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【文献解读】使用新开发的脐带血指标(Çapa 指数)预测新生儿重度高胆红素血症

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文献原文:Severe hyperbilirubinemia prediction in neonates using a newly developed cord blood index (Çapa index): A retrospective cohort pilot study

第一作者:Mustafa Törehan Aslan

发表时间:2025年5月

发表期刊:Medicine

DOI:10.1097/MD.0000000000042516

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摘要

新生儿期门诊就诊和再入院的常见原因之一是高胆红素血症,其预防取决于早期诊断和有效治疗。因此,发现预测严重高胆红素血症的新指标和参数至关重要。新生儿存在溶血风险因素在大多数情况下并非治疗的先决条件。

本研究旨在探讨一种新指标(Çapa 指数)在预测新生儿早期严重高胆红素血症中的作用,该指数是通过脐带血中碳氧血红蛋白(COHb)和总胆红素水平计算得出的。本研究共纳入 290 例足月新生儿,其中 171 例直接抗球蛋白试验阳性,存在 A、B、O 血型系统和/或 Rh 因子不相容,119 例为健康对照组,无血型不相容、败血症、窒息、呼吸问题、病理性体重减轻、先天性异常或需要重症监护的情况。Çapa指数通过将脐带血中的碳氧血红蛋白(COHb)百分比与总胆红素(mg/dL)水平相乘计算得出,通过比较两组的 Çapa 指数,以预测其在治疗需求中的作用。疾病组的碳氧血红蛋白(COHb)、胆红素和 Çapa 指数均高于健康对照组。在疾病组中,需要光疗(PT)的新生儿脐带血胆红素水平意外地显著较低。相反,COHb和Çapa指数在无需治疗的组中更高。在疾病组中,Çapa 指数在预测 PT 需求方面具有显著的预测价值(曲线下面积 = 0.94)。标准溶血指标对高胆红素血症的进展预测价值有限。Çapa 指数是通过脐带血 COHb 和胆红素水平计算得出的一个实用生化指标,有望成为预测新生儿严重高胆红素血症和PT需求的一个重要参数。

缩写:ABO = A、B 和 O 血型系统,AUC = 曲线下面积,Çapa 指数 = 一种新的指数,COHb = 碳氧血红蛋白,DAT = 直接抗球蛋白试验,Hb = 血红蛋白,Hct = 红细胞压积,PT = 光疗,Rh = 罗氏因子,ROC = 接收者操作特征。

关键词:碳氧血红蛋白、高胆红素血症、新生儿黄疸、光疗、脐带血

简介

高胆红素血症是新生儿早期就诊和住院的最常见原因之一。[1] 严重新生儿高胆红素血症的合并发病率报告为每 10 万活产儿中有 244 例。[2] 预防间接性高胆红素血症严重并发症的成功与否完全取决于早期有效的治疗干预。临床上相关的黄疸主要在出生后几天内出现。[3] 目前建议分娩后尽早出院的医疗程序可能会延误诊断和治疗,从而增加核黄疸相关后遗症和急性胆红素脑病的风险。[4]

之前有报道称,在美国,36%的足月健康新生儿出现严重高胆红素血症并需要再次住院。[5] 鉴于这些风险,识别可靠且早期的严重高胆红素血症预测指标至关重要。目前对于产后早期出院可能导致严重高胆红素血症风险的担忧仍存在争议。因此,这促使临床医生寻求针对严重新生儿高胆红素血症的实用且具有预测性的诊断新指标。[6] 相关文献中的研究探讨了脐带血胆红素水平的潜在诊断价值,以建立有效的风险指数来预测新生儿高胆红素血症的发生。[5,7,8]

然而,仅分析胆红素水平不足以成为预测该疾病发病机制的理想指标。[9] 此外,还应综合分析未结合胆红素、白蛋白、胆红素 - 白蛋白结合能力以及其他生化参数,以获得有效的风险指数,从而更好地进行临床管理。[10] 碳氧血红蛋白(COHb)是红细胞中一氧化碳(CO)与血红蛋白(Hb)分子形成的稳定复合物,有可能成为一种有前景的诊断候选指标。主要是在溶血过程中血红蛋白降解后内源性生成的 COHb,可被视为胆红素形成过程的早期生物标志物。[11,12]

