钱瑞英 孙建华

上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心新生儿重症监护室（上海 200127）

枸橼酸咖啡因对早产儿早期脑电活动的影响

钱瑞英 孙建华

上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心新生儿重症监护室（上海 200127）

目的研究枸橼酸咖啡因对早产儿生后早期脑电活动的影响。方法选取2016年1月—2016年9月出生后即收治新生儿重症监护室，产时无窒息抢救史、出生胎龄28～34周的早产儿为研究对象，以住院期间未使用任何兴奋呼吸中枢药物的早产儿为正常对照组，以相同校正胎龄、住院期间规范使用过枸橼酸咖啡因治疗早产儿为咖啡因组。在咖啡因组早产儿停用枸橼酸咖啡因后，分别在校正胎龄33、34、35周行振幅整合脑电图（aEEG）检测，每次连续监测4 h，使用Burdjalov评分表对aEEG图像进行评价并分别测算暴发间期，分析枸橼酸咖啡因对于早产儿生后早期脑电活动的影响。结果共纳入49例早产儿，咖啡因组21例、对照组28例，男女比例1.45:1 。在同一校正胎龄时，咖啡因组与对照组aEEG的Burdjalov评分总分及各单项评分的差异均无统计学意义（P>0.05）；咖啡因组的暴发间期短于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）。所有入选早产儿aEEG监测时均未见明显惊厥样电活动。结论枸橼酸咖啡因的使用对早产儿早期脑电活动有影响，可能加速了早产儿脑功能发育成熟。

枸橼酸咖啡因； 振幅整合脑电图； 脑发育； 早产儿

近年来，随着产科技术和新生儿重症监护水平的提高，更多小胎龄早产儿和低出生体质量儿得以存活。存活后的早产儿面临许多问题，如呼吸问题、长期神经发育不良等。原发性呼吸暂停是目前新生儿重症监护病房的主要临床问题之一，尤其容易出现于胎龄34周以下的早产儿中。枸橼酸咖啡因属于甲基黄嘌呤类药物，由于其半衰期长，毒副作用小，无需监测血药浓度等特点，目前已逐渐替代氨茶碱成为治疗早产儿呼吸暂停的一线首选药物，有助于治疗早产儿呼吸暂停，缩短机械通气时间，降低支气管肺发育不良发生率[1]。近年来，部分研究发现枸橼酸咖啡因对于新生儿神经系统的发育可能同样具有一定影响，具体机制不明。使用振幅整合脑电图（amplitude-integrated electroencephalography，aEEG）监测早产儿脑功能时发现，枸橼酸咖啡因使用过程中会对早产儿脑电活动产生影响，使用后2小时内脑电活动连续性较使用前增加[2,3]，但对于长期使用枸橼酸咖啡因早产儿的脑电发育整体变化研究不多。本研究以未使用任何兴奋呼吸中枢药物的早产儿为对照，通过对长期使用枸橼酸咖啡因及未使用枸橼酸咖啡因的早产儿aEEG进行监测，探讨枸橼酸咖啡因对早产儿早期脑电活动的影响。

1 对象与方法

1.1 研究对象

以2016年1月至2016年9月上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心新生儿重症监护室（NICU）收治的早产儿为研究对象。研究对象入选标准：①出生后即由产科转至本院NICU的出生胎龄28～34周的早产儿；②产时无窒息抢救史。研究对象排除标准：①严重中枢神经系统感染；②先天性发育异常、可疑染色体畸形、遗传代谢性疾病；③头颅B超或MRI检查确定存在缺氧缺血性脑病（HIE）、脑室周围白质软化（PVL）、脑室内出血（IVH）；④家属放弃治疗及住院期间死亡的患儿。

所有入选早产儿依据住院期间是否使用枸橼酸咖啡因治疗进行分组，住院期间未使用任何兴奋呼吸中枢药物的早产儿为正常对照组，以相同校正胎龄、住院期间规范使用过枸橼酸咖啡因治疗早产儿为咖啡因组。

