早期干预对早产儿5-6岁神经发育结局的长期影响及LINE1甲基化状态分析

《Scientific Reports》：Neurodevelopmental outcome at 5 to 6 years of age of an early intervention program in preterm infants

本研究针对早产儿神经发育障碍高发问题，探讨了NICU期间基于父母的早期干预(EI)程序的长期效果。研究发现，接受EI的早产儿在5-6岁时格里菲斯量表(GDQ)评分显著高于标准护理(SC)组(90.4 vs 82.3, p=0.003)，尤其在学习和社交领域优势明显。纵向分析显示EI益处随时间推移而扩大。然而，口腔拭子样本的LINE1启动子甲基化分析未发现组间差异。该RCT证实了早期干预对改善早产儿长期神经发育结局的积极作用。

　　

在全球范围内，早产（妊娠不足37周）的发生率约为11%，每年有1500万早产儿出生。这不仅是导致五岁以下儿童死亡的首要原因，更带来了沉重的长期疾病负担。特别是那些在孕32周前出生的极早产儿，他们面临着最高的神经发育障碍风险，包括脑瘫、自闭症谱系障碍、智力残疾和学习困难等。即使没有明显的大脑损伤，这些挑战也可能持续到童年期甚至成年。究其原因，极度不成熟的大脑在第三孕期（妊娠后期）经历快速发育，此时暴露于宫外环境的各种压力源（如与父母分离、缺乏母亲接触、过多声光刺激和疼痛性操作）会引发“大脑发育失调”，影响白质和神经轴突结构的成熟，最终损害神经发育。

面对这一严峻挑战，早期干预（Early Intervention, EI）策略被视为改善早产儿预后的希望之光。这类干预通常强调父母参与和提供多感官积极体验（如婴儿按摩、视觉互动、音乐或声音暴露），并已在短期（如纠正月龄12-24个月）内显示出对神经发育、大脑可塑性和亲子关系的积极影响。然而，这些益处在学龄期能否持续，其背后的生物学机制是什么，仍然是悬而未决的关键问题。

为了回答这些问题，由Camilla Fontana和Livia Provitera作为共同第一作者，Monica Fumagalli等研究人员领导的研究团队在《Scientific Reports》上发表了他们的最新研究成果。他们进行了一项随机对照试验（RCT）的二次分析，追踪评估了一项在NICU（新生儿重症监护室）期间实施的、以父母为基础的早期干预项目对极早产儿（孕25-29周）在5-6岁早期学龄期的神经发育结局的长期影响。同时，作为一个探索性分析，他们还检测了这些儿童LINE1（长散在核元件）启动子甲基化水平的变化，以期寻找与神经发育相关的潜在表观遗传学生物标志物。

研究人员主要运用了几项关键技术方法：首先，研究设计为随机对照试验（RCT），纳入孕25⁺⁰至29⁺⁶周、无严重并发症的早产儿，随机分配至早期干预（EI）组或标准护理（SC）组。EI干预基于PremieStart方案，强调父母培训和多感官刺激。其次，在5-6岁随访时，采用格里菲斯心理发育量表第三版（Griffiths Mental Development Scales）评估整体神经发育（General Developmental Quotient, GDQ）及五个子领域，使用儿童行为量表（Child Behavior Checklist, CBCL）评估行为问题，运用运动评估电池儿童版第二版（Movement Assessment Battery for Children 2nd Edition, MABC-2）评估运动协调能力。第三，通过收集口腔拭子样本，提取基因组DNA，进行亚硫酸氢盐转化，并利用下一代测序技术分析LINE1启动子区域19个CpG位点的甲基化水平。最后，使用线性回归模型（调整协变量如胎龄和 socioeconomic status）比较组间差异，并应用混合效应模型分析神经发育得分的纵向变化趋势。

demographic and perinatal characteristics

研究初期共评估了125名早产儿，最终有63名婴儿被纳入原始RCT（EI组34名，SC组29名）。在排除了7名出现严重并发症的婴儿后，共有36名儿童完成了5-6岁的长期随访，其中EI组21名，SC组15名。两组在出生体重、性别、分娩方式等大多数基线特征上无显著差异，但SC组的胎龄（27.5周 vs 28.5周）和临床风险指数（CRIB评分）显著低于EI组，表明SC组婴儿在出生时病情可能更重。分析显示，失访（尤其是SC组）的婴儿胎龄和出生体重更高，但新生儿并发症和家庭社会经济状况无差异。

