Гипоксически-ишемическая энцефалопатия (ГИЭ) остается основной причиной неврологических нарушений у доношенных новорожденных [1, 2]. Наиболее частой причиной асфиксии при рождении является гипоксия плода в родах. Оценка газового и кислотно-основного состава крови (КОС) артерии и/или вены пуповины позволяет провести объективную оценку состояния новорожденного и имеет определяющее значение для выбора тактики, объема оказания помощи и прогноза при его нарушении [3, 4]. Нормальный уровень рН и дефицита оснований (BD) в момент рождения свидетельствует об отсутствии гипоксемии у плода, что не позволяет считать генез повреждения головного мозга обусловленным гипоксией, тогда как низкие значения рН и высокие показатели BD указывают на кислородную недостаточность с выходом в ацидоз. Вместе с тем, по данным литературы, существуют значительные различия в уровне показателей КОС, свидетельствующих о гипоксии плода, что затрудняет прогнозирование исхода и выбор объема лечения [5].
В связи с этим целью данного исследования стала оценка параметров КОС пуповинной крови как предикторов развития ГИЭ и их связи со степенью тяжести поражения головного мозга.
Материалы и методы
Исследование проведено на базе ФГБУ «НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова» Минздрава России. В ретроспективное исследование случай-контроль были включены 180 пациенток и их новорожденных детей. Основную группу составили 36 пациенток и их детей с ГИЭ. Диагноз ГИЭ устанавливали постнатально по результатам консультации детским неврологом с учетом клинических и лабораторных признаков острого повреждения мозга при наличии нарушения дыхания, угнетения рефлексов, снижения мышечного тонуса, нарушения сознания, судорожного синдрома. Степень тяжести ГИЭ определялась по модифицированной шкале Sarnat Н., Sarnat М. (1976) в модификации Stoll B., Kliegman R. (2004). У 26 новорожденных проанализированы отдаленные исходы ГИЭ. Диагностическим критерием включения в группу контроля служили уровни рН выше 7,12 и BD ниже 12,4 ммоль/л в артериальной пуповинной крови, что было определено как отсутствие ацидоза в результате проведенного ранее исследования по оценке показателей КОС артериальной пуповинной крови [4], но с отсутствием ГИЭ (n=144). Контрольная группа новорожденных была подобрана в соотношении 4:1 для пациенток основной группы с учетом срока беременности и возраста пациенток. Исследование было одобрено комиссией по этике ФГБУ «НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова» Минздрава России.
Забор крови для исследования осуществляли сразу после пережатия пуповины тремя зажимами. Между 1-м и 2-м зажимами пуповину пересекали. Между 2-м и 3-м зажимами производили забор крови из артерии пуповины. Определяли уровень pH, лактата (Lac), BD, парциального давления кислорода (pO2) и углекислого газа (pCO2) с использованием газового анализатора ABL800 FLEX (Radiometer Medical ApS, Дания) не позднее 10 минут после забора биоматериала, как было описано ранее [4, 6].
Статистический анализ
Для статистического анализа и построения графиков использовали пакет статистических программ GraphPad Prism (GraphPad Software, США) с применением t-теста для сравнения параметрических данных (условием применения являлось равенство дисперсий в сравниваемых группах согласно критерию Ливеня), критерия Манна–Уитни для непараметрических данных и теста χ2 для сравнения двух независимых групп и трех независимых подгрупп по категориальным (качественным) признакам. Для определения нормальности распределения использовали обобщенный тест Д'Агостино–Пирсона. При сравнении параметрических данных трех независимых групп по одному количественному признаку применялся дисперсионный анализ (ANOVA) с использованием теста Тьюки для множественного сравнения. При сравнении непараметрических данных трех независимых групп по одному количественному признаку применялся тест Краскела–Уоллиса с использованием пост-теста Данна для множественного сравнения. Параметрические данные представлены как среднее значение и стандартное отклонение, непараметрические данные – как медиана и интерквартильный размах, качественные – как абсолютное значение и процент. Различия считали статистически значимыми при p<0,05. Для исследования влияния различных независимых между собой переменных на развитие одного признака применялся метод бинарной логистической регрессии. Использование данного метода позволяет прогнозировать вероятность наступления события для некоторого случая по формуле: Р=1/(1+e-z), где Р – вероятность наступления события; e – основание натурального логарифма, равное 2,718281828; z – уравнение линейной регрессии. Зависимой переменной являлась ГИЭ. Независимыми (предикторными) – являлись рН и BD.
