ハロゲン化エーテルへの曝露は若い健康な実験動物の神経変性と行動変化を引き起こす：系統的レビューとメタ分析

Scientific Reports volume 13、記事番号: 8063 (2023) この記事を引用

1193 アクセス

1 オルトメトリック

メトリクスの詳細

FDAは、3歳未満の小児に対する吸入麻酔薬の反復的かつ長期間の使用は、神経学的損傷のリスクを高める可能性があると警告を発した。しかし、この警告を裏付ける確固たる臨床証拠は不足しています。若い実験動物における神経変性と行動に関するイソフルラン、セボフルラン、デスフルラン、およびエンフルランへの曝露に関するすべての前臨床証拠の体系的レビューにより、このリスクが実際にどれほど深刻であるかが解明される可能性があります。PubMed と Embase は 2022 年 11 月 23 日に包括的に検索されました。事前に定義された選択基準に基づいて、得られた参考文献は 2 人の独立した査読者によってスクリーニングされました。研究デザインに関するデータと結果データ（神経変性に対するカスパーゼ-3およびTUNEL、モリス水迷路（MWM）、高架式十字迷路（EPM）、オープンフィールド（OF）および恐怖条件付け（FC））が抽出され、個々の効果量が抽出されました。変量効果モデルを使用して計算され、その後プールされます。サブグループ分析は、種、性別、麻酔時の年齢、反復または単回曝露、および転帰測定の時間について事前に定義され、実施されました。スクリーニングされた 19,796 件の参考文献のうち、324 件がレビューに含まれる可能性がありました。エンフルランについては、メタ分析を実施するには研究が少なすぎました (n = 1)。セボフルラン、イソフルラン、デスフルランへの曝露により、カスパーゼ 3 レベルと TUNEL レベルが大幅に増加します。さらに、セボフルランとイソフルランも学習障害や記憶障害を引き起こし、不安を増大させます。デスフルランは学習と記憶にはほとんど効果がなく、不安には効果がありませんでした。神経変性に対するセボフルランとイソフルランの長期的な影響は、研究が少なすぎるため分析できませんでした。しかし、行動の結果についてはこれは可能であり、セボフルランが関連する 3 つの結果すべてで学習と記憶の障害を引き起こし、高架十字迷路で不安を増大させることが明らかになりました。イソフルランについては、学習と記憶の障害も観察されましたが、学習と記憶に関連する 2 つの結果については十分なデータしか入手できませんでした。さらに、セボフルランまたはイソフルランへの 1 回の曝露により、神経変性が増加し、学習と記憶が損なわれました。要約すると、ハロゲン化エーテルへの曝露が神経変性と行動の変化を引き起こすという証拠を示します。これらの影響はセボフルランとイソフルランで最も顕著であり、1 回の曝露後にすでに存在します。現在までのところ、長期的な神経変性影響の存在を推定するための十分な研究はありません。それにもかかわらず、我々はこのレビューにおいて、人生の後半における行動の変化に関する証拠を提供し、いくつかの永続的な神経変性変化を示唆しています。まとめると、FDA が出した警告とは対照的に、イソフルランとセボフルランへのすでに 1 回の曝露が脳の発達に悪影響を及ぼしていることを示しています。このレビューの結果に基づいて、長期にわたる永続的な影響に関するさらなる研究が行われるまで、この若年層の脆弱なグループにおけるセボフルランとイソフルランの使用は可能な限り抑制されるべきである。

2016年、米国食品医薬品局（FDA）は、麻酔薬や鎮静薬の長時間（3時間以上）または繰り返しの使用は、3歳未満の子供の脳の発達に悪影響を与える可能性があると警告した（医薬品安全性コミュニケーション www.fda.gov/）薬物/drugsafety/ucm532356.htm)。 FDA が作成した潜在的に有害な全身麻酔薬のリストには、イソフルラン、セボフルラン、デスフルランなどの吸入麻酔薬など、N-メチル-D-アスパラギン酸（NMDA）受容体をブロックしたり、ガンマアミノ酪酸（GABA）活性を増強したりする薬剤が含まれています。、エトミデート、ハロタン、ケタミン、ロラゼパム、メトヘキシタール、ミダゾラム、ペントバルビタールおよびプロポフォール。この警告の基礎となる証拠には臨床データと非臨床データの両方が含まれており、研究のデザインと結果の両方において非常に不均一なものでした。

レビューされた疫学文献の約50％は、小児曝露と神経発達の転帰、特に神経発達遅延関連診断、学習障害、注意欠陥多動性障害などの認知および行動の問題との関連を示した1、2、3、4、5。しかし、レビューされた観察研究には、(1) 不均一な曝露と結果尺度の定義、(2) 交絡の不完全な制御、(3) 検出力の不足など、多くの制限があったため、因果関係を判断することは不可能でした。

臨床試験から得られた最近の証拠も決定的ではありません。全身麻酔と脊椎麻酔（GAS）の比較試験や小児麻酔神経発達評価（PANDA）研究の結果では、神経心理学的スコアや神経発達スコアに差異は示されなかったが6、7、8、2019年のシュノイアーによる集団ベースの研究では、小児が曝露されたことが示された。 4 歳未満で全身麻酔を受けると、入学時の発育や学業成績が低下します9。これらの試験の結果は決定的ではないだけでなく、一般化可能性にも限界があります。これらの試験ではいずれも、長時間の全身麻酔曝露の影響を研究していません。さらに、PANDA 試験と GAS 試験は単一の適応症と手術の種類に特化したものでした。

前臨床研究からの証拠に関して、FDA は非臨床 (動物) 所見の臨床的重要性は不明であると結論付けました (医薬品安全性コミュニケーション www.fda.gov/drugs/drugsafety/ucm532356.htm) しかし、彼らは評価しませんでした。入手可能なすべての前臨床動物証拠。 FDA は 19 件の動物研究を参照し、そのうち 2 件は実際にレビューされたもので 10,11、10 件の研究ではケタミン、ミダゾラム、プロポフォールなどの吸入麻酔薬の効果が調査されていました 12,13,14,15,16,17,18,19,20,21。そして、さまざまなハロゲン化エーテルの影響を調査した研究は 7 件のみでした 22、23、24、25、26、27、28。

劉ら。しかし、公開された検索戦略ではいくつかの重要なキーワード (個々の麻酔薬の用語など) が抜け落ちているようで、分析で潜在的な関連研究を見逃すリスクが増大しています。さらに、体系的レビューのすべての正式なステップが実施されるわけではありません（たとえば、適格性基準、バイアス評価のリスクなどに基づく正式なスクリーニング）。最後に、Liu ら。吸入麻酔薬の潜在的なリスクの明確な概要を得るのに非常に役立つ結果の定量的な概要（メタ分析など）は提示されていませんでした。

全体として、FDA が出した警告を裏付ける確固たる臨床証拠は不足しており、これまでに行われた実験動物データの分析は不完全であるようです。ハロゲン化エーテルが脳の発達に悪影響を与える可能性があるという FDA の警告を裏付ける強力な前臨床証拠があるかどうかを解明するために、ハロゲン化エーテル (セボフルラン、イソフルラン、エンフルラン、デスフルラン）、発達中の動物の脳における神経変性と行動の変化に関する研究。

この系統的レビューでは、若い実験動物の神経変性と行動変化に対する吸入麻酔薬 (イソフルラン、デスフルラン、セボフルラン、エンフルラン) の影響を調査しました。レビュー方法は事前に指定され、PROSPERO [CRD42020220146] で公開され、前臨床メタ分析のガイドラインに従って実施されました 30,31。この系統的レビューは、系統的レビューとメタ分析の優先報告項目 (PRISMA 2020) の声明に従って報告されています32。