early school-age neurodevelopmental outcome

Griffiths Scale

核心发现显示，在5-6岁时，EI组儿童的整体神经发育商数（GDQ）显著高于SC组（平均值：EI = 90.4, SC = 82.3, p = 0.003）。这种优势在经过胎龄和家庭社会经济状况调整后的多变量线性模型中依然存在（调整后平均差异为7.5分）。进一步分析特定领域发现，EI组在“学习基础”（调整后差异5.2分）、“语言与沟通”（调整后差异7.1分）和“个人-社会-情感”（调整后差异7.5分）三个子量表上的得分也显著更高。而在“眼手协调”和“大运动”领域，两组无显著差异。从神经发育障碍的分类来看，EI组有85.7%的儿童发育正常，而SC组仅有46.7%发育正常，且有13.3%存在严重障碍，组间分布存在显著差异（p=0.030）。

longitudinal analysis of griffiths scores

最引人注目的发现之一是神经发育轨迹的纵向比较。研究人员收集了这些儿童在12月纠正月龄、24月纠正月龄、36月 chronological age 以及5-6岁时的GDQ数据。混合效应模型分析揭示，尽管在12个月时两组的平均GDQ差异不大，但随着时间的推移，差距逐渐扩大。具体而言，EI组相对于SC组的优势每年平均增加1.89分，到5-6岁时，累积平均差异达到了8.4分。这表明早期干预的益处并非昙花一现，而是呈现出一种“滚雪球”式的累积效应，支持了神经发育的交易模型理论。

Child Behavior Checklist

在行为评估方面，使用CBCL量表的结果显示，两组儿童在“总问题”、“内化问题”和“外化问题”量表上的T分数均值均处于正常范围（T < 60），组间比较未达到统计学显著性。尽管如此，EI组在所有宽带量表上的得分均低于SC组（分数越低表示行为问题越少），且SC组有21.4%的儿童总分处于临床范围（T≥64），而EI组仅为5.3%。虽然未达显著水平，但这一趋势提示EI可能对行为问题有潜在的积极影响。

Movement Assessment Battery for Children 2nd Edition(ABC-2)

关于运动协调能力，MABC-2评估显示，EI组的总标准分（8.44）高于SC组（7.25），但这一差异未达到统计学显著性。在“手动敏捷度”、“瞄准与接球”和“平衡”三个子项上，两组间也未发现显著差异。这与该早期干预方案主要聚焦于认知、情感和感官刺激，而非特异性针对运动技能训练的特点相符，也与多数同类研究的结果一致。

LINE1 methylation

在表观遗传学分析方面，研究人员成功从EI组17名和SC组12名儿童的口腔拭子样本中获得了LINE1甲基化数据。分析涵盖了LINE1启动子区的全部19个CpG位点，以及被认为与神经元特异性调控相关的CpG 11-19区域。结果显示，在5-6岁时，两组之间在任何范围的LINE1甲基化水平上均未发现统计学显著差异。这与研究团队此前在NICU出院时（约足月等效年龄）于外周血中发现EI组LINE1甲基化水平更高（更接近健康新生儿水平）的结果形成了对比。

讨论

这项研究的重要价值在于，它通过严谨的RCT设计，提供了强有力的证据，表明在NICU期间实施的、以父母为核心的多感官早期干预项目，能够对极早产儿的神经发育产生持久且日益增强的积极影响。这种益处尤其体现在认知、语言和社交情感等核心领域，而这些领域恰恰是决定学龄期乃至远期学业成就和生活质量的关键。研究结果与强调早期干预对学龄前儿童认知结局积极作用的meta分析结论一致，但也与某些使用类似干预方案（如PremieStart）却未发现长期益处的近期研究结果存在差异。这种差异可能源于本研究更严格的入排标准（排除了有严重脑损伤的婴儿），从而更清晰地揭示了干预本身的效果。

LINE1甲基化分析未能在学龄期检测到组间差异，可能暗示这种表观遗传标记的变化是发育阶段特异性的，仅在生命早期（如围产期）作为环境影响的敏感指标起作用。之后，其他环境因素或LINE1转录活性的严格调控可能掩盖或重置了早期的差异。此外，从血液到口腔粘膜这种生物样本的改变也可能是一个影响因素。因此，LINE1甲基化作为早产儿神经发育的长期生物标志物的价值仍需进一步探索。

当然，研究也存在局限性，主要是样本量相对较小和较高的失访率（尤其在SC组），后者可能对结果产生一定影响。行为评估依赖于非盲法的父母报告，也可能引入报告偏倚。

结论

总而言之，这项研究有力地证实，在NICU期间启动的、以促进亲子互动和提供结构化多感官刺激为核心的早期干预，能够为早产儿带来长期的神经发育红利。改善的认知、语言和社交情感能力为他们的入学准备和未来人生奠定了更坚实的基础。然而，早产的影响是持续终身的，因此，在随访期间可能需要额外的“加强”干预或综合康复方案。未来的研究需要继续深入探索影响早产儿长期神经发育的复杂因素网络，并揭示神经保护策略背后的具体机制。在这方面，深入研究表观遗传动力学（包括LINE1之外的其他机制），将有助于识别新的生物标志物，并为制定更有效的预防和康复策略提供依据。