Результаты
Возраст пациенток группы ГИЭ и группы контроля был сопоставим в группах сравнения и в среднем составил 30,1 (5,7) года. Индекс массы тела пациенток также был сопоставим и составил 27,0 (4,9) кг/м2 в группе ГИЭ и 26,9 (3,4) кг/м2 в группе контроля (p=0,89). Роды в анамнезе имели четыре (11,1%) пациентки группы ГИЭ и 6 (4,2%) пациенток группы контроля (p=0,12). Остальные пациентки, включенные в исследование, были первородящими.
Родоразрешение пациенток, включенных в исследование, было проведено в доношенном сроке беременности. Сроки беременности не различались в группах сравнения. В основной группе гестационный возраст при родоразрешении в среднем составлял 39,3 (1,12) недели, в контрольной группе – 39,6 (1,12) недели (p=0,09).
Одна (2,8%) пациентка основной группы и три (2,1%) пациентки контрольной группы были родоразрешены путем операции кесарева сечения до начала родовой деятельности (p=0,59). Из пациенток, вступивших в роды, преиндукция родов была применена у 10 (31,6%) пациенток основной группы и 48 (33,3%) пациенток контрольной группы (p=0,53).
Общая частота оперативного родоразрешения различалась между группами (p=0,0012) и в основной группе составила 66,7%, в контрольной – 40%. Вакуум-экстракция плода в основной группе встречалась чаще и составила 39,0% против 22,9% соответственно (p=0,04).
Средняя масса тела новорожденных не различалась в группах. В группе с ГИЭ она составила в среднем 3279 (352) г против 3350 (428) г – в контрольной группе (p=0,43). Длина тела новорожденных также не отличалась и в группе с ГИЭ составила 51,3 (1,8) см, в контрольной группе – 51,6 (2,3) см (p=0,59).
Оценка по шкале Апгар у новорожденных с ГИЭ была значимо ниже, чем в группе контроля. В группе ГИЭ оценка по шкале Апгар составила 3 (2–4,25) балла на 1-й минуте и 6 (4–6,25) баллов – на 5-й минуте после рождения; в контрольной группе – 7 (6–8) и 8 (8–9) баллов соответственно (p<0,001 для обоих сравнений).
При оценке КОС крови артерии пуповины (табл. 1) было выявлено, что в группе новорожденных с ГИЭ уровень pH был значимо ниже (p<0,001), а уровень Lac и BD – значимо выше (p<0,001), чем в группе контроля. рСО2 было значимо выше в крови артерии пуповины новорожденных с ГИЭ (59,7 (32,3) против 41,7 (8,8) мм рт.ст., p=0,049), тогда как рО2 было выше в группе контроля (28,1 (28,3) против 21,3 (11,0) мм рт.ст., p<0,001).
Из 36 детей основной группы ГИЭ I степени была диагностирована у 22 новорожденных (61,1%), ГИЭ II степени – у 8 новорожденных (22,2%) и ГИЭ III степени – у 6 новорожденных детей (16,7%). Следует отметить, что в восьми наблюдениях группы ГИЭ I степени, по одному – II и III степени показатели КОС артериальной пуповинной крови находились в пределах нормальных значений, что не позволяло связать нарушение состояния плода в момент рождения с гипоксией (табл. 2).
Возраст, индекс массы тела пациенток, их паритет и срок беременности на момент родоразрешения и способ родоразрешения не влияли на степень тяжести ГИЭ.
Одна (4,5%) пациентка подгруппы ГИЭ I степени была родоразрешена путем операции кесарева сечения до начала родовой деятельности. Экстренное завершение родов путем операции кесарева сечения потребовалось 6 (27,3%) пациенткам этой подгруппы, 1 (12,5%) пациентке из подгруппы ГИЭ II степени и 2 (33,3%) пациенткам подгруппы ГИЭ III степени (p=0,50), путем вакуум-экстракции плода – 5 (22,7%), 4 (50%) и 3 (50%) пациенткам соответственно (p=0,06). Таким образом, 11 (33%) новорожденных с ГИЭ родились в результате самопроизвольных родов.
Масса и длина тела новорожденных не различались в подгруппах сравнения. Так, масса новорожденных в подгруппе ГИЭ I степени составила 3156 (345,6) г, в подгруппе ГИЭ II степени – 3341 (353,3) г, в подгруппе ГИЭ III степени – 3379 (346,8) г (p=0,19). Длина тела новорожденных составила 51,6 (2,1), 51,1 (1,7) и 51,4 (1,7) см соответственно (p=0,86).
Оценка по шкале Апгар новорожденных была обратно пропорциональна степени тяжести ГИЭ. На 1-й минуте она составила 4,5 (3–5), 3 (2–3,25) и 1 (1–3,25) балла (p=0,001), на 5-й минуте – 6,5 (5,75–7), 5 (4–6) и 3 (1–5,25) балла в подгруппах ГИЭ I, II и III степени соответственно (p<0,001).