私たちは、若い実験動物の神経変性と行動変化に対する吸入麻酔薬の影響に関するすべての研究を特定するために、PubMed インターフェイスと EMBASE を通じて Medline で体系的な検索を実行しました。完全な検索戦略 (補足ファイル 1) は、検索コンポーネント「吸入麻酔薬、乳児、動物」に基づいていました 33、34、35。両方のデータベースからの検索結果が結合され、最初は Endnote ソフトウェアを使用して重複が削除され、その後は手動で削除されました。最初の検索は 2020 年 3 月 18 日に実行され、更新は 2020 年 11 月 10 日と 2022 年 11 月 23 日に行われました。

以下の基準の少なくとも 1 つを満たした研究は除外されました: (1) その研究はオリジナルの研究ではない、(2) この研究は in vivo 動物モデルを使用していない、(3) イソフルラン、デスフルラン、セボフルランまたはエンフルランが投与されました。(4) 研究には性的に成熟した動物が含まれていました。

全文スクリーニング中、以前の基準の少なくとも 1 つまたは以下の基準の 1 つを満たした研究は除外されました：（5）この研究では、神経変性、認知障害、またはその他の行動変化に対する吸入麻酔薬の影響が評価されていませんでした、（6）研究に使用された動物が同時介入を受けた、(7) 対照群が使用されていないか、不適切な対照群が使用されているか、(8) 研究に使用された動物が併存疾患を患っていた。

FDA への警告は 0 ～ 3 歳児に焦点を当てていたため、動物種ごとに対応する年齢を定義しました。種ごとに 0 歳から 3 歳までの年齢を文字通りに翻訳するのは非常に困難であったため、性的成熟の直前の「子供」を表す年齢に焦点を当てることにしました。マウスとラットでは、年齢制限は 60 日 36、37、38、アカゲザルでは 5 歳 39 に設定され、ウサギでは 28 日と 40 日が最大年齢制限として設定されました。

神経変性は、細胞死を直接測定する検査として定義されました。

初期検索で取得された参考文献にはエロススクリーニングソフトウェアが使用され、更新検索中に取得された参考文献には Rayyan スクリーニングソフトウェアが使用されました。これは、更新中に EROS ソフトウェアにアクセスできなくなったため、除外の理由を透明にすることができなかったためです。。参考文献は 2 人の独立した査読者 (MB、TS、NK のいずれか) によってスクリーニングされました。意見の相違は、3 人目の研究者との議論の後、合意によって解決されました。

含まれたすべての研究について、次の特徴が抽出されました：出版物（著者 + 年）、種、系統、介入時の年齢、投与経路、用量、投与頻度、介入期間、神経変性に関する結果の尺度、および行動検査に関する結果の尺度。

次の結果からのデータがメタ分析用に抽出されました: カスパーゼ-3、TUNEL、モリス水迷路、手がかり恐怖条件付け、文脈恐怖条件付け、オープンフィールドテスト、高架十字迷路。補足ファイル 2 は、行動テストごとに抽出されたパラメーターに関する洞察を提供します。すべての独立した比較について、平均値、SD および n が抽出されました。 SEM または中央値で表されたデータも含まれており、SD = SE*√n を使用して再計算され、中央値は Hozo らの式を使用して再計算されました。 200541。分散が SD または SE で報告されたかどうかが報告されなかった場合は、結果を保守的に保つために SE であると仮定しました。動物の数 (n) が範囲として指定された場合 (例: n = 6 ～ 8)、最小の数が選択されました。

測定を繰り返した場合は、最も大きな効果が得られた測定値が採用されました。

データがグラフのみで表示されている場合、データは 2 人の独立したレビュー担当者によって画像処理プログラム FIJI を使用して測定されました。結果測定データが欠落している場合、追加情報を得るために著者に連絡を試みました (最大 2 通の電子メールが送信されました)。データが取得できない場合は、可能であれば控えめな推定値を使用しました。

抽出されたデータは、ソフトウェア包括的メタ分析 (CMA) バージョン 3.0 を使用して分析されました。まず、個々の比較ごとに効果の大きさ (ヘッジ g) を計算しました。

複数の実験グループを同じ対照グループと比較した場合、対照グループのグループサイズは行われた比較の数（n/比較の数）で補正されました。

その後、メタ分析を実施しました。予想される不均一性にも関わらず、個々の効果量をプールして、全体的なヘッジ G と 95% 信頼区間 (CI) を取得しました。我々は、個々の研究の精度と研究間の変動を考慮し、それに応じて各研究を重み付けする変量効果モデル 42 を使用しました。

介入グループで測定が繰り返された場合（たとえば、30 分後および 60 分後の測定）、各比較に対して最大の効果量が選択されました。

I2 は、研究間の不均一性のレベルを決定するために使用されました。

サブグループは事前に定義され、プロトコルに登録されました (PROSPERO [CRD42020220146] を参照)。サブグループ分析は、種、性別、麻酔時の年齢、反復または単回曝露、および曝露に対する転帰測定のタイミングについて計画されました。

動物の年齢のサブグループは、脳の発達に基づいて 3 つのグループに分けられました。重要な脳の発達は、重要な脳の成長がまだ進行中であり、シナプスが成熟し、細胞が発達している年齢でした。動物が思春期に達したとき、脳の発達が低いと分類されました。その間の継続的な脳の発達。ラットとマウスについては、次のグループが決定されました：高度な脳発達（生後 0 ～ 20 日）43,44、進行中の脳発達（生後 21 ～ 42 日）45、および低脳発達（生後 43 ～ 60 日）46。アカゲザルについては、次の年齢で同じカテゴリーが定義されました：脳の高度発達（0～5 か月）47,48、脳の発達中（5 か月～2.5 年）、および脳の発達が低い（2.5～5 年）39。

アウトカム評価のタイミングの影響は 2 つのグループで評価されました。短期影響は曝露後 1 か月 (30 日) 以内に測定された影響であり、長期影響は曝露 1 か月後に測定されました 49,50。

サブグループ分析の結果は、サブグループに少なくとも 10 件の独立した研究からのデータが含まれている場合にのみ解釈されました。

分散はサブグループ内で同等であると予想しました。したがって、サブグループ間で共通の研究間の分散を仮定しました。サブグループ分析の場合、複数の分析 (比較の p* 数) を考慮して、保守的な Bonferroni 法に従って有意水準を調整しました。 P が 0.05 以下の場合、結果は統計的に有意であると見なされます。ただし、サブグループ間の違いは慎重に解釈する必要があり、最終的な結論を引き出すためではなく、新しい仮説を構築するためにのみ使用する必要があります。

結果の堅牢性を評価するために、感度分析が計画されました。我々は、(1) 正規分布していない結果（中央値など）、(2) 設定年齢を 60 日ではなく 4236 日または 2151 日とした研究、(3) 3 時間を超える曝露を伴う研究、(4) 変化を評価した。短期および長期の影響の限界 (例えば、短期は 0 ～ 24 時間の短期と 1 ～ 30 日の中期に分けられ、長期は > 30 日のまま) (5) および極端な外れ値の範囲内または除外。

SYRCLE バイアスリスクツール 52 を使用して、50 件の研究 (n = 20 イソフルラン、n = 20 セボフルラン、n = 10 デスフルラン) におけるバイアスのリスクを評価しました。イソフルランとセボフルランについては、評価対象の参照がランダムに選択されました。エンフルランについては、系統的レビューに含まれるすべての研究が評価されました。

2 人の独立した査読者が、含まれる論文のバイアスのリスクを評価しました (MB、TS、NK)。

「はい」スコアはバイアスのリスクが低いことを示します。「いいえ」スコアは、バイアスのリスクが高いことを示します。そして「？」スコアは未知のバイアスのリスクを示します。

