早产学龄儿童脑结构差异的系统综述

《Developmental Cognitive Neuroscience》：A systematic review of structural brain differences in school-aged children born preterm

　　

早产（妊娠<37周）通常与不良发育结局相关，其中许多结局与脑结构差异有关。新生儿期早产儿与足月儿之间存在结构差异。

早产学龄儿童脑结构差异的系统综述解读

一、研究背景与意义

早产（妊娠<37周）是全球性的公共卫生问题。尽管过去30年产科和新生儿重症监护技术取得了显著进步，早产仍然伴随着一系列不良发育结局的高风险，包括慢性疾病、感觉运动障碍、学习困难和行为障碍。一项针对苏格兰超过40万名儿童的回顾性队列研究发现，出生胎龄越低，学龄期需要特殊教育的风险越高。大量证据表明，早产儿童存在特定的非典型认知结局，且神经发育挑战的可能性随着胎龄降低而增加——在妊娠<30周出生的婴儿中，2岁时中度至重度发育迟缓的发生率为12%-21%。

早期影像学研究利用多种技术手段，从传统磁共振成像测量脑结构（如皮层体积/表面积）到弥散张量成像测量白质连接性，揭示了早产对发育中大脑的影响。新生儿期研究表明，早产儿表现出显著的全脑差异：白质和灰质体积更小、皮层折叠异常、脑回指数降低以及皮层成熟度下降。这些差异很可能源于活跃的神经发育过程受到干扰，因为大多数早产发生在第三孕期，而这一时期正是神经元快速增殖、突触形成和髓鞘化的关键阶段。

然而，关于早产对学龄中期（特别是正式教育开始阶段）潜在影响的研究证据相对较少，这主要是因为获取儿童MRI数据存在固有困难。学龄期的MRI证据能够直接揭示这一重要生命阶段观察到的行为差异背后的神经认知机制，此时获得额外支持和针对性干预可能对未来结局产生重大影响。因此，本综述旨在：（1）调查小学学龄期（6-10岁）早产儿与足月儿之间是否存在可通过MRI测量的全脑差异；（2）确定影响脑差异的围产期风险或保护因素；（3）探讨脑差异是否与发育结局相关。

二、关键技术方法

研究人员采用系统性文献检索方法，在EMBASE（1974年至2025年12月15日）和Ovid MEDLINE（1946年至2025年12月15日）数据库中检索符合条件的MRI研究。纳入标准包括：早产队列（出生<37周）、完成至少一次6-10岁期间的MRI扫描、发表于2006年之后以捕获2000年及以后出生的当代队列（此时产前皮质类固醇和表面活性剂治疗已成为常规）。排除回顾性设计、无足月对照组、队列仅出生于2000年前、高度选择性早产队列、仅报告功能MRI数据或无原始临床数据的研究。最终纳入23项研究，涵盖来自欧洲大陆、澳大利亚和加拿大七家医院的前瞻性队列，总计最多1801名早产参与者。研究人员使用ROBINS-E工具评估偏倚风险，涵盖混杂因素、参与者招募与选择、暴露分类、共同暴露、缺失数据、结局测量和报告结果选择七个领域。

三、研究结果

3.1 脑组织体积

多项研究报告早产儿在学龄期存在全脑和局部体积减少。ElMarroun等人（2020）在鹿特丹大型队列中发现，早产儿总脑体积、灰质和小脑白质体积均小于足月儿，且胎龄与脑体积呈正相关。Kvanta等人（2021）发现极早早产儿灰质体积较大但白质体积较小。Monson等人（2016）在墨尔本队列中证实早产儿灰质体积减小，且体积与认知、语言和运动功能相关。Brostr?m等人（2025）发现极早早产儿丘脑、基底节、小脑及运动执行网络区域体积更小。Kvanta等人（2023）进一步揭示颞叶灰质和白质体积减小，而枕叶和后扣带回体积增大。

3.2 皮层厚度

FernándezDeGamarra-Oca等人（2024）发现极早早产儿平均皮层更薄，涉及双侧多个脑区，包括颞上沟岸部、尾侧额中回、梭状回、顶下小叶等。Kelly等人（2024）的纵向研究显示，早产儿在出生时皮层较厚，但0-7岁期间增厚速度较慢，导致7岁时皮层厚度相似或更薄。Zubiaurre-Elorza等人（2012）发现伴有脑室周围白质软化的早产儿在某些区域皮层反而增厚。

3.3 白质微结构

Kelly等人（2016）发现极早早产儿右侧扣带回、下纵束、下额枕束等多个白质束的各向异性分数降低、轴突分散度增高。Kelly等人（2020）报道纤维密度平均降低21%。deKieviet等人（2014）发现18条白质束的FA值降低，且与运动障碍相关。Tokariev等人（2019）却报告早产儿在某些白质束中FA值更高，但高FA与较差的视空间评分相关。

3.4 白质连接性

deKieviet等人（2021）发现早产儿脑分离程度更高，小世界性更强，且小世界性与运动结局相关。Thompson等人（2016）发现早产儿连接密度更低、全局效率降低而局部效率升高，感染与连接性降低相关，而连接性降低又与认知和运动障碍相关。

3.5 围产期因素的影响

围产期脑损伤、支气管肺发育不良、动脉导管未闭、小于胎龄等因素与脑结构差异相关。Kvanta等人（2023）发现脑室内出血与左侧海马灰质体积减小相关，需要结扎治疗的动脉导管未闭与左额叶白质体积减小相关。Thompson等人（2022）发现小于胎龄与T1w/T2w比值降低相关。

3.6 与神经发育结局的关系

多项研究证实脑结构差异与认知、语言、运动和记忆功能相关。Kelly等人（2024）发现0-7岁皮层厚度增长较小的儿童语言和记忆功能受损。Kvanta等人（2025）发现全脑灰质和白质体积与12岁时的智商呈正相关。Kelly等人（2021）发现扣带回等区域的FA值与情景记忆相关。

四、讨论与结论

本系统综述综合了23项高质量研究的证据，一致表明早产儿在学龄期仍存在广泛的脑结构差异，包括全脑和局部体积减小、皮层厚度改变、白质微结构异常以及连接性重组。这些差异与胎龄负相关，受围产期并发症影响，并与认知、语言和运动等神经发育结局密切相关。研究结果强调了早期识别和干预的重要性，为针对早产儿的教育支持和康复策略提供了神经生物学依据。论文发表在《Developmental Cognitive Neuroscience》。