本研究获得医院医学伦理委员会批准以及患儿家长知情同意。

1.2 方法

1.2.1 胎龄确定 评定出生胎龄以末次月经周期和/或通过围生期胎儿B超或/和采用Ballard评分。校正胎龄（postmenstrual age，PMA）=出生胎龄+生后日龄。

1.2.2 咖啡因治疗 住院期间入选早产儿出现呼吸暂停[4]者，予枸橼酸咖啡因进行治疗。首剂20 mg/kg，24 小时后每日给予维持量5 mg/kg，每天1次静脉注射，连续监测7天无呼吸暂停则停药。

1.2.3 aEEG监测 ①所有入选早产儿均使用Nicoletone脑功能仪，采用一次性电极，描记前清洁头皮，接通电源，参照10～20国际电极安放法将电极置于C3和C4处，校正仪器，保持阻抗<20 kΩ。②aEEG监测前入选早产儿枸橼酸咖啡因治疗已结束。③aEEG检查前一周内无应用镇静剂或镇痛药物史。aEEG监测时血糖、电解质、内环境稳定，血红蛋白正常。④于校正胎龄33周、34周、35周对枸橼酸咖啡因组早产儿及相同校正胎龄的对照组早产儿进行aEEG监测，每次连续监测4小时。描记期间记录各种可能导致aEEG变化的事件：如喂奶、更换尿布、静脉穿刺或注射药物等。

1.2.4 aEEG图形分析 ①参照Burdjalov评分系统[5]对aEEG图形按背景连续性、睡眠-觉醒周期（周期性）、下边界振幅和带宽4个方面行成熟性评估并计算分值（表1）；②记录下边界电压值：当出现睡眠-觉醒周期时，下边界电压以窄带的下边界为准；③记录宽带时程；④记录暴发间期长短：暴发间期（interburst intervals，IBIs）定义为两次相邻脑电暴发之间，波幅小于25 μV，持续时间1 s以上，且各导联同步存在；⑤记录病理波形：惊厥样活动等。

1.3 统计学分析

应用SPSS 23.0 统计软件进行数据处理。正态分布计量资料以均数±标准差表示，两组间比较采用两独立样本t检验；非正态分布计量资料以中位数（四分位数间距）表示，两组间比较采用Wilcoxon秩和检验。计数资料以例数及百分比表示，两组间比较采用χ2检验及Fisher精确概率法。以P<0.05差异有统计学意义。

表1 早产儿aEEG成熟度评分

2 结果

2.1 研究对象一般情况

共纳入早产儿49例，其中住院期间使用枸橼酸咖啡因早产儿共计21例，男15例、女6例，PMA 33周6例、PMA 34周9例、PMA 35周6例；对照组共28例，男14例、女14例，PMA 33周6例、PMA 34周9例、PMA 35周13例。两组一般资料见表2。

同一校正胎龄时，枸橼酸咖啡因组及对照组早产儿出生胎龄、出生体质量，新生儿性别、监测aEEG时体质量、母亲年龄、母亲妊娠期合并症、生产方式、Apgar评分方面差异均无统计学意义（P>0.05），故两组早产儿一般情况具有可比性。

2.2 住院期间治疗和并发症情况

PMA33周、PMA34周、PMA35周枸橼酸咖啡因组早产儿住院期间枸橼酸咖啡因使用天数分别为：（25.66±4.03）d、（16.55±6.06）d、（20.66±8.08）d。在同一校正胎龄时（PMA33周、PMA34周、PMA35周），枸橼酸咖啡因组及对照组患儿在呼吸系统主要疾病、呼吸机使用率、呼吸机使用总时间、支气管肺发育不良的发生率方面差异无统计学意义（P>0.05），两组早产儿在呼吸系统主要疾病、临床呼吸机辅助通气情况方面具备可比性。

表2 两组早产儿一般情况比较

PMA 35周早产儿，枸橼酸咖啡因组住院期间吸氧总时间明显长于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）。PMA 33周、PMA 35周早产儿，枸橼酸咖啡因组总住院时间长于对照组（P<0.01）。PMA 33周、PMA 35周早产儿，枸橼酸咖啡因组达到全肠道喂养时间长于对照组，差异有统计学意义（P<0.01）。在同一校正胎龄时（PMA 33周、PMA 34周、PMA 35周），枸橼酸咖啡因组及对照组早产儿发生贫血、需要输血的比例差异无统计学意义（P>0.05）。见表3。