動物、方法、材料に関する実験の詳細の報告が一般的に非常に不十分であるため、項目が多すぎると「バイアスの不明確なリスク」と判断されるという問題を克服するために、報告に関する 2 つの項目を追加しました。失明の尺度。これら 2 つの項目について、「はい」スコアは「報告済み」を示し、「いいえ」スコアは「未報告」を示します。

20 件以上の独立した研究の場合、ファネルプロットとトリムアンドフィル分析を使用して、出版バイアスの証拠を検索しました。 SMD はファンネルプロットの歪みを引き起こす可能性があるため、サンプルサイズに基づく精度推定値 (1/√(n)) に対して SMD をプロットしました 55。

データ抽出を開始する前に、サブグループ分析を実行するための研究の最小量を、結果ごとに 3 件から 10 件の研究に変更することが決定されました。出版バイアスについては、比較の最小数が結果ごとに 15 件から 20 件に変更されました。これらの変更は、異種動物研究の場合のサブグループ分析と出版バイアス分析の両方の結果が、より多くの研究が含まれるほど堅牢で価値があると思われるために行われました。

図 1 は、研究選択プロセスのフローチャートを示しています。 30,000 を超える要約が特定され、重複排除の後、19,796 の要約が 2 人の独立した査読者によってスクリーニングされました。若い動物の神経変性または行動に対するセボフルランの影響を調査する 231 件の参考文献が含まれる可能性があります。イソフルランに関する研究は n = 106、デスフルランに関する研究は n = 10、エンフルランに関する研究は n = 1 件です。含まれているすべての研究 (n = 324) の参考文献リストは、補足ファイル 3 にあります。

研究選択プロセスのフローチャートを示します。 From32: 詳細については、http://www.prisma-statement.org/ をご覧ください。

セボフルラン曝露に関するすべての特性は、補足ファイル 4 と図 2 にまとめられています。

セボフルラン研究の特徴の種、性別、用量および曝露期間の概要。

この分析には、n = 506 の比較を含む 233 件の研究が含まれています。比較の 60.5% にはラットが使用されました。マウスとサルは、それぞれ比較の 39.1% と 0.4% に使用されました。実験に使用された動物のほとんどは雄 (n = 223、44.1%) または雌雄 (n = 150、29.6%) でした。雌動物を使用した比較はほとんどありませんでした (n = 6、1.2%)。 127 件の比較では、使用された動物の性別が報告されていませんでした (25.1%)。ほぼすべてのケースで、動物には吸入剤としてセボフルランが投与されました (n = 504、99.6%)。セボフルランを腹腔内に投与した比較は 1 件のみで、他の 1 件ではセボフルランの投与経路が報告されていませんでした。比較の大部分 (93.5%、n = 473) では、動物は重要な脳発達段階 (生後 0 ～ 20 日) にセボフルランに曝露され、そのうち 89.9% (n = 423) は生後 6 日または 7 日目に曝露されました。比較の 4% (n = 20) と 2.2% (n = 11) では、動物は進行中の脳発達段階と低脳発達段階で曝露されました。 2 つの比較 (0.4%) では、動物がいつセボフルランに曝露されたかは不明でした。これらの動物への投与に最も多く使用されたセボフルランの用量は、それぞれ 3% (n = 241)、2.5% (n = 62)、2.0% (n = 45)、2.3% (n = 30)、および 2.1% でした。 % (n = 24)。動物はセボフルランに 2 時間 (n = 186) 曝露されることが最も多く、次いで 6 時間 (n = 165)、4 時間 (n = 88)、1 時間 (n = 25)、3 時間 (n = 186) であった。 = 19)。使用された最も一般的な神経変性アウトカムはカスパーゼ 3、次いで TUNEL、Bax、切断型 PARP、アポトーシス細胞数でした (それぞれ n = 236、n = 46、n = 27、n = 14、n = 10 の比較)。行動の変化を評価する結果に関して、最も一般的に使用された結果は次のとおりでした:MWM、オープンフィールドテスト、恐怖条件付け、高架十字迷路、および新規物体認識 (それぞれ n = 203、n = 79、n = 58、n = 28、n = 20 件の比較）。神経変性の転帰を評価する比較の 44.0% (n = 107) において、転帰はセボフルランへの曝露直後に測定されました。アウトカム測定の他の頻繁なタイミングは、曝露後 2 時間 (5.3%; n = 13)、曝露後 6 時間 (16.0%; n = 39)、曝露後 12 時間 (3.7%; n = 9)、曝露後 18 時間でした。セボフルランまで (4.1%; n = 10)。 5 件の比較では、成果測定のタイミングについては言及されていませんでした。行動テストの結果測定のタイミングはさらにばらつきがあります。行動の結果を評価する比較の 7.3% (n = 40) では、結果はセボフルランへの曝露の 28 日後に測定されました。その他に最も頻繁に結果を測定したタイミングは、セボフルラン曝露後 21 日 (5.3%、n = 29)、曝露後 49 日 (4.2%、n = 23)、およびセボフルラン曝露後 23 日 (3.8%、n = 21) でした。 17 件の比較では、成果測定のタイミングについて言及していませんでした。

イソフルラン曝露に関するすべての特性は、補足ファイル 5 と図 3 にまとめられています。

イソフルラン研究の特徴の種、性別、用量および曝露期間の概要。

若い動物におけるイソフルランの効果に関するこの SR には、233 件の個別の比較を含む 106 件の参考文献が含まれる可能性があります。これらの比較から、61.8% (n = 144) がラットを使用し、36.9% (n = 86) がマウスを使用し、1.3% (n = 3) がサルを使用しました。ほとんどの研究では男女混合グループ (n = 85、36.5%) が使用されましたが、20.6% (n = 48) では雄のみが使用され、6.0% (n = 14) では雌の動物が使用されました残りの 36.9% (n = 86) の比較は失敗しました動物の性別を報告すること。

比較対象の95.3％（n = 222）は重要な脳発達段階に動物をイソフルランに曝露し、そのうち79.8％（n = 186）は生後6日目または7日目に曝露した。残りの2.1％（n = 5）、1.3それぞれ % (n = 3) と 1.3% (n = 3) が進行中の脳発達期に動物に曝露されたが、低脳発達期および脳発達期は報告されなかった。

ほとんどの研究では 1.5% イソフルラン (36.9%; n = 86) が使用され、47.5% (n = 106) では曝露は 6 時間続きました。カスパーゼ-3 は最も頻繁に評価された神経変性結果でした (n = 120、51.5%)。その他に頻繁に評価された神経変性の転帰は次のとおりです。 TUNEL (n = 71、30.5%)、Bax (n = 16、6.9%)、tAIF (n = 12、5.2%)、PARP (n = 11、4.7%)、およびフルオロジェイド (n = 10、4.3%) 。

最も頻繁に評価された行動テストは、モリス水迷路 (n = 69、29.6%)、オープンフィールドテスト (n = 31、13.3%)、新規物体認識テスト (n = 19、8.2%)、高架十字迷路 (n = 19、8.2%) でした。 = 18、7.7%)、恐怖条件付け (n = 15、6.4%) 放射状アーム迷路 (n = 14、6.0%)、ロータロッドによる運動活動 (n = 14、6.0%)、社会的認識 (n = 13、5.6) %) および運動活動 (n = 10、4.4%)。ほとんどの比較では、暴露後比較的短期間で結果が評価されました。神経変性の転帰に関しては、93.3% が 30 日前に効果を測定し、6.7% (n = 8) がタイミングの転帰を報告しませんでした。

