碍中起着关键作用。胡皮的瑞士合作研究小组分析了52名已经长到6岁的早产儿,并通过核磁共振扫描揭示了与不同大脑区域相连的神经元群。与足月儿相比,早产儿的神经元群落组织效率较低,往往需要更多迂回的连接通道。这些变化与社交和认知技能的变化有关。

保护大脑应该早

研究人员认为,最有效的研究应该是在胎儿出生后尽早监测和比较早产儿和足月儿的大脑,并在一生中跟踪、扫描和评估大脑。然而,这些研究是困难的,不仅因为他们的家庭可能会搬家,对研究失去兴趣或失去联系,而且因为他们的父母不愿意让他们的孩子独自留在磁共振成像机器的嘈杂的观察室(在一些国家,如荷兰,这样做甚至是非法的),如果必要的医学原因没有出现在足月婴儿或早产儿。

然而,仍有一小部分科学家和临床医生在相关领域推动研究。目前,世界上正在进行几个长期的大规模项目,通过大脑扫描收集神经、认知、行为和基因数据。在法国,EPIPAGE项目2正在进行中,已经从全国各地招募了4200多名早产儿参与研究。在英国,由伦敦大学国王学院的新生儿科学家大卫·爱德华兹领导的一个研究小组发起了一项研究,跟踪胎儿在子宫内的生长和发育直到两岁,收集大脑扫描和血液样本。

尽管科学家仍在研究早产儿大脑中的分子、细胞和网络差异,但寻找治疗方法也是一个迫切的期望。Hüppi正在尝试相关研究。她正在进行促红细胞生成素的临床研究,促红细胞生成素是一种刺激红细胞生长的药物。这种药物已经成为协助内脏进行氧合作用的标准疗法,并被认为具有保护和支持神经元的功能。

目前,全球科学家正在推动更多相关领域的研究。像Fabienne一样,所有早产儿的父母都期待相关研究的突破性结果。如今,已经7岁的雨果占据了法比恩的大部分时间。雨果在精确的动作和视觉上有一些障碍。他在学校需要更多的帮助。法比恩整天忙于参加各种教育和培训项目,她希望这些能帮助她儿子的成长和发展。无论如何,雨果是她纯粹的幸福,她非常感激和平号及时救了她儿子的命。

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