2.3 两组早产儿aEEG比较

随着校正胎龄的增加，两组早产儿的Burdjalov总分、连续性得分、周期性得分、带宽得分趋于增加，IBI间期逐渐缩短，提示随着校正胎龄的增长，入选早产儿aEEG逐渐成熟。同一校正胎龄时，枸橼酸咖啡因组与对照组相比，IBI间期均较短，差异有统计学意义（P<0.05）。PMA 34周时，枸橼酸咖啡因组下边界电压低于对照组电压，差异有统计学意义（P=0.014），此种现象在PMA 33周及PMA 35周均未观察到。同一校正胎龄时，枸橼酸咖啡因组与对照组相比，Burdjalov总分、连续性得分、周期性得分、带宽得分差异均无统计学意义（P>0.05）；所有入选早产儿监测aEEG时均已形成一定睡眠觉醒周期，同一校正胎龄枸橼酸咖啡因组及对照组宽带时程差异无统计学意义（P>0.05）。监测片段中偶见单个惊厥样电活动表现，结合aEEG监测时护理记录，考虑此处并非病理波形，为外界干扰所致。见表4。

表3 两组早产儿住院期间治疗及并发症情况

3 讨论

既往研究发现早产儿aEEG与胎龄显著相关，随着胎龄的增长逐渐成熟[5,6]。出生时早产儿大脑尚未发育成熟，生后接触到的各种刺激、多种围生期因素均有可能影响脑电发育过程[7]。枸橼酸咖啡因使用也会影响早产儿脑电活动，用药后2 小时内aEEG的连续性较用药前明显增加[2,3]，但这种影响是否只是短时性的，长期使用是否会对早产儿整体脑功能产生长期影响研究较少。有研究对33例出生胎龄<34周早产儿的aEEG进行监测，发现校正胎龄36周时，住院期间曾使用过枸橼酸咖啡因治疗的早产儿相比未使用任何刺激呼吸中枢药物的早产儿，aEEG的Burdjalov总分更高[3]。

本研究采用同样的Burdjalov评分系统[5]对入选早产儿aEEG进行评价，试图探讨枸橼酸咖啡因的使用对早产儿整体脑电活动的长期影响。为了排除校正胎龄对于早产儿脑成熟度本身的影响，本研究将入选早产儿按照其校正胎龄分层，分别在校正胎龄33、34及35周时，对住院期间使用过枸橼酸咖啡因治疗的早产儿及相应校正胎龄未使用任何兴奋呼吸中枢药物的对照组早产儿的aEEG进行对比，结果显示随着校正胎龄增加，两组入选早产儿的Burdjalov总分、连续性得分、周期性得分、带宽得分均趋于增加，提示随着校正胎龄的增加，两组早产儿aEEG更加成熟。然而，对于同一校正胎龄的两组患儿，本研究得出其Burdjalov总分、连续性得分、周期性得分、带宽得分两组之间差异均无统计学意义。该结果与既往研究结果[3]不同，考虑可能有两方面的原因：①本研究各校正胎龄组，枸橼酸咖啡因组及对照组样本量较小；②Burdjalov评分法是一种半定量分析方法，该方法已被证明在>32周早产儿成熟性评估中存在一定局限性[6]，不能敏感地反映>32周早产儿成熟性的微小变化。

表4 两组早产儿aEEG情况比较

本研究同时计算了早产儿暴发间期（interburst intervals，IBI）。早产儿典型的脑电图是夹杂在低电压中的不连续中高波幅暴发活动，低电压期即为暴发间期，随着脑发育的逐渐成熟，早产儿脑电活动逐渐趋于连续，低电压期即IBI间期逐渐缩短，中高波幅的暴发活动时间逐渐延长，至足月儿形成具有连续波形的脑电图。IBI间期长短与脑皮质发育的程度密切相关，脑皮质发育越成熟，IBI间期相对越短[8]。IBI间期的缩短与早产儿脑发育过程中，脑皮质不断折叠，神经胶质细胞不断迁移相适应[9]。相关研究对出生胎龄24～28周的早产儿生后72小时以内aEEG进行分析并随访至校正年龄2岁，发现暴发间期的延长与2岁时不良神经结局预后有关[10]。因此目前认为IBI间期也是反映早产儿大脑成熟度的重要标志[11,12]。本研究发现同一校正胎龄时，枸橼酸咖啡因组及对照组早产儿IBI间期差异有统计学意义，枸橼酸咖啡因组IBI间期较对照组IBI间期短。提示在同一纠正胎龄时，枸橼酸咖啡因组早产儿脑电活动更加成熟。