行動アウトカム評価に関しては、比較の大部分（49.6%; n = 56）が 30 日後にイソフルラン曝露の影響を評価し、43.3% が 30 日前にアウトカム評価を測定し、7.0%（n = 8）がイソフルラン曝露のタイミングを報告しなかった。結果の評価。全体として、69.1% (n = 161) のアウトカムが 30 日前 (短期) に効果を測定し、24.0% (n = 56) が 30 日後に効果を測定 (長期) し、6.9% (n = 16) がアウトカムのタイミングを報告しなかった。評価。

デスフルラン暴露に関するすべての特性は、補足ファイル 6 と図 4 にまとめられています。

デスフルラン研究の特徴の種、性別、用量および曝露期間の概要。

この体系的レビューには、44 件の比較を含む 10 件の研究が含まれています。すべての比較ではマウスまたはラットのいずれかを使用しました (それぞれ 79.5%; n = 35 および 20.5%; n = 9)。

比較対象の 36.4% (n = 16) は男性、50.0% (n = 22) は男女混合グループでした。残りの比較では、使用された動物の性別については言及されていませんでした (13.6%; n = 6)。女性のみを使用した比較はありませんでした。イソフルランやセボフルランと同様、研究の大部分は重要な発育段階（95.5%、n = 42）にデスフルランに曝露され、そのうち 76.2%（n = 32）は生後 6 日目または 7 日目に曝露されました。残りの 4.5% は(n = 2) は脳の発達が低い段階で曝露されました。すべての個別の比較において、デスフルランは吸入によって投与されました。分析の結果、比較対象の 63.6% (n = 28) で 7.0 ～ 8.0% のデスフルランの用量が使用されたことがわかりました。動物は、比較対象の 90.9% (n = 40) で単回投与量のデスフルランに曝露されました。 4 件の比較 (9.1%) では、動物は複数回のデスフルランに曝露されました。比較研究の大部分では、動物を 6 (n = 19)、3 (n = 4)、または 2 (n = 12) 時間デスフルランに曝露しました。含まれた比較のうち 21 件は神経変性の結果を評価し、23 件の比較は行動の結果を評価しました。カスパーゼ-3 は最も一般的な神経変性結果であり (38.1%、n = 8)、比較の 28.6% (n = 6) で TUNEL アッセイが使用されました。比較の 30.4% (n = 7) で、モリス水迷路が学習または記憶の評価に使用されました。恐怖条件付けテストは比較の21.7% (n = 5)で実施され、オープンフィールドテストは比較の17.4% (n = 4)で、高架十字迷路は比較の8.7% (n = 2)で実施されました。。神経変性の転帰を評価する比較の 57.1% (n = 12) において、転帰はデスフルランへの曝露直後に測定されました。 42.8% (n = 9) では、転帰評価のタイミングはデスフルラン曝露後 4 ～ 6 時間でした。行動評価はずっと後に実施されました。行動の結果を評価する比較の 30.4% (n = 7) では、結果はデスフルランへの曝露から 22 日後に測定されました。比較のそれぞれ 17.4% (n = 4) と 13.0% (n = 3) で、行動結果の評価はデスフルランへの曝露後 28 日または 36 日でした。

エンフルランへの曝露に関しては、4 つの比較を含む 1 つの原稿のみが特定されました (補足ファイル 7)。この研究はウサギで実施され、メタ分析用に事前に定義された結果は研究されませんでした。

バイアスのリスクは、50 件の独立した研究で評価されました (n = 20 イソフルラン、n = 20 セボフルラン、n = 10 デスフルラン)。イソフルランとセボフルランについては、評価対象の参照がランダムに選択されました。

バイアスのリスク分析の結果は補足ファイル 8 に示されています。

補足ファイル 8 は、評価されたバイアスのリスクに関する質問の大部分が、不明確なバイアスのリスクを採点したことを明確に示しています。これは、重要な方法論の詳細の報告が不十分であるためです。例えば、バイアスのリスク分析に含まれた研究はどれも、(1) 結果評価中に動物が無作為に選択されたかどうか、(2) 異なるグループへの割り当てが適切に隠蔽されていたかどうか、(3) を評価するのに十分な詳細を提供しませんでした。）研究の実施中、動物はランダムに収容されました。さらに、割り当てシーケンスをどのように生成して適用したかを明確に説明した研究は 50 件中 1 件だけでした。

重要な詳細のレポートが不十分だったため、レポートの質の高い質問を追加しました。研究の 80% は、少なくとも 1 つのレベル (通常はグループ全体で動物を選択する際) でランダム化を行ったと記載しています。ほぼ50％が、少なくとも1つのレベル（通常はアウトカム評価中）で研究を盲検化したと報告した。

ハロゲン化エーテルの神経変性（カスパーゼ-3およびトンネル）ごとに、不安（オープンフィールドおよび高架十字迷路）、および学習と記憶（モリス水迷路、文脈的恐怖条件付け、手掛かり恐怖条件付け）に関連する結果が定量的に分析されました。抽出されたデータと個々のエフェクトサイズは、補足ファイル 9 にあります。

153 件の比較を含む 74 件の異なる研究が抽出され、そのうち 117 件の独立した比較がメタ分析に含まれました。図 5A は、セボフルランへの曝露によりカスパーゼ 3 レベルが有意に増加することを示しています (Hedges g 3.797 [3.308; 4.286]、n = 117、I2 = 85.3%)。サブグループ分析では、サブグループ間に有意な差がないことが明らかになりました。ただし、多くのサブグループでは、信頼できる分析を行うには比較が少なすぎることに注意してください。（ラット n = 77、マウス n = 39、サル n = 1、雄 n = 31、雌 n = 0、および男女混合グループ n = 52、n = 34 は動物の性別を報告しなかった、重要な脳の発達 n = 113、進行中の脳発達 n = 3、低脳発達 n = 1、脳発達段階に関する詳細なし n = 0、単回曝露 n = 101、複数回曝露 n = 16、短期曝露と比較したタイミング結果評価 n = 113、長期 n = 3、不明 n = 1）。分析または比較できるサブグループの結果を図 6A に示します。

セボフルラン、イソフルラン、デスフルランへの曝露に関する全体的な分析の結果。 (A): セボフルランの全体分析、(B): イソフルランの全体分析、(C): デスフルランの全体分析。列は、この SR で調査されたさまざまな結果の 95% 信頼区間を使用した全体的な効果の推定値を示します。 * は有意な効果を表します (p < 0.05)

セボフルランへの曝露に関するサブグループ分析の結果。 (A) カスパーゼ-3、(B) トンネル、(C) モリス水迷路、(D) 文脈的恐怖条件付け、(E) 手がかり付き恐怖条件付け、(F) 高架十字迷路、(G) オープンフィールドテスト。灰色のバーは、プールされた効果推定値の 95% 信頼区間を表します (ヘッジ G)。列は、サブグループの 95% 信頼区間を使用した効果推定値 (ヘッジ G) を示します。サブグループ分析の結果は、サブグループに少なくとも 10 件の独立した比較のデータが含まれている場合にのみ表示されました。

46 の比較を含む 32 の異なる研究が抽出され、そのうち 38 の独立した比較がメタ分析に含まれました。図５Ａに示すように、セボフルランの吸入は、ＴＵＮＥＬレベルを有意に増加させる（ヘッジズｇ５．２５３［４．１５６；６．３５０］、ｎ＝３８、Ｉ２＝９０．３％）。

サブグループ分析では、サブグループ間に有意差がないことが明らかになりました。ただし、多くのサブグループでは、信頼できる分析を行うには比較が少なすぎることに注意してください。（ラット n = 20、マウス n = 18、男女混合 n = 12、雄 n = 11、n = 15 は動物の性別を報告しなかった、重要な脳の発達 n = 36、進行中の脳の発達 n = 1、および報告なし脳の発達段階に関する詳細 n = 1、単回曝露 n = 26、複数回曝露 n = 12、短期曝露と比較したタイミング結果評価 n = 36、長期 n = 1、不明 n = 1）。分析できたサブグループの結果を図 6B に示します。