新型指标(Çapa 指数)的制定原理在于将脐带血胆红素(mg/dL)与碳氧血红蛋白(COHb)百分比相乘,其背后的逻辑在于这两个参数所提供的互补生理信息。脐带血胆红素反映了胎儿出生时胆红素生成与胎盘清除之间的净平衡,而 COHb 则是内源性一氧化碳生成的生物标志物——是血红素代谢和溶血活性的直接指标。[12,13] 新生儿 COHb 水平升高与溶血增加有关,尤其是在血型不合的情况下。[11] 然而,对于存在活跃溶血的婴儿,出生时脐带血胆红素水平可能因胎盘有效排泄胆红素而显得偏低。[10] 通过将这两个指标相乘,Çapa 指数能够增强对那些既有持续溶血(COHb 水平高)又有胆红素负担的婴儿的风险预测能力——即便胆红素本身在出生时处于正常范围内。因此,这种计算方法能够增强对新生儿期临床显著高胆红素血症的早期风险分层,并且与单独使用任何一种指标相比,其预测敏感性更优。该指数以伊斯坦布尔医学院命名,该学院俗称“Çapa”。这是开展此项研究并开发该指数的机构。“我们将该指数命名为“Çapa”,以此向其诞生地伊斯坦布尔医学院(俗称“卡帕”)致敬。在本研究中,我们旨在分析通过同时考虑脐带血胆红素和碳氧血红蛋白水平,能否提高预测新生儿严重高胆红素血症发生的新风险指数的作用。

方法

研究人群与设计

本研究共纳入 290 名健康的足月新生儿,均无需重症监护。其中 171 名新生儿直接抗球蛋白试验(DAT)检测 A、B、O 血型系统(ABO)和/或 Rh 因子不相容阳性,119 名新生儿为健康对照组,无任何血型不相容情况且无需光疗(PT)。ABO 血型不合定义为母亲血型为 O 型,新生儿血型为 A 型或 B 型。若脐带血 DAT 检测阳性,则视为 ABO 同种免疫溶血;本研究中不将 DAT 阴性的 ABO 血型不合(母亲 O 型,婴儿 A/B 型但无溶血)纳入不相容组。同样,Rh 血型不合定义为母亲 Rh 阴性,新生儿 Rh 阳性,且仅纳入 DAT 检测阳性表明存在免疫介导性溶血的病例。排除标准如下:存在任何产后适应问题、因高胆红素血症以外的多种疾病(呼吸窘迫、败血症、病理性脱水等)需要重症监护,以及存在先天性异常。该队列中的婴儿没有关于葡萄糖 - 6 - 磷酸脱氢酶缺乏症水平的数据,因此未对此进行分析。关于PT光疗需求的决定是根据研究期间可用的美国儿科学会临床指南做出的。当总血清胆红素水平超过基于出生后年龄、胎龄和风险因素(如同种免疫性溶血病)的特定时间段阈值时,即开始PT光疗。所有病例均未进行换血治疗。

样本量确定与抽样方法

本研究设计为一项回顾性队列试点研究。样本量根据 2016 年 1 月至 2021 年 12 月期间在我中心符合纳入标准且记录可获取的足月新生儿总数确定。未进行事先功效分析。所有符合预先设定的纳入和排除标准的新生儿均连续纳入,未进行随机分组。因此,抽样方法为连续抽样。

生化及临床参数分析

以下足月新生儿的临床和人口统计学参数被记录下来以作进一步的统计分析:胎龄、出生体重(克)、血型不合类型(ABO 或 Rh)、直接抗人球蛋白试验(DAT)、脐带血总胆红素(毫克/分升)、碳氧血红蛋白(COHb)百分比、血细胞比容(%)水平以及是否需要换血治疗(PT)。除上述参数外,我们为每位受试者计算了名为“Çapa指数”的新型指标,计算公式如下:Çapa指数 = 脐带血胆红素(mg/dL)× 脐带血COHb(%)。

统计分析

所有统计分析和比较均使用 MedCalc 软件包(版本 20.009;比利时奥斯坦德)进行。数据以数字、百分比或中位数及 25 至 75 百分位数表示。连续值的正态分布通过柯尔莫哥洛夫 - 斯米尔诺夫检验进行检查。多组间比较采用 Kruskal-Wallis 检验,两组间比较采用 Bonferroni 校正的 Mann-Whitney U 检验。对 Çapa指数、脐带血胆红素和 COHb 值进行受试者工作特征(ROC)分析,并计算相关截断值、敏感性、特异性、阳性似然比、阴性似然比和曲线下面积(AUC)值。统计学差异在 P < 0.05 时被认为具有显著性。

