很多孩子因为手术需要,在很小的时候就要接受全身麻醉。虽然麻醉能让手术安全顺利进行,但大家越来越担心:在大脑还在快速发育的关键时期反复接触麻醉药,会不会给孩子将来的记忆力、学习能力留下长期影响?

七氟烷是儿科手术中最常用的吸入麻醉药之一。已有研究发现,新生期反复接触七氟烷,可能导致长大后出现学习记忆下降、注意力不集中等认知问题,而大脑内的慢性神经炎症是重要原因。

但很少有人关注到:麻醉药不仅作用于大脑,还会影响肺部菌群和体内代谢。

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2026年4月14日,空军军医大学张惠、邝芳武胜昔张昊鹏研究团队在《Journal of Neuroinflammation》发表题为:“Neonatal sevoflurane exposure disrupts the lung–brain axis and drives microglial neuroinflammation and cognitive deficits”的研究工作。

核心提取:本研究探究新生期七氟烷暴露致远期认知障碍的肺-脑轴机制:七氟烷暴露致小鼠认知损伤、小胶质细胞活化,伴肺菌群失调及鞘氨醇降低;FTY720、MOCE 可通过调控 HDAC1/KLF4 轴逆转异常,缓解损伤,揭示新机制并提供潜在儿科麻醉神经保护靶点。

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七氟烷为何导致认知下降?

已有研究表明,新生小鼠反复吸入七氟烷,成年后会出现认知障碍、焦虑和社交异常。为研究这种长期影响,研究人员给出生6-8天的新生小鼠,每天吸入 3% 七氟烷2小时,待其成年后检测认知功能和脑内小胶质细胞的活化情况。

行为学实验显示,七氟烷处理的小鼠,新物体识别的能力下降、探索新物体的时间减少;恐惧条件反射中,对刺激的僵直反应缩短;训练后逃避危险的时间延长,在目标区域停留时间也更少,这些都说明发育期反复吸入七氟烷会导致认知损伤。

小胶质细胞是大脑里的固有吞噬细胞,对刺激反应快,能快速改变形态和功能,且已知它在七氟烷导致的认知损伤中起关键作用。本研究检测发现,七氟烷处理后,小鼠海马区的小胶质细胞胞体变大、分支变少变短、复杂度降低,同时促炎相关基因和蛋白水平升高,抗炎相关的则降低且双阳性细胞数量明显增多。

通过相关性分析发现,小鼠的行为学异常与促炎蛋白水平呈负相关,与抗炎蛋白水平呈正相关。综上,新生期反复吸入七氟烷,会导致海马区小胶质细胞活化,并向促炎方向转变。

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肺部菌群与认知损伤有关吗?

研究进一步分析了小鼠体内丰度前十的细菌科与认知行为的相关性,发现七氟烷暴露后明显减少的两类细菌科,与多项认知测试指标呈显著正相关。

相关性分析显示,变形菌门与小鼠行为学表现、Arg1水平正相关,与iNOS蛋白负相关。

为明确肺部菌群的作用,研究在小鼠七氟烷暴露4周后,连续7天气管滴注氨苄青霉素。结果发现,单用氨苄青霉素就可激活小胶质细胞,使iNOS升高、Arg1降低;七氟烷联合氨苄青霉素,小胶质细胞活化更明显。

行为学检测显示,七氟烷组小鼠新物体识别能力显著下降,加用氨苄青霉素后进一步降低;而恐惧条件反射与水迷宫目标象限停留时间,联合处理组与单独处理组相近。

以上结果提示,肺部菌群紊乱可能导致小胶质细胞活化和认知损伤。

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FTY720能否挽救七氟烷导致的认知损伤?

作者前期已证实,新生期七氟烷暴露会造成小鼠认知损伤。

本研究进一步检测了FTY720的干预效果:新物体识别实验中,七氟烷使小鼠识别指数下降,FTY720可使其明显回升;恐惧条件反射中,FTY720能缓解七氟烷导致的僵直时间降低;水迷宫实验显示,FTY720可缩短七氟烷组小鼠的逃避潜伏期,并延长其在目标象限的停留时间。

研究意义

本研究阐明了肺菌群-鞘脂代谢轴在七氟烷神经毒性中的关键作用,证实FTY720 可通过 HDAC1/KLF4 通路抑制小胶质细胞活化、改善认知损伤,为儿科麻醉神经保护提供了新靶点与干预策略。

https://doi.org/10.1186/s12974-026-03808-0

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