近些年来，越来越多的研究发现枸橼酸咖啡因对于早产儿神经系统的发育具有一定保护、促进作用[1]，2012年欧洲、加拿大、澳大利亚联合发表的对1 640例出生体质量为500～1 250 g早产儿的5年随访结果显示[13]，使用咖啡因治疗的早产儿5岁时运动协调性更好，视觉感受能力更强，影像学显示脑白质组织更成熟。本研究从脑电发育的角度提示枸橼酸咖啡因确实可能在生后早期促进早产儿脑功能成熟。枸橼酸咖啡因对神经系统具体作用机制尚不明确，目前研究认为，枸橼酸咖啡因是非选择性腺苷受体抑制剂，腺苷高表达可以促进细胞凋亡活性的表达[14]，导致自由基和凋亡蛋白酶的升高[15]，抑制诱发电位突触抑制，在新生脑组织中阻断腺苷受体表达有抑制凋亡的作用[16]。同时，枸橼酸咖啡因的使用可以增加海马神经元粗面内质网和游离核糖体的含量，调节脑源性神经营养因子等相关蛋白的表达[17,18]，这可能是枸橼酸咖啡因促进早产儿神经发育的机制之一。

由于本研究使用咖啡因剂量较小，且未在枸橼酸咖啡因使用过程中进行aEEG检测，因此不能排除既往文献中记载的惊厥样活动仅出现在枸橼酸咖啡因使用过程中的可能性，因此，需要进一步完善枸橼酸咖啡因使用时的aEEG监测，明确枸橼酸咖啡因使用过程中对脑电活动的影响。

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Effects of caffeine on cerebral cortical activity in preterm infants

QIAN Ruiying，SUN Jianhua
(Department of Neonatal Intensive Care Unit, Shanghai Children’s Medical Center Affiliated to Shanghai Jiaotong University School of Medicine, Shanghai 200127, China)

ObjectiveTo investigate the effects of caffeine on cerebral cortical activity in preterm infants.MethodsThe preterm infants with 28-34 week gestational age and without asphyxia at birth were recruited as the subjects from January to September 2016. The infants who

conventional caffeine citrate were assigned to the caffeine group, while the infants with the same postmenstrual age did not receive any drugs that excite respiratory center were assigned to the control group. In the caffeine group, after the use of caffeine citrate stopped, the amplitude integration electroencephalogram (aEEG) recording were performed at 33, 34, 35 weeks of postmenstrual age. All the aEEG recordings were continuously monitored for at least 4 hours. The aEEG images were assessed by Burdjalov scoring system, and the interburst intervals were calculated. The effects of caffeine on preterm infants’ cerebral cortical activity in early life were analyzed.ResultsIn a total of 49 preterm infants recruited, 21 were in caffeine group and 28 in control group, and the ratio of male and female was 1.45:1. At the same postmenstrual age, the total score and individual scores of aEEG assessed by Burdjalov scoring system were not signi fi cantly different between caffeine group and control group. However, the length of interburst interval was signi fi cantly shorter in caffeine group than that in control group (P<0.05). All the recruited preterm infants had no seizure-like activity when the aEEG was monitored. Conclusion The use of caffeine citrate has effects on EEG activity in early life of preterm infants, which may accelerate the brain maturation of preterm infants

caffeine; amplitude-integrated electroencephalography; brain development; preterm infant

10.3969/j.issn.1000-3606.2017.06.010

2016-12-06）

（本文编辑：邹 强）

孙建华 电子信箱：jianhs@126.com