儿童与成人不同,一些短小手术或者诊断性检查也需要全身麻醉,在美国每年约有600万儿童接受全身麻醉,其中婴幼儿占据25%。

在中国,庞大的人口基数使得儿童的麻醉需求和麻醉数量与日激增, 关于麻醉是否与儿童短期以及远期神经发育功能存在关联一直尚未有明确的定论 。急性淋巴细胞性臼血病(ALL)是一类由B和T淋巴样祖细胞衍生的遗传异质性淋巴瘤,其特征是骨髓、外周血和髓外部位的未成熟淋巴样细胞的分化和增殖。
约占儿童时期恶性肿瘤的34%、儿童白血病类型中占75%,诊断基于形态学免疫表型和遗传学特征,当前ALL患儿的总治愈率达到85%至90%,其预后结果取决于疾病的遗传亚型和临床表现。

ALL的治疗包括免疫疗法、放疗、化疗、异基因造血干细胞移植、药物靶向治疗、CART细胞疗法等方案目前化疗是ALL患儿常用的治疗方案 ,缓解率可达到80%以上。然而研究表明化疗对长期存活ALL患儿具有一定的神经发育毒性但是对于反复接受治疗的ALL患儿。
化疗药物不是唯一影响神经认知功能的风险因素,性别、年龄、麻醉暴露都有可能增加神经认知功能障碍发生的风险。全身麻醉称全麻,是一种*醉药麻**物诱导的可逆性意识丧失的过程,包括特定的行为和生理特征意识丧失,伴有自主神经系统的反射抑制,使患者对手术过程失去知觉并防止大脑对手术疼痛做出反应的作用以及维持心血管系统。

呼吸系统和体温调节系统的稳定性。 临床上常用的全身麻醉方法有吸入麻醉、静脉麻醉和复合麻醉。在实验室模型中,已经有明确的证据显示GA与中枢神经系统(CNS)发育障碍相关及体外和体内研究一致表明。
接触GABA受体激动剂(如挥发性*醉药麻**、咪达唑仑和丙泊酚)或NMDA拮抗剂(如氯胺酮、异氟醚和一氧化二氮)对各种神经传递系统产生剂量依赖和发育年龄依赖的影响。基础研究已有证据显示接触这些药物会增加幼年动物(包括大鼠、小鼠和非人类灵长类动物)的神经元细胞死亡的风险。

麻醉诱发的神经毒性在儿童中发生的可能性已经引起了对小儿麻醉安全性的关注。 然而临床研究中由于评估手段和实验方法的不同使得麻醉对认知发育影响的结果不一。 近年来,逐渐采用神经心理学测试以及影像学方法对经历麻醉暴露儿童的神经认知功能和大脑结构改变的研究获得了一些新的发现,从而更好地理解麻醉如何影响神经脑发育。
白血病患儿多次全身麻醉暴露后神经认知功能的评估随着医疗事业的不断发展,全身麻醉广泛应用于各类型手术、无痛诊疗、门诊检查镇静等。2016年美国FDA就*醉药麻**物的安全性发布一则安全警告:孕晚期的孕妇或者3岁以下婴幼儿重复或长时间(3h)使用全身*醉药麻**或镇静药,可能会对小儿脑发育产生潜在毒性。

既往动物实验证明,包括灵长类动物, 常用的*醉药麻**和镇静剂可能会使大脑引起神经细胞凋亡和其他神经退行性变化。 尽管动物研究无法完全适用人类,但是这些结果仍然引起人们对*醉药麻**在小儿神经发育系统毒性潜在风险的极大关注。
目前一些流行病学证据表明早期麻醉暴露与随后持续的神经行为缺陷风险增加之间存在关联,表现在语言、运动、记忆、行为缺陷等方面。但也有研究认为单次麻醉并不影响儿童认知发育,多次麻醉可能影响患儿加工速度和注意力。