Также были проанализированы отдаленные исходы у детей с ГИЭ. Из 36 наблюдений данные были получены у 26 (72,2%). Из них с ГИЭ I степени – 13, с ГИЭ II степени – 8, с ГИЭ III степени – 5 наблюдений (табл. 3). 53,4% детей, перенесших ГИЭ I степени, не имели клинически определяемых последствий в возрасте 3 лет. У двоих детей этой подгруппы развился детский церебральный паралич (15,4%), у остальных имели место легкие или умеренно выраженные дистонические мышечные и паретические проявления. Напротив, в группе детей, перенесших ГИЭ II или III степени, значительно чаще имели место выраженные проявления мышечной дистонии, парезы, а также двигательные нарушения. Только один ребенок из группы ГИЭ II степени был здоров в возрасте 3 лет. Один ребенок с ГИЭ III степени умер в перинатальном периоде. Учитывая, что по сравнению с ГИЭ I степени последствия перенесенной ГИЭ II и III степени были более тяжелыми и сходными по тяжести, для анализа исходов последние две группы были объединены. Так как в 10 наблюдениях, по данным КОС, отсутствовал ацидоз в родах, их исходы проанализированы отдельно. Из 10 наблюдений в 2 (20%) исход неизвестен, в 5 (50%) – дети здоровы, у 1 (10%) ребенка детский церебральный паралич; в остальных случаях – 3 (30%) – имели место легкие дистонические мышечные нарушения.
Учитывая, что у 22 новорожденных состояние при рождении оценено как асфиксия тяжелой степени, с целью улучшения перинатальных исходов в 11(50%) наблюдениях была проведена краниоцеребральная гипотермия. Пятнадцать наблюдений из 22 (68,2%) были доступны для оценки отдаленных исходов (табл. 4), достоверных отличий между группами не выявлено. Как показал сравнительный анализ, уровень pH крови артерии пуповины был значимо ниже при ГИЭ II–III степени – 6,861 (0,309), чем при ГИЭ I степени – 7,033 (0,163), p=0,04 (табл. 5). Уровень BD был выше в группе ГИЭ II–III степени – 21,7 (6,7) ммоль/л, чем в группе ГИЭ I степени – 16,2 (6,1) ммоль/л, p=0,02. Уровни содержания lac, pCO2, pO2 не были связаны со степенью тяжести ГИЭ.
При анализе ГИЭ в зависимости от наличия ацидоза в родах (табл. 6) достоверно значимые различия обнаружены в уровнях рН, BD и pCO2 в пуповинной крови.
Учитывая полученные результаты о зависимости степени тяжести ГИЭ от уровней рН и BD, было изучено прогностическое значение этих данных.
Анализ уровня рН показал, что для прогнозирования среднетяжелой и тяжелой ГИЭ предиктивным порогом отсечки является значение рН<7,03 (рис. 1, табл. 7, 8). Площадь под ROC-кривой составила 85,2%, чувствительность модели – 71,4%, специфичность – 88,0%.
Анализ уровня BD показал, что значение >19,2 ммоль/л позволяет прогнозировать развитие среднетяжелой и тяжелой ГИЭ (рис. 2, табл. 7, 8). Площадь под ROC-кривой составила 89,4%, чувствительность модели – 85,7%, специфичность – 78,3%.
Полученные результаты позволили нам с помощью метода логистической регрессии рассчитать вероятность развития среднетяжелой и тяжелой ГИЭ на основе учета комбинации выявленных факторов по формуле:
Р = 52,8486 – 8,0372 × pH + 0,3593 × |BD|.
При значении P от 0 до 1,9 вероятность ГИЭ высокая.
При значении P от 0 до –1,9 вероятность ГИЭ низкая.
При значении P >2 вероятность ГИЭ крайне высокая.
При значении P <-2 вероятность ГИЭ крайне низкая.
Также нами был произведен ROC-анализ для данной модели. Площадь под кривой составила 97,5%, чувствительность – 94,7%, специфичность – 90,9% (рис. 3).
Обсуждение
Оценка КОС крови артерии пуповины является методом оценки уровня ацидоза у плода в родах [7]. В данной работе был проведен анализ показателей КОС крови артерии пуповины, направленный на поиск значений, ассоциированных с развитием ГИЭ у новорожденных после родов. Оценка по шкале Апгар была ожидаемо ниже при развитии ГИЭ, чем у детей без ГИЭ, что подтверждает роль асфиксии в развитии ГИЭ [8].
Большое внимание исследователей уделяется поиску как маркеров развития ГИЭ, так и предикторов степени ее тяжести [7–10].