219 の比較を含む 116 の異なる研究が抽出され、そのうち 172 の独立した比較がメタ分析に含まれました。図5Aに示すように、セボフルランの吸入により、ターゲット象限とMWMのプラットフォーム横断で費やされる時間が大幅に減少します（ヘッジg - 1.217 [- 1.411; - 1.023]、n = 172、I2 = 82.3％）。曝露に関するサブグループ分析により、セボフルランに複数回曝露された動物では、標的象限で費やされる時間が有意に短い (p = 0.005) ことが明らかになりました (Hedges g − 1.538 [− 1.825; − 1.250]; n = 78; I2 = 87.2) %) 1 回だけ曝露した動物と比較した (ヘッジ g − 0.952 [− 1.211; − 0.694]; n = 94; I2 = 72.3%) (図図 7c)。他のサブグループ分析では、サブグループ間に有意差がないか、サブグループの効果を確実に推定するにはグループが小さすぎることが明らかになりました（マウス n = 57、ラット n = 114、サル n = 1、男女混合グループ n = 43、男性 n = 83、女性） = 3、報告されていない n = 43、重要な脳の発達 n = 160、進行中の脳の発達 n = 2、低脳の発達 n = 9、脳の発達段階については詳細なし n = 1、単回曝露 n = 94、複数回曝露 n = 78、曝露に関する詳細なし n = 0、曝露と比較したタイミング結果評価短期 n = 83、長期 n = 88、不明 n = 1）。分析できたサブグループの結果を図 6C に示します。

イソフルランへの曝露に関するサブグループ分析の結果。 (A) カスパーゼ-3、(B) トンネル、(C) モリス水迷路、(D) 文脈的恐怖条件付け、(E) 手がかり付き恐怖条件付け、(F) 高架十字迷路、(G) オープンフィールドテスト。オープンフィールドテスト。灰色のバーは、プールされた効果推定値の 95% 信頼区間を表します (ヘッジ G)。列は、サブグループの 95% 信頼区間を使用した効果推定値 (ヘッジ G) を示します。サブグループ分析の結果は、サブグループに少なくとも 10 個の独立した比較のデータが含まれている場合にのみ表示されました。

45 件の独立した比較を含む 38 件の異なる研究がメタ分析に含まれました。図5Aに示すように、セボフルランの吸入は、状況に応じた恐怖条件付けテストにおけるすくみ反応を大幅に減少させます（ヘッジ g − 0.915 [− 1.291; − 0.538]）、I2 = 85.4％）。

サブグループ間の比較は、種、曝露、およびタイミングの結果の評価のために実施できます。しかし、マウス n = 24 とラット n = 21、単回曝露 n = 28 と複数回曝露 n = 17、および長期 n = 33 対短期 n = 12 の間に差は観察されませんでした。他のすべてのサブグループは小さすぎるか、分析に利用できるグループは 1 つだけでした (男女混合グループ n = 8、男性 n = 26、女性 = 0、報告されていない n = 11、重要な脳の発達 n = 42、進行中の脳の発達 n = 2、脳の発達が低い n = 1、脳の発達段階に関する詳細なし n = 0。分析できたサブグループの結果を図 6D に示します。

40 件の独立した比較を含む 30 件の個別の研究がメタ分析に含まれました。図5Aに示すように、セボフルランへの曝露は、手がかりとなる恐怖条件付けテストにおけるすくみ反応を大幅に減少させます（ヘッジ g − 0.581 [− 0.910; − 0.251]、n = 40、I2 = 75.6％）。異質性を調査するために、事前に定義されたサブグループ分析が実行されました。

サブグループ間の比較は、種、性別、曝露に関して行うことができます（図 6E）。マウス (n = 20) とラット (n = 20)、雄 (n = 23) および男女混合 (n = 10) のグループ間、または単一曝露 n = 23 対複数曝露 n = 17 の間に有意差は観察されませんでした。他のすべてのサブグループは小さすぎるか、分析に利用できるグループは 1 つだけでした (女性 = 0、報告なし n = 7、重要な脳の発達 n = 38、進行中の脳の発達 n = 2、脳の発達段階についての詳細なし n = 0) 、曝露に関連したタイミング結果評価 (短期 n = 8、長期 n = 32、不明確 n = 0)。

29 件の独立した比較を含む 19 件の個別の研究が抽出され、メタ分析に含まれました。図5Aに示すように、セボフルランへの曝露により、高架十字迷路のオープンアームで費やされる時間が大幅に減少します（ヘッジ g − 0.562 [− 0.911; − 0.213]、n = 29、I2 = 74.5％）。不均一性を調査するために、事前に定義されたサブグループ分析を実行しました (図 6F)。サブグループ間の比較は、種、曝露、タイミングの結果を評価するために実施できます。ラット (ヘッジ g − 0.826 [− 1.237; − 0.416]; n = 18; I2 = 69.6%) は、マウス (ヘッジ g − 0.100 [ − 0.619; 0.418]; n = 11; I2 = 70.0%)。ただし、単回曝露 n = 17 と多重曝露 n = 12、長期 n = 18、短期曝露 n = 11 の間には差異は観察されませんでした。他のすべてのサブグループは小さすぎるか、分析に利用できるグループは 1 つだけでした (男女混合グループ n = 3、男性 n = 20、女性 = 2、報告されていない n = 4、重要な脳の発達 n = 24、進行中の脳の発達 n = 5、脳の発達が低い n = 0、脳の発達段階 n = 0 についての詳細はありません。

88 件の比較を含む 52 件の個別の研究が抽出され、そのうち 65 件の独立した比較がメタ分析に含まれました (図 5A)。セボフルランへの曝露は、オープンフィールドテストでの総移動距離に重大な影響を与えません (ヘッジ − 0.042 [− 0.254; 0.169]、n = 65、I2 = 71.7%)。

サブグループ間の比較は、種、性別、曝露およびタイミングの結果評価のために実施できます。ただし、これらのグループのいずれの間にも有意な差は観察されませんでした (図 6G)。他のすべてのサブグループは小さすぎるか、分析に利用できるグループは 1 つだけでした (女性 = 1、進行中の脳の発達 n = 5、低脳の発達 n = 0、脳の発達段階についての詳細なし n = 0、

カスパーゼ-3 レベルに対するイソフルランの影響を調査する 108 件の比較を含む 60 件の個別の研究が抽出され、そのうち 89 件の独立した比較をメタアナリシスに含めることができました。図 5B は、イソフルラン曝露が対照曝露動物と比較してカスパーゼ-3 レベルを有意に増加させたことを示しています (Hedges g = 3.580 [3.075; 4.084]; n = 83 I2 = 87.05%)。サブグループ分析により、男女混合の実験群（Hedges G 3.795 [2.995; 4.595]; n = 33; I2 = 89.1%）は雄動物と比較して有意に（p = 0.002）高いカスパーゼ-3レベルを示したことが明らかになりました（Hedges g 1.360 [0.114] ; 2.605]; n = 11; I2 = 56.0%)。ラット n = 53、マウス n = 27、サル n = 3、または単回曝露 n = 72 と複数曝露 n = 10 の間では、有意差は観察されませんでした。ただし、多くのサブグループには、信頼できる分析を行うには比較が少なすぎることに注意する必要があります。（重要な脳発達 n = 80、進行中の脳発達 n = 1、低脳発達 n = 1、脳発達段階に関する詳細なし n = 1、短期曝露と比較したタイミング結果評価 n = 79、長期 n = 0 、不明瞭 n = 1)。分析できたサブグループの結果を図 7A に示します。