数十年以来,各种麻醉方案已用于儿科医学中,但尚无明确的证据将麻醉暴露与随后的神经行为障碍联系起来,尤其在已经存在大脑脆弱性的儿童人群, 如白血病儿童,许多混淆的变量使建立这样的链接变得困难,从而得到不一致的研究结果。 对于了解白血病患儿的认知功能以及麻醉对此类高风险人群的额外影响至关重要。
另外,既往的研究大部分是3岁或4岁之前的婴幼儿,而对于学龄前期及学龄期儿童麻醉的潜在毒性作用关注度不够。本研究提出假设,全麻对本身大脑脆弱的学龄前期和学龄期儿童的认知发育具有额外的影响。

因此,本研究拟评估经历全麻的ALL患儿神经认知功能发育情况, 为全身麻醉对ALL患儿神经认知功能的影响提供临床数据支持。 大多数基础研究证据显示吸入*醉药麻**物对大脑发育具有神经毒性。目前尚不清楚吸入性麻醉剂引起的认知障碍的机制,但最令人怀疑的是神经细胞凋亡。
国外一项研宄显示六日龄(P6)恒河猴暴露于异氟烷5小时大脑整个中枢神经系统的白质和灰质中均显示出明显的细胞凋亡,在这些凋亡细胞中,大约52%是神经胶质细胞,而48%是神经元。

然而,Aldemirensoy研究表示1.5%的异氟院麻醉6小时不会在10日龄大鼠中引起认知功能障碍和神经元死亡, 而在P7大鼠中,长时间(6小时)暴露于1.5%的异氟烷会导致细胞凋亡引发的细胞变性增加 ,但成熟后的空间学习能力以及记忆功能未受到明显影响;
同样的,Demirgan研宄显示P11大鼠暴露于1.5%异氟烷6小时后与P33时相比,神经认知功能方面无统计学意义,即单次长时间异氟醚暴露不影响神经认知功能,但是P11时水通道蛋白4K平显著增加,AQP4常在星形胶质细胞中表达,对于突触可塑性和神经认知起着重要作用。

这也表明吸入*醉药麻**对神经认知的影响可能和突触可塑性的改变有着密切关系。这些研究结果表明大鼠经历麻醉暴露的时间并不是影响神经认知功能的唯一因素, 因为即使细胞变性的风险增加,但远期的空间学习能力及记忆并未受到明显改变 ,可能影响异氟烷对新生儿神经元发育的破坏性影响的因素还有出生后的年龄。
持续时间和暴露次数,浓度以及大脑不同区域的敏感性不同。另外一种常用的吸入*醉药麻**物为七氟醚,3%的七氟醚使大脑海马区的和的表达增加,该过程通过激活信号传导途径从而诱导凋亡,主要使学习和记忆能力下降。

研究也显示七氟醚单次麻醉暴露6小时后, 引起新生小鼠大脑轻度炎症、caspase-3表达增加,之后表现为神经元细胞的凋亡 。虽然反复吸入异氟醚或七氟醚可引起新生小鼠不同程度的细胞凋亡和海马神经元损伤。
但是在空间认知方面异氟醚影响最为明显,表明异氟醚比同等最低肺泡浓度的七氟醚诱导的神经退行性变要大得多,这也支持临床应用七氟醚可能更加安全。2吸入*醉药麻**诱发细胞凋亡的主要机制,线粒体形态学变化目前研究报道关于吸入*醉药麻**对细胞凋亡的激活主要通过内在的线粒体途径发生。

该过程涉及下调Bcl-2家族的抗凋亡蛋白(例如Bd-2和Bcl-xL)。 吸入麻醉剂诱导的发育中大鼠线粒体形态、完整性、和功能的变化被认为与全身麻醉(GA)诱导的神经毒性和发育中大脑的长期认知障碍的早期发病机制有关 。七氟醚暴露后引起细胞内Ca2+的增加,线粒体细胞色素c释放和ATP生成减少、caspase-3裂解增加。
Caspase-3和细胞色素c是线粒体介导凋亡的重要蛋白,而细胞内Ca2+浓度的增加引起线粒体Ca2+的超载,从而导致线粒体通透性转变孔(mPTP)的打开,线粒体膜电位降低,最终导致线粒体功能障碍。