Согласно данным систематического обзора Graham E.M. et al. (2008), при своевременных родах частота снижения pH крови артерии пуповины ниже 7,0 составляет 0,37%. В 17,2% наблюдений у этих новорожденных развивались неврологические нарушения, у 16,3% – судороги; 5,9% детей погибали в период новорожденности. Частота ГИЭ при pH ниже 7,0 составила 2,5 на 1000 живорожденных детей. Частота развития детского церебрального паралича в исходе ГИЭ составила 14,5%. Однако подавляющее большинство случаев детского церебрального паралича у доношенных новорожденных не было связано с внутриутробной гипоксией плода [11].
В нашем исследовании была выявлена связь развития ГИЭ с изменениями всех показателей КОС крови артерии пуповины новорожденного (pH, Lac, BD, pO2, pCO2). Однако только уровни pH и BD были связаны со степенью тяжести ГИЭ. Таким образом, pH и BD – наиболее значимые показатели КОС крови артерии пуповины в отношении прогноза развития и тяжести ГИЭ, что согласуется с современными данными литературы [12].
Особое внимание следует обратить на наблюдения, в которых имел место нормальный уровень рН и BD пуповинной крови, что свидетельствовало об отсутствии ацидоза, но, тем не менее, развилась ГИЭ. По данным Yatham S.S. et al. (2019), причины повреждения головного мозга могут иметь не гипоксический генез (воспалительные и метаболические). В таких случаях кривая кардиотокографии, оценка по шкале Апгар и КОС пуповинной крови будут неинформативны в отношении прогноза состояния новорожденного [13]. Кроме того, в исследовании Пановой М.С. и Панченко А.С. (2017) была выявлена взаимосвязь между возникновением ГИЭ, фето-плацентарной недостаточности и хронической внутриутробной гипоксии плода. При анализе соматической и инфекционной патологии матерей статистически значимым оказалось наличие во время беременности заболеваний мочевыделительной системы и острой респираторной вирусной инфекции. Более половины детей с ГИЭ были рождены путем операции кесарева сечения. У каждого 4-го ребенка с ГИЭ выявлена сопутствующая патология дыхательной системы [14].
Начальные признаки декомпенсации состояния плода сочетаются с централизацией кровообращения путем периферического вазоспазма и переключением тканевого дыхания на анаэробный гликолиз с развитием метаболического ацидоза. При продолжающейся гипоксии плода и истощении компенсаторных механизмов на фоне прогрессирования ацидоза активация NO-синтазы ведет к периферической вазодилатации, что приводит к снижению мозгового кровотока, а далее – к гипоксически-ишемическому повреждению головного мозга [15]. Однако при подострой гипоксии вследствие периодической компрессии сосудов пуповины снижение артериального давления у плода и повреждение структур головного мозга происходят без значительных изменений КОС в артерии и вене пуповины [13].
Помимо фактора гипоксии, в развитии ГИЭ играют значимую роль и метаболические нарушения. Это наглядно видно при анализе КОС пуповинной крови новорожденных. В метаанализе, проведенном G.L. Malin в 2010 г., была продемонстрирована связь между низким pH крови артерии пуповины и такими состояниями, как ГИЭ и детский церебральный паралич [16].
В данной работе мы показали, что ГИЭ связана не только с низким pH, но и с другими нарушениями КОС крови артерии пуповины: повышением уровней Lac, BD, pCO2, pO2. Так как из вышеперечисленных показателей только уровни pH и BD зависели от степени тяжести ГИЭ, это свидетельствует о преобладании метаболического компонента в развитии ГИЭ тяжелой степени. Использование кранио-церебральной гипотермии не способствовало улучшению отдаленных исходов ГИЭ в связи с малым объемом выборки. В связи с чем для правильной интерпретации результатов требуются дальнейшие исследования.
Заключение
В работе описаны особенности КОС крови артерии пуповины новорожденного, ассоциированные с развитием ГИЭ. Подтверждена связь повреждения головного мозга новорожденного с метаболическим ацидозом и гипоксией. Предикторами развития среднетяжелой и тяжелой ГИЭ гипоксического генеза являются рН<7,03, BD>19,2 ммоль/л. Полученные нами данные с учетом рН и BD позволили с помощью метода бинарной логистической регрессии рассчитать вероятность развития среднетяжелой и тяжелой ГИЭ у новорожденных. У 60% детей, перенесших ГИЭ III степени, развился церебральный паралич. Тем не менее в 27,7% наблюдений развитие ГИЭ (в том числе, тяжелой степени) имело место при нормальных уровнях pH и BD в крови артерии пуповины, что свидетельствует о наличии причин, не связанных с гипоксией плода в момент рождения.