伦理声明与主题

本研究已获伊斯坦布尔大学伊斯坦布尔医学院临床研究伦理委员会(2024 年 10 月 3 日/2920923 号)及《赫尔辛基宣言》批准。研究数据来自 2016 年 1 月至 2021 年 12 月期间在伊斯坦布尔医学院附属医院出生的足月新生儿的电子数据库和患者档案。

结果

本研究纳入了 290 名足月新生儿。其中 171例存在ABO或Rh血型不匹配(DAT阳性),119例作为健康对照组,其出生周数和出生体重与实验组匹配(表1)。血型不合新生儿的新型 Çapa 指数、脐带血总胆红素和碳氧血红蛋白(COHb)水平显著高于对照组(P < 0.05)。血型不合组的脐带血血红蛋白(Hb)和红细胞压积水平显著低于对照组(P < 0.05)(表 1)。

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如表 2 所总结,患有 ABO 和/或 Rh 血型不合的新生儿根据是否需要PT被分为两组;在 171 名新生儿中,43% 需要(PT+),而 57% 不需要(PT−)。PT+ 组的胎龄和出生体重值显著低于 PT− 组。(P < 0.05).

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PT(+) 组的 Çapa 指数和 COHb 值显著高于 PT(−) 组和对照组(P < 0.05)。PT(−) 组的这两项指标也高于对照组(P < 0.05)。PT(+) 组与对照组的总胆红素水平存在显著差异(P < 0.05),且 PT(−) 组的总胆红素水平高于 PT(+) 组和对照组(P < 0.05)。PT(+) 组的脐带血 Hb 和血细胞比容水平显著低于对照组(P < 0.05)。PT(+) 组脐带血的新型 Çapa 指数和 COHb 值高于 PT(−) 组。然而,一个引人注目的发现是,与预期相反,PT(+) 组的脐带血总胆红素值低于 PT(−) 组,而脐带血 Hb 和血细胞比容值则高于 PT(−) 组。

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ROC分析用于评估新生儿血型不匹配时总胆红素、COHb及新型Çapa指数对PT需求预测/诊断价值,如图1所示。所有分析参数均显示出对PT需求具有显著预测价值(图1,P < 0.05),其中新型 Çapa 指数的曲线下面积(AUC)值最高。此外,在 ABO 血型不合亚组分析中,我们比较了母亲 O 型血 - 新生儿 A 型血(O-A)和母亲 O 型血 - 新生儿 B 型血(O-B)血型组合的婴儿。两组在 PT 需求(P = 0.72)或中位 Çapa指数值(P = 0.68)方面均无统计学显著差异。

讨论

在本研究中,我们评估了一种新型复合标志物——Çapa 指数的预测价值,该指数是脐带血胆红素与碳氧血红蛋白水平COHb的乘积。我们发现,Çapa指数在预测是否需要光疗方面的准确性显著高于单独使用任一指标。值得注意的是,需要光疗的婴儿脐带血胆红素水平较低,但碳氧血红蛋白COHb和血细胞比容水平较高,这凸显了将这些参数结合使用在出生后立即识别高风险新生儿方面的临床实用性。

当前的诊断工具在评估血型不匹配风险及是否需要进行PT检测时,其敏感性有限。[9] 因此,在新生儿黄疸风险分析方面,需要一种更有效且实用的非侵入性方法。[6] 分析分娩时脐带血中的胆红素、血细胞比容和碳氧血红蛋白等参数,成本低、实用且无创。

在临床实践中,通常建议由主治新生儿科医生或儿科医生来评估脐带血胆红素和血细胞比容水平,尤其是在被识别为溶血性疾病或高胆红素血症风险的新生儿中。美国儿科学会 2004 年关于高胆红素血症管理的指南[14]建议,对于有风险的婴儿(例如母亲血型为 O 型或 Rh 阴性者),应对其脐带血进行直接抗人球蛋白试验(DAT)。尽管不建议对所有新生儿常规检测脐带血胆红素和血细胞比容,但在特定风险情况下,临床医生可能会选择进行这些检测,以便早期发现溶血或贫血,并指导及时治疗。此外,某些医院的临床方案建议,根据当地实践和风险分层模型,在高危新生儿出生时进行这些检测[15]。进行此类检测可能会增加实验室成本和人力需求。我们研究中纳入的患者(2016 年至 2021 年期间)的评估和管理均依据这些指南和当地实践。