线粒体功能障碍可通过mPTP促进线粒体中细胞色素c释放到细胞质中,随后诱导线粒体介导的丨周亡途径, 最终七氟醚诱导海马初级神经元的线粒体损伤和细胞凋亡 。早期暴露于异氟醚引起线粒体形态损伤从而诱导神经发育过程中氧化应激过程的激活。
海马区活性氧(ROS)积累、线粒体变形而导致神经细胞凋亡,最终造成发育中大脑的长期认知缺陷,表明线粒体损伤和随后的ROS释放可能也是麻醉诱导发育期大脑神经变性的关键因素。炎症因子的上调多项研究显示炎症也可能是各种脑部疾病的关键反应。

在成年动物中,吸入麻醉剂暴露会上调肿瘤坏死因子-a(TNF-a),白介素-6(IL-6)和促炎细胞因子IL-lp。 此外,吸入*醉药麻**通过增强NF-kB的转录来诱导活化的B细胞的核因子K-轻链增强子的激活 。有趣的是,吸入麻醉剂诱导的NF-kB活化是细胞类型依赖性的,发生在小胶质细胞中,而不是神经元。
这表明其特异性地靶向诱导小胶质细胞炎症导致神经细胞凋亡。七氟醚是另一种挥发性麻醉剂,3%的七氟醚麻醉每次暴露2小时连续3天会提高IL-6、TNF-a水平,促进胱天蛋白酶激活,tau蛋白磷酸化,糖原合酶激酶激活和Ap蛋白水平引起神经元损伤,但是也有研究显示连续暴露七氟醚8小时并未引起神经炎症的增加。

尽管这些研究数据仍存在争议,但这些发现有助于对*醉药麻**对大脑神经炎症的潜在作用及其潜在机制的进一步研究。而且, 炎症是否是仅由于手术还是由于手术和麻醉两者均尚待确定。
静脉*醉药麻**物神经毒性作用随着对药理学研究方法的不断改进,新药物的出现使得全凭静脉麻醉(TIVA)也越来越广泛的应用,如今,吸入麻醉和静脉麻醉是儿童全身麻醉的两种选择,但二者单独使用均存在一定局限性,因此静吸复合麻醉在儿童临床麻醉工作中逐步占主要地位。

丙泊酚是用于诱导和维持成人全身麻醉和镇静作用的全身麻醉剂,但它也越来越多地用于需要麻醉或镇静的儿科和产科手术。 在神经退行性病变疾病尤其是阿尔茨海默症(AD)中,微管相关tau蛋白可能会发生异常的过度磷酸化,从而导致神经元纤维病理学的发展 ,而丙泊酚被证明可直接提高体内和体外的tau蛋白磷酸化水平,增加术后谵妄的风险。
此外还有研究表示丙泊酚剂量依赖性的抑制小脑浦肯野神经元树突生长而增加运动障碍的风险。然而Mardini等人的研究表示单独应用丙泊酚不会引起脆弱大脑的AP聚集,tau蛋白磷酸化水平增加或者炎症因子水平增加。

从而说明单独应用丙泊酚不会引起认知功能障碍 。同样的也有研究结果表明50mg/kg丙泊酚连续5天不会损害新生大鼠的学习或记忆功能。此外,咪达唑仑剂量大于3mg和芬太尼剂量大于50呢也被证明对远期的学习功能产生不利影响,而联合应用丙泊酚可对学习能力方面改善。
艾司氯胺嗣由于镇静镇痛作用良好常作为儿科门诊诊疗中,目前在抗抑郁方面有着巨大前景,但是最近在健康志愿者中进行鼻内氯胺酮给药的最新研究显示,给药后40分钟出现明显的认知功能障碍,尤其是记忆功能出现明显差异,但在6小时后可以恢复。

