根据世界卫生组织（WHO）的定义，早产是指在妊娠37周之前或妇女最后一次月经的第一天起259天内出生的婴儿。在全球范围内，早产的并发症约占新生儿死亡的35%，是5岁以下儿童死亡的主要原因。然而，即使存活下来的早产儿也有可能出现神经发育障碍，如脑瘫、智力低下、认知障碍以及由视力和听力障碍引起的残疾，这些问题导致生活质量的重新下降，并构成了一个重大的公共卫生挑战。磁共振成像（MRI）是研究活体大脑神经变化的有力工具，但早产儿在传统的MRI上几乎没有表现出异常情况。因此，探索早期暴露于宫外环境是否会破坏发育中的早产儿大脑的微观结构和生化平衡非常重要。

在哺乳动物中，谷氨酸是中枢神经系统中最重要的兴奋性神经递质，与抑制性神经递质g-氨基丁酸（GABA）一起参与脑区的基本生理功能。除了控制兴奋本身外，谷氨酸还参与一些学习和记忆活动；因此，它的功能障碍可能导致神经系统疾病，如精神分裂症、药物滥用和成瘾、抑郁症和自闭症。然而，早产可能破坏谷氨酸神经元的正常发育并导致功能障碍。动物研究表明，早产会抑制谷氨酸类神经元的生成。新生儿尸检显示，早产儿灰质中谷氨酸的浓度低于足月儿，但早产儿的动物实验或尸检有限，相关研究无法在体内进行，因此，MRI可能为研究谷氨酸的变化提供有价值的工具。磁共振光谱（1HMRS）可以在体内无创地测量早产婴儿大脑中的神经递质谷氨酸。一项使用9.4T MRI的动物研究发现，新生大鼠海马、纹状体和大脑皮层中的谷氨酸浓度随着出生后年龄的增长而明显增加。另外两项临床研究报告了早产儿右额叶和半卵圆中心的谷氨酸浓度降低[。最近的另一项研究报告称，随着胎龄的增长，极低出生体重早产儿深层灰质中谷氨酸的浓度明显增加。然而，一项研究报告称，白质和丘脑中谷氨酸浓度与胎龄对应的差异没有统计学意义。这些研究主要表明，早产儿由于谷氨酸神经递质系统不成熟，可能在各个脑区有不同的谷氨酸浓度。然而，目前用于临床检查的MRI多为低磁场强度（1.5-3T），谷氨酸的信号与谷氨酰胺的信号有所重叠。虽然目前多采用MRS的改进序列，如MEGA-PRESS，但仍难以将谷氨酸与谷氨酰胺分开；因此，使用MRS检测早产儿大脑中的谷氨酸浓度仍是一个挑战，限制了这种方法的临床潜力。

最近，谷氨酸化学交换饱和转移 (GluCEST)磁共振成像已被作为一种新的分子成像方法来探索谷氨酸的分布。在生理范围内，GluCEST效应与谷氨酸浓度呈线性正相关，其灵敏度是传统1HMRS的700倍。Chen等人指出，GluCEST成像是研究新生儿的一种有用和可行的技术，而CEST成像也是研究大脑发育的一种有价值的工具。

近日，发表在European Radiology杂志的一项研究通过GluCEST成像研究了早产儿大脑中谷氨酸浓度与胎龄的相关性，以及各脑区谷氨酸水平之间的差异，并探讨了早产儿大脑中的谷氨酸水平在双侧脑实质中的不对称性。

共纳入了53名早产儿（59%为男性；中位胎龄=33.6周）接受了MRI检查，包括常规MRI和GluCEST。原始数据在MATLAB中进行了后处理。相关分析被用来确定MTRasym和胎龄之间的关系。通过单因素方差分析（ANOVA）对不同ROI之间MTRasym信号的差异进行统计分析。双侧半球ROI的MTRasym差异通过配对T检验进行比较。

在所有的ROI中，谷氨酸浓度与胎龄呈正相关。在极早、中期和晚期早产儿中，丘脑的谷氨酸浓度高于额叶的谷氨酸浓度。在双侧ROI中没有发现谷氨酸浓度的差异。

 图 不同胎龄早产儿的GluCESE图

本项研究发现，早产儿大脑中的谷氨酸浓度与胎龄呈正相关，而且谷氨酸浓度在不同的脑区也有差异。此外研究发现，双侧大脑ROI中的谷氨酸浓度没有明显的差异，这为进一步的研究及评估提供了数据支持。

原始出处：

Qingfa Ren,Bin Wan,Xunrong Luo,et al.Glutamate alterations in the premature infant brain during different gestational ages with glutamate chemical exchange saturation transfer imaging: a pilot study.DOI:10.1007/s00330-022-09374-2