一项针对 1360 名新生儿的回顾性研究指出,出生后 48 小时内脐带血胆红素水平对新生儿高胆红素血症具有显著的预测性(曲线下面积 AUC = 0.80)[9]。Sahan 等人[16]对 217 名健康足月新生儿的脐带血胆红素和胆红素/白蛋白比值的预测价值进行了研究,他们认为这两个参数在评估间接新生儿高胆红素血症方面具有显著价值,且脐带血胆红素/白蛋白比值的敏感性和特异性更高(分别为 74.2% 和 61.8%)。直接抗球蛋白试验(DAT)阳性已被证实是 ABO 血型不合新生儿的标准指标[17]。然而,DAT 阳性本身并不总是能预测严重的高胆红素血症,也不足以表明需要进行PT[18,19]。另一方面,Tiras 等人[20]进行了一项比较临床研究,探讨了碳氧血红蛋白(COHb)对 DAT 的预测价值,他们得出结论,脐带血 COHb 水平没有显著变化,并建议 DAT 是预测新生儿高胆红素血症风险的更有效方法。脐带血COHb水平也被发现可预测ABO血型不匹配且DAT阳性的非洲裔美国新生儿(其母亲为O型阳性)的严重高胆红素血症[21]。我们观察到血型不合的黄疸新生儿的碳氧血红蛋白(COHb)和总胆红素水平明显高于对照组。与我们的研究结果相似,Lozar-Krivec 等人[11]指出,ABO 血型不合的溶血性新生儿的 COHb 水平明显高于健康新生儿。在另一项针对 616 名足月和近足月新生儿的临床研究中,脐带血中总胆红素水平升高被证实是新生儿高胆红素血症的一个有效风险因素。[8]

我们的亚组分析显示,O-A 血型不合和 O-B 血型不合的新生儿在PT需求或 Çapa 指数值方面没有显著差异。这表明这两种 ABO 血型不合类型的溶血病严重程度和出现临床显著高胆红素血症的风险相当。Al-Omran 等人[22]指出:“O-B 血型不合的直接抗人球蛋白试验阳性率高于 O-A 血型不合(43.5% 对 29.2%,P < 0.001)。在不同分层中,O-B 血型不合的换血需求几率高于 O-A 血型不合。因新生儿间接性高胆红素血症而再次入院、接受 360°光照治疗或静脉注射免疫球蛋白治疗在 O-B 血型不合中比 O-A 血型不合更常见(13.2% 对 5.0%,P < 0.001)。这些发现与 Al-Omran 等人的研究结果不同,他们在回顾性队列研究中发现,O-A 和 O-B 血型不合的足月新生儿在换血需求方面存在统计学显著差异。这种结果差异也可能与患者数量和多样性有关。结合所有这些观察结果,这可能表明在直接抗人球蛋白试验(DAT)阳性、黄疸监测以及早期干预方面,O-A 和 O-B 不相容性都应予以谨慎考虑。琼斯等人[5]对 1411 名足月新生儿进行了另一项基于脐带血胆红素的风险评估策略。他们发现,对于母亲血型为 O 型的新生儿,胆红素水平是黄疸的有力预测风险因素。值得注意的是,我们的研究结果揭示了一个引人注目的发现:与预期相反,需要光疗(PT)的组别的脐带血总胆红素值低于不需要换血治疗的组别。此外,需要换血治疗组别的脐带血血红蛋白(Hb)和血细胞比容(Hct)值高于不需要换血治疗的组别。这一看似矛盾的发现 需要进行PT治疗的新生儿脐带血胆红素水平较低,但血红蛋白和血细胞比容值较高。这种看似矛盾的现象可以通过胎儿生理和胎盘功能的相互作用来解释。在胎儿期,红细胞代谢产生的未结合胆红素通过胎盘转运至母体循环中进行清除,从而有效维持胎儿胆红素水平较低,尽管存在溶血现象。同时,胎儿缺氧会刺激促红细胞生成素的产生,从而增加红细胞生成,导致血红蛋白和血细胞比容水平升高——这是一种增强氧气输送的代偿机制。出生后,胎盘清除胆红素的功能停止,加上更大数量的红细胞被破坏,导致血清胆红素水平迅速升高,从而需要进行PT治疗。这一系列事件解释了这些新生儿最初胆红素水平较低,但随后出现高胆红素血症的情况。[23-26]