40 件の比較を含む 30 件の個別の研究が抽出され、そのうち 31 件の個別の比較がメタ分析に含めることができました (図 5B)。 Tunel アッセイでは、対照曝露動物と比較してイソフルラン曝露動物で有意に多くのアポトーシスが示されました。ヘッジの g = 8.425 [6.888; 9.961] n = 31 I2 = 89.2)。

サブグループ分析では、サブグループ間に有意差がないことが明らかになりました。ただし、多くのサブグループでは信頼できる分析を行うには比較が少なすぎることに注意する必要があります（ラット n = 25、マウス n = 6、男女混合 n = 12、雄 n = 3、および n = 16 は動物の性別を報告しませんでした）。重要な脳の発達 n = 30、脳の発達段階に関する詳細なし n = 1、単回曝露 n = 26、複数回曝露 n = 4、曝露に関する詳細なし n = 1、短期曝露と比較したタイミング結果評価 n = 27 、長期 n = 0、不明瞭な n = 4）。十分に大きいサブグループの結果を図 7B に示します。

68 の比較を含む 50 の個別の研究が抽出され、そのうち 51 の個別の比較をメタ分析に含めることができました。全体的な分析では、イソフルランに曝露された動物における顕著な学習および記憶障害が示されました（ヘッジ g; − 1.384 [− 1.728; − 1.040] n = 51 I2 = 79.9）（図 5B）。サブグループ分析により、この効果は男性サブグループ (ヘッジ g -0.590) と比較して、男女混合グループ (ヘッジ g − 1.946 [-2.555; − 1.337]; n = 16; I2 = 83.5%) でより大きい (p = 0.007) ことが明らかになりました。 [− 1.303; 0.124]; n = 11; I2 = 75.9%)。さらに、イソフルランへの複数回の曝露（ヘッジ g -0.733 [− 1.399; − 0.066]; n = 14; I2 = 78.8%）は、イソフルランへの単回曝露（ヘッジ g − 1.623 [− 2.026; − 1.220]; n = 37; I2 = 80.4%) 後。

他のサブグループ分析では、サブグループ間に有意差がないか、サブグループの影響を確実に推定するにはグループが小さすぎることが明らかになりました。ラット n = 38、マウス n = 13、重要な脳の発達 n = 50、脳の発達段階についての詳細なし n = 1、長期 n = 23、不明瞭な n = 1 が観察されました。十分に大きいサブグループの結果を図 7C に示します。

学習および記憶障害に対するイソフルラン曝露の影響も、状況恐怖条件付けテストを使用して評価されました。メタ分析には 13 の個別の比較を含めることができます。

イソフルランは、イソフルランに曝露された動物のすくみ反応を大幅に減少させ、学習と記憶の障害を示しました（ヘッジ g − 1.832 [− 2.637; − 1.027] n = 13、I2 = 86.0）（図 5B）。すべてのサブグループで信頼できる分析を行うには比較対象が少なすぎるため、サブグループ分析は実行できませんでした（ラット n = 4、マウス n = 9、男女混合 n = 4、雄 n = 5、雌 n = 2、および n = 2 は比較できませんでした）動物の性別、重要な脳の発達 n = 13、単回曝露 n = 7、複数回曝露 n = 6、短期曝露 n = 3、長期曝露 n = 10 と比較したタイミング結果の評価を報告する。

手がかり付き恐怖条件付けテストのメタ分析には、9 つの個別の比較を含めることができます。イソフルランは、対照曝露動物と比較してすくみ反応を有意に減少させた（ヘッジ g − 2.057 [− 3.345; − 0.770] n = 9、I2 = 90.0）図 7D。また、手掛かり恐怖条件付けでは、すべてのサブグループが小さすぎて信頼できるサブグループ分析ができませんでした（ラット n = 4、マウス n = 5、男女混合 n = 3、男性 n = 4、女性 n = 1、および n = 1 は、動物の性別、重要な脳の発達 n = 9、単回曝露 n = 5、複数回曝露 n = 4、短期曝露と比較したタイミング結果評価 n = 3、長期 n = 6）。

22 の比較を含む 9 つの個別の研究が抽出され、そのうち 17 の比較がメタ分析に含めることができました。イソフルランはオープンアームで過ごす時間を短縮する傾向があり（Hedge's g = − 0.275 [− 0.551; 0.000] n = 17、I2 = 28.7）、イソフルランと対照曝露動物の間の不安のわずかな違いを示しています。図5B。ほとんどのサブグループでは比較が少なすぎるため、サブグループ間の比較はできませんでした（ラット n = 3、マウス n = 14、男女混合 n = 7、雄 n = 5、雌 n = 2、および n = 3 は報告しませんでした）動物の性別、重要な脳発達 n = 11、進行中の脳発達 n = 4、低脳発達 n = 2、単回曝露 n = 11、複数回曝露 n = 6、短期曝露と比較したタイミング結果評価 n = 5、長期の n = 5 および n = 7 はタイミング結果の評価を報告しませんでした）。

31 件の比較を含む 21 件の個別の研究が抽出され、そのうち 23 件の個別の比較をメタ分析に含めることができました。イソフルランはオープンフィールド試験において不安に関連した行動を変化させなかった（ヘッジの g = 0.049 [− 0.467; 0.565] n = 23、I2 = 81.4）図 5B。サブグループ分析では、サブグループ間に有意差は示されませんでした。十分な比較を含むグループを図 7E に示します。サブグループあたりの動物の数はそれぞれ次のとおりです。ラット n = 12、マウス n = 11、男女混合 n = 4、雄 n = 9、雌 n = 4、および n = 6 は動物の性別を報告しなかった、重要な脳の発達 n = 23、単回曝露 n = 12、複数の曝露 n = 11、短期曝露 n = 11、長期 n = 12 と比較したタイミング結果評価。

8 件の比較を含む 4 つの個別の研究が抽出され、そのうち 7 件の比較がメタ分析に含めることができました (図 5C)。デスフルランへの曝露により、カスパーゼ-3 のレベルが大幅に増加します (Hedges g 2.883 [0.996; 4.770]、n = 7、I2 = 89.9%)。研究数が限られているため、サブグループ解析は実施できなかった（ラット n = 1、マウス n = 6、男女混合 n = 3、雄 n = 4、重要な脳の発達 n = 7、単回曝露 n = 7、タイミング結果の評価）短期曝露との比較 n = 7)。

トンネル。

6 つの比較を含む 3 つの個別の研究が抽出されましたが、そのうち 3 つの比較のみがメタ分析に含めることができました (図 5C)。 Tunel アッセイでは、対照曝露動物と比較して、イソフルラン曝露動物において有意に多くのアポトーシスが示されました。ヘッジの g = 5.80 [1.03; 10.58] n = 3 I2 = 92%) (マウス n = 3、男女混合 n = 1、雄 n = 2、重要な脳の発達 n = 3、単回曝露 n = 3、短期曝露と比較したタイミング結果評価 n = 3)。

5 つの比較を含む 5 つの個別の研究が抽出され、メタ分析に含めることができました (図 5C)。デスフルランへの曝露は、モリス水迷路テストで観察されるような重大な学習障害や記憶障害を引き起こしませんでした (Hedges g 20.67 [0.781; 4.450]、n = 5、I2 = 82.9%)。研究数が限られているため、サブグループ解析は実施できなかった（ラット n = 1、マウス n = 4、男女混合 n = 3、雄 n = 2、重要な脳発達 n = 3、低脳発達 n = 2、単回曝露） n = 3、多重暴露 n = 2、暴露に対するタイミング結果の評価 (短期 n = 4、長期 n = 1)。

デスフルランへの曝露（図5C）は、文脈的恐怖条件付けテストにおけるすくみ反応を大幅に減少させます（ヘッジ g − 1.990 [− 3.304; − 0.676]、n = 5、I2 = 85.9％）。

研究数が限られているため、サブグループ分析は実行できませんでした（マウス n = 5、男女混合 n = 4、雄 n = 1、重要な脳の発達 n = 5、単回曝露 n = 4、複数回曝露 n = 1、タイミング結果）曝露に対する相対的な評価 (短期 n = 3、長期 n = 2)。

メタ分析には 3 つの比較が含まれています。図2Cに示すように、デスフルランへの曝露は、手がかり恐怖条件付けテストにおけるすくみ反応を変化させなかった（Hedges g − 2.624 [− 5.442; 0.194] n = 3、I2 = 93.5％）。

研究数が限られているため、サブグループ分析は実行できませんでした（マウス n = 3、男女混合 n = 2、雄 n = 1、重要な脳の発達 n = 3、単回曝露 n = 2、複数回曝露 n = 1、タイミング結果）暴露に対する相対的な評価 (短期 n = 1、長期 n = 2)。

2 つの比較を含む 2 つの個別の研究が抽出され、高架十字迷路におけるデスフルランの効果を評価するメタアナリシスに含めることができました。図 5C は、デスフルランへの曝露によってオープンアームで費やされる時間が大幅に変化しなかったことを示しています (Hedges g − 1.627 [− 4.469; 1.215]、n = 2、I2 = 90.4%)。

研究数が限られているため、サブグループ解析は実施できなかった（マウス n = 2、男女混合 n = 1、雄 n = 1、重要な脳の発達 n = 2、単回曝露 n = 2、短期曝露と比較したタイミング結果評価） n = 1、長期 n = 1)。

4 つの比較を含む 3 つの個別の研究が抽出され、不安関連行動を評価するメタ分析に含めることができました。図 5C は、対照曝露動物と比較して、デスフルランへの曝露によって総移動距離が変化しなかったことを示しています (Hg 0.281 [- 0.239; 0.801]、n = 4、47.1%)。

研究数が限られているため、サブグループ解析は実施できなかった（マウス n = 4、男女混合 n = 3、雄 n = 1、重要な脳の発達 n = 4、単回曝露 n = 4、短期曝露と比較したタイミング結果評価） n = 3、長期 n = 1)。

表 1 は、実施されたすべてのメタ分析の効果の方向性をまとめたものです。

セボフルラン、イソフルラン、デスフルランはすべて神経細胞死を増加させます。行動変化は主にイソフルランおよびセボフルランに曝露された動物で観察されました。学習と記憶が最も頻繁に影響を受けるようです。不安に関連した結果はあまり影響を受けないようです。

表 2 は、曝露期間と曝露頻度に関するサブグループ分析の結果をまとめたものです。この表は、長期サブグループでの研究が少なすぎるため、神経変性に対するセボフルランとイソフルランの長期効果を分析できなかったことを示しています。言い換えると; 神経変性の転帰は、曝露後比較的短期間に調査された研究の大部分で見られます。

さらに、この表は、セボフルランが行動に長期的な影響を引き起こす可能性があることを示しています。短期と長期の影響を比較することはできなかったが、セボフルランの比較的長期的な影響を調査した研究を含むサブグループは十分な規模であり、学習と記憶の障害と不安の増大を明らかにした。イソフルランの場合、これはそれほど顕著ではなく、モリス水迷路テストでのみ観察されました。

最後に、この表は、モリス水迷路を除いて、イソフルランへの 1 回曝露と複数回曝露の間に違いが存在するかどうかを正式に評価できなかったことを示しています。しかし、ほとんどの結果では、単回曝露のサブグループは十分に大きく、イソフルランへの単回曝露により神経変性が増加し、学習能力と記憶能力が低下することが明らかになりました。

セボフルラン曝露については、7 つの結果のうち 6 つで単回曝露と複数回曝露の違いを評価できました。一般に、この違いは重要ではありませんでした。しかし、すべての神経変性、学習および記憶の結果については、単回曝露により神経変性が増加し、学習および記憶が損なわれました。

すべてのハロゲン化エーテルの結果の堅牢性をテストするために、感度分析が観察されました。平均値の代わりに中央値を使用した研究を削除しても、セボフルラン、イソフルラン、デスフルランのいずれについても全体的な結論は変わりませんでした。また、年齢カテゴリーのカットオフ値を変更したり、アウトカム評価のタイミングのカテゴリーを変更したり、極端な外れ値 (20 を超えるヘッジ g) を削除したりすると、結果は堅実であるように見えました。

少なくとも 20 件の個別の研究を含む結果について、出版バイアスの可能性が評価されました。結果として、デスフルランの影響を調査する研究については、出版バイアスのリスクを評価しませんでした。

ファネルプロットの目視検査ではいくらかの非対称性が示されましたが、Duval と Tweedie のトリムアンドフィル分析と Egger の回帰検定では出版バイアスの証拠は示されませんでした (補足ファイル 10)。

FDAは当時、非臨床（動物）所見の臨床的重要性は不明であると結論付けていたが（医薬品安全性コミュニケーションwww.fda.gov/drugs/drugsafety/ucm532356.htm）、FDAは2016年に長文の報告に関して警告を発した。または、3 歳未満の子供の脳の発達に影響を与える麻酔薬や鎮静薬の反復使用。現在に至るまで、人間の患者における実際のリスクはまだ部分的に不明です。いくつかの臨床研究では、幼い頃のセボフルランやイソフルランへの単回曝露は神経発達への悪影響を引き起こさないことが示されています6,7,8が、反対のことを示唆する集団ベースの研究が発表されています9。それにもかかわらず、ハロゲン化エーテルへの反復曝露および長期曝露の臨床影響は完全に不明のままである。

すべての前臨床動物研究を体系的に要約すると、洞察が得られる可能性があります。これまでのところ、現在の前臨床証拠の分析は不十分であり、FDA が警告の根拠とした動物実験は一般にハロゲン化エーテルの影響に関するものではなく、ケタミンとプロポフォールに関するものでした。

したがって、我々はこの研究において、若い実験動物における神経変性と行動に関するイソフルラン、セボフルラン、デスフルランおよびエンフルラン曝露に関するすべての前臨床証拠を評価した。私たちは、反復暴露と単回暴露、および短期暴露と長期暴露の影響を調査するためにサブグループ分析を実施しました。

私たちのレビューでは、セボフルラン、イソフルラン、デスフルランへの曝露が神経変性を著しく増加させることが示されました。さらに、セボフルランとイソフルランも学習障害や記憶障害を引き起こし、不安を増大させます。デスフルランは学習と記憶にはほとんど効果がなく、不安には効果がありませんでした。

サブグループ分析により、イソフルランおよびセボフルランへの曝露直後からすでに神経細胞死が存在することが明らかになりました。入手可能な研究の数が限られており、研究のほとんどが短期的な影響を調査しているため、この損傷が永久的なものであるかどうか、また脳がどの程度回復するかは不明です。しかし、セボフルランとイソフルランへの曝露による行動の変化も示しており、行動の変化は少し遅れて測定され、より長く持続する、おそらくは永久的な損傷を示しています。

さらに、このレビューでは、セボフルランまたはイソフルランへの単回曝露により神経変性が増加し、学習と記憶が損なわれることが示されました。 3 つの学習および記憶の結果すべてがこれを示していたため、これはセボフルランの場合に最も明白でした。イソフルランの場合、単一曝露サブグループはモリス水迷路の信頼できるサブグループ分析を行うのに十分な大きさしかありませんでした。イソフルランの単回曝露が（長期にわたる）行動変化に及ぼす影響については、さらなる研究が必要です。