与我们的研究结果一致,Varal 等人[27]在一项针对 221 名早产儿的研究中报告称,碳氧血红蛋白(COHb)水平在预测光疗需求方面具有很强的效度(AUC = 0.95)。先前的研究报告称,除了胆红素水平外,脐带血中的其他参数,如白蛋白水平[28]或直接胆红素(DAT)[29],也能更好地预测新生儿高胆红素血症。先前研究中脐带血胆红素测定的截断值不一致,在决定PT[30]或早产儿出院[31]时,促使临床医生寻求支持性参数。在本研究中,我们通过将足月新生儿脐带血中 COHb 和胆红素水平相乘,开发了一种新的风险指数,称为“Çapa 指数”, 以提高对血型不匹配新生儿PT需求预测的敏感性。

我们发现,血型不合新生儿的 Çapa 指数显著高于对照组。基于 ROC 分析,我们还发现,新的Çapa 指数(AUC = 0.94)在预测PT需求方面比单独的脐带血碳氧血红蛋白(COHb)水平(AUC = 0.84)和胆红素水平(AUC = 0.65)具有更好的预测价值。在文章的同行评审过程中,我们收到了一位审稿人的宝贵意见和建议,即可能要突出高溶血和低胆红素水平的病例,这可能是另一种替代的计算方法,即 COHb/胆红素比值(或许可以命名为Çapa 指数 - 2,这可能对进一步研究有用,值得进一步评估)。我们感谢相关审稿人在评估我们的文章时提出了这一替代指数。然而,在评估这一方法时,我们更倾向于保留基于乘积的Çapa 指数,因为它能更直观地反映高溶血和胆红素负荷的综合风险。此外,在我们的队列研究中,Çapa 指数表现出更优的预测性能(AUC = 0.94)。因此,由于其临床适用性和足够的预测能力,该产品配方更受青睐。通过这种方式,在预测 PT 需求方面,Çapa 指数的敏感性更高,而非在溶血指标方面,这表明临床医生应密切随访 Çapa 指数值较高的新生儿(截断值>1.76)。

局限性与未来方向

我们提出了一种独特的指标,称为“Çapa 指数”,它在预测血型不合新生儿的PT需求方面是一种更优的风险参数。本研究存在一定的局限性。首先,研究对象数量相对较少(171 名血型不合新生儿和 119 名健康新生儿)。其次,本研究仅包含单中心的数据。通过扩大队列规模和增加研究中心的数量,可以获得更全面的结果,从而更可靠地评估新型 Çapa指数在预测早期新生儿高胆红素血症换血需求方面的预测价值。本研究具有显著的优势,包括使用客观的、常规采集的脐带血参数以及对所有受试者应用统一的换血标准。然而,就内部有效性而言,其回顾性研究的性质可能会引入选择偏倚和未测量的混杂因素,例如未检测到的葡萄糖 - 6 - 磷酸脱氢酶缺乏症。仅纳入直接抗人球蛋白试验(DAT)阳性的婴儿也可能限制队列中溶血严重程度的变异性。关于外部有效性,这项单中心研究仅限于足月新生儿同种免疫溶血病,可能无法推广至早产儿、直接抗人球蛋白试验阴性病例或具有不同遗传或临床特征的人群。未来多中心前瞻性研究的验证可能会使新引入的“Çapa指数”成为严重高胆红素血症的有力预测工具,并有可能被纳入临床实践指南。

结论

标准溶血指标在评估足月新生儿早期高胆红素血症进展方面的作用有限。我们设计的 Çapa 指数是一种实用的生化风险指标,综合考虑了脐带血中碳氧血红蛋白(COHb)和胆红素水平,其敏感性优于单独的脐带血胆红素和 COHb 水平,有望成为早期新生儿高胆红素血症及换血需求的非侵入性风险预测指标。

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