それにもかかわらず、この発見は、FDA が発行した警告と部分的に対照的です。 FDAは、動物実験では全身麻酔薬への1回の曝露が悪影響を与える可能性は低いことが示されているが、我々は1回の曝露後に神経変性と行動の変化の両方を観察していると述べた。これは、FDA がその推論に 19 件の動物研究のみを含めたという事実によって説明できますが、我々ははるかに大きな証拠ベース (例: 324 件の研究) を分析しました。さらに、FDA が分析した 19 件の研究には、さらに多くの麻酔薬ドメインが含まれており、たとえばプロフォフォール、ケタミン、ミダゾラムなども分析されており、結果に不均一性が大きすぎて、ハロゲン化エーテルの実際の効果が薄れてしまった可能性があります。

暴露直後の神経学的損傷と、より長期間持続する行動変化を考慮すると、長期的な影響に関するさらなる研究が行われるまで、この若い脆弱なグループにおけるセボフルランとイソフルランの使用は可能な限り抑制されるべきである。

エンフルランについてはメタ分析を実施するのに十分な研究がまったくなく、デスフルランについても同じ理由でサブグループ分析を実施できませんでした。

理論的には、エンフルランとデスフルランの効果がセボフルランやイソフルランと同様であるかどうかを調べるためには、その効果についてさらに研究が必要であることは明らかです。ただし、これら 2 つのハロゲン化エーテルは現在、臨床現場で使用されるのは限られており、たとえ有害性が低いことがわかったとしても、幼児にとって好ましい導入麻酔薬にはならないことを認識しておく必要があります。エンフルランは非常に刺激が強いため、幼児のガス誘発には適していません。デスフルランには特別な電気駆動の気化器が必要であり、その価格により多くの機関にとって手が届かない可能性があります。前臨床研究と臨床研究の両方で、すべてのハロゲン化エーテルが子供の神経発達に有害であることが判明した場合、将来的には可能な限り静脈内全身麻酔導入に移行する必要があるかもしれません。

このレビューでは 30,000 を超える参考文献がスクリーニングされ、そのうち 324 件がこのレビューに含まれました。この非常に大規模な証拠ベース、特にイソフルランとセボフルランの結果、高い精度がもたらされ、その結果一連の証拠の確実性が向上しました。さらに、2022 年 12 月の最後の更新では 82 件の追加論文が作成されましたが、この論文の結論は変わらず、提供された証拠の堅牢性が強調されています。

それにもかかわらず、このレビューにはいくつかの重要な制限もあります。まず第一に、神経変性と行動に関連するすべての利用可能な結果尺度を評価したわけではありません。結果の測定値のばらつきが大きかったため、神経変性と行動に関連する最も頻繁に使用されるテストに焦点を当てました。私たちの見解では、不均一すぎる神経変性に関連するさまざまな側面を評価するすべての測定値をプールする必要がありました。したがって、最も頻繁に使用される 2 つの尺度 (Tunel と Caspase) に焦点を当てました。神経変性のすべての尺度を評価し、行動の変化を個別に評価する技術は、結果に別の光を当てる可能性があり、将来の研究のテーマになる可能性がありますが、他の神経変性の結果が別の光を当てることや、他の神経変性の結果と比較して後で測定されることは期待されていません。トゥネルおよびカスパーゼアッセイ。

第二に、このレビューに含まれた研究のうち、1 つを除くすべてで雄の動物が使用されました。女性は大幅に過小評価されています。これは研究分野全体で決してユニークではありませんが、これには問題があり、構成概念の妥当性と外部の妥当性が低下します。将来の研究には両性を含める必要があります。

第三に、バイアスのリスク分析により、含まれる実験の計画と実施に関する重要な詳細が十分に報告されていないことが明らかになりました。結果として、大多数の研究ではバイアスのリスクを推定できませんでした。これはこの分野でも例外ではありませんが、重要な方法論の詳細が報告されていないことは、偏った結果を引き起こすバイアスを軽減するためのこれらの方法の使用がある程度無視されていることを示しており、これにより、含まれている動物研究から信頼できる結論を導き出すことが大幅に妨げられる可能性があるため、懸念されています。

第 4 に、研究間の不均一性レベルの分析により、中程度から重度のレベルの不均一性が明らかになりました。探索的なアプローチが多いことから、動物研究における不均一性が予想されます。言い換えれば、不均一性の一部は意図的に誘発されている57。

予想される不均一性を説明するために、ランダム効果モデルを使用し、感度分析を実施し、サブグループ分析によって研究間の不均一性の示唆される原因を調査しました。この不均一性を調査することは、動物研究のメタ分析の付加価値の 1 つであり、将来の動物研究とその後の臨床試験の設計に役立つ可能性があります。

最後に、この系統的レビューには間接的な問題があります。動物モデル研究の大部分は、曝露後比較的短期間での神経変性と行動への影響を評価していますが、私たちは主に、比較的不確かな（長期間の）持続的な影響に興味を持っています。さらに、雌動物におけるハロゲン化エーテルの影響を調査した研究は非常に限られています。

要約すると、ハロゲン化エーテルへの曝露が発達中の動物の脳に神経変性と行動の変化を引き起こすという強力な証拠を示します。これらの影響はセボフルランとイソフルランで最も顕著であり、1 回の曝露後にすでに存在します。現在までのところ、長期的な神経変性影響の存在を推定するための十分な研究はありません。それにもかかわらず、我々はこのレビューで、ハロゲン化エーテルへの曝露によって後年に起こる行動の変化に関する証拠を提供し、いくつかの永続的な神経変性変化を示唆しています。

まとめると、FDA が出した警告とは対照的に、イソフルランとセボフルランへのすでに 1 回の曝露が実験動物の脳の発達に悪影響を及ぼしていることを示しています。このレビューの結果に基づいて、長期にわたる永続的な影響に関するさらなる研究が行われるまで、この若年層の脆弱なグループにおけるセボフルランとイソフルランの臨床使用は可能な限り抑制されるべきである。

臨床状況への翻訳をさらに改善するために、複数の種で同様の効果の方向性があるため、ヒトでも同等の結果が得られる可能性が高まるため、雌の動物やラット以外の種をマウスとして使用して研究を行うことも推奨されます57。

この SR の実施中に生成および/または分析されたデータセットの大部分は、補足情報ファイル (ファイル 4 ～ 9) で入手できます。メタ分析で使用されたすべてのオリジナル出版物から抽出された結果データは、合理的な要求に応じて責任著者から入手できます。

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インターンシップ中にこの体系的レビューのさまざまなステップに貴重な貢献をしてくれた、Birgit Janssen、Colin Schoenaker、Maarten Peters、Malou van Loon、Kira Schording に感謝します。

麻酔科、疼痛および緩和医学、ラドボウド大学医療センター、Geert Grooteplein-Noord 21、ルート 126、6525 GA、ナイメーヘン、オランダ

カーリン・R・ホーイマンス、マリエ・ブイス、フレデリック・ストルイス、タイス・ソム、ナジマ・カリム、ゲルト＝ヤン・シェファー、イグナシオ・マラゴン

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CH、GJS、IM がプロジェクトを設計しました。 CHは原稿を書きました。 CH、TS、MB、FS、NKは、含まれる論文のスクリーニング段階とデータ抽出を実施し、メタ分析を実施しました。 GJS と IM は原稿に重要な意見を提供しました。

Carlijn R. Hooijmans への通信。

著者らは競合する利害関係を宣言していません。

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転載と許可

Hooijmans、CR、Buijs、M.、Struijs、F. 他ハロゲン化エーテルへの曝露は、若い健康な実験動物に神経変性と行動変化を引き起こす: 系統的レビューとメタ分析。 Sci Rep 13、8063 (2023)。 https://doi.org/10.1038/s41598-023-35052-4

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受信日: 2022 年 4 月 15 日

受理日: 2023 年 5 月 11 日

公開日: 2023 年 5 月 18 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-35052-4

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