促紅細胞生成素與早產兒視網膜病變關系的研究進展

張 恒，李筱榮，張瓏俐

0引言

近年來，隨著圍產醫學技術的進步，超早產兒和超低出生體質量(extremely low birth weight, ELBW)新生兒的存活率已大幅提高，目前，存活早產兒最小出生胎齡可達21+5周[1]，最小出生體質量可達260g[2]。但出生胎齡越小以及出生體質量越低的早產兒，早產兒視網膜病變(retinopathy of prematurity, ROP)的發生率也就越高，胎齡<34周早產兒ROP發生率為16.4%，胎齡<28周早產兒ROP發生率為56.5%，出生體質量1 000～1 499g和<1 000g早產兒ROP發生率分別為22.1%和54.2%[3]。此外，隨著出生胎齡和出生體質量的降低，早產兒貧血的發病率也逐漸提高，胎齡35～37、33～34、≤32周的早產兒貧血發生率分別是34.6%、62.8%和80.0%，出生體質量>2 000、1 501～2 000、≤1 500g的早產兒貧血發生率分別為37.1%、51.6%、73.9%[4]。重組人類促紅細胞生成素(recombinant human erythropoietin, rhEPO)是目前可被用于治療早產兒貧血的藥物，促紅細胞生成素(erythropoietin, EPO)的主要作用是促進骨髓紅細胞的生成，除此以外，EPO還具有調節血管生成、抑制神經細胞凋亡等作用，因此，臨床上在使用rhEPO治療早產兒貧血時，另一方面可能會對ROP產生影響。EPO對ROP的影響是雙方面的，既可以保護ROP，又可以加重ROP，本文就EPO與ROP之間的關系作一綜述。

1 ROP

ROP是一種發生在早產兒或低出生體質量兒的一種多因素疾病，它是兒童視力損害的主要原因。合并呼吸窘迫綜合征(respiratory distress syndrome, RDS)、腦損傷等并發癥的早產兒，是ROP的高危人群。許多因素影響ROP的發展，低胎齡、吸氧、機械通氣和輸血是主要危險因素[5]。ROP的基本病理過程主要分為兩個階段：(1)相對高氧的環境使視網膜毛細血管生長受到抑制；(2)視網膜發育代謝的增加使視網膜無血管區更加缺氧，刺激血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)等促血管生成因子過度生成，導致視網膜無血管區纖維血管組織迅速增生，形成不同程度的眼底病變。

2 EPO

EPO是一種糖蛋白激素，在胎兒肝臟和成人腎臟產生，可刺激骨髓紅細胞生成。近年來，rhEPO被廣泛用于治療早產兒貧血，具有一定的效果。EPO除了有促進造血的功能之外，還具有調節血管生成、抑制神經細胞凋亡等作用[6]。在ROP等增殖性視網膜病變中，EPO具有雙方面的作用：在疾病早期階段，EPO通過保護血-視網膜屏障和抑制神經細胞凋亡[7]，發揮保護作用；而在疾病晚期階段，EPO誘導病理性新生血管形成[6]，產生病理作用。

3 EPO與ROP關系的基礎研究

動物研究顯示，在ROP的血管丟失階段，視網膜EPO水平受到抑制，此時給予外源性的EPO可以減少此階段的血管閉塞、隨后缺氧誘導的病理性新生血管形成以及神經細胞的凋亡，并且這種抑制神經細胞凋亡的作用是通過抑制促凋亡酶caspase實現的。相反，在ROP的新生血管階段，視網膜EPO mRNA水平升高，此時外源性的EPO不僅沒有減少此階段的視網膜無血管區的面積，反而促進了病理性新生血管的形成。EPO的早期保護作用是通過在視網膜血管和神經細胞上激活EPO受體(EPO受體和β共受體)、由NF-κB通路介導來實現的，并且EPO的保護作用與VEGF無關。此外，外源性EPO還能向視網膜招募骨髓內皮祖細胞(endothelial progenitor cells, EPCs)、Csf-1R+小膠質細胞等來促進視網膜血管的修復[8]。亦有研究表明，在缺氧誘導的血管增殖階段給予rhEPO，視網膜新生血管簇和視網膜前新生血管細胞數量增加，VEGF和iNOS蛋白水平均也提高，并且具有一定的劑量依賴性[9]。另有研究發現，在血管增殖階段，玻璃體內注射EPO siRNA可有效抑制約60%的視網膜EPO mRNA表達，并顯著抑制約40%的視網膜新生血管[10]。在氧誘導視網膜病變(oxygen-induced retinopathy, OIR)模擬ROP的模型中，HIF-1α樣因子(hypoxia-inducible factor-1α-like factor, HLF)敲低的小鼠缺乏病理性新生血管形成，并且EPO基因表達受其影響，這表明EPO在ROP中的作用受HLF的調節[11]。

4 EPO與ROP關系的臨床研究

4.1內源性EPO與ROP的關系有不同研究通過檢測出生后不同天數早產兒的血清EPO水平，來探究其與ROP之間的關系，了解內源性EPO與ROP的關系是我們合理運用rhEPO的前提條件。有研究發現，出生時血清EPO水平與ROP發生風險無關[12]。有研究表明，與無ROP或嚴重程度較輕、無需治療的ROP的早產兒相比，有需要治療的更嚴重ROP的早產兒在出生后1wk發生貧血的頻率更高，并且在出生后7d有更高的血清EPO水平，但在多元分析中，產后1wk的貧血仍然是需要治療的嚴重ROP的危險因素，而產后7d升高的血清EPO水平不再是其危險因素[13]。另有研究發現，出生后14d相對高的血液EPO濃度與超早產兒中ROP風險的增加有關[14]，并且出生后14d血液中高濃度的EPO與閾值前ROP風險的增加有關[15]。但亦有一項研究發現，與沒有ROP的嬰兒相比，有ROP的嬰兒在出生后28d有更低的血清EPO水平，并且在多元分析中，出生后28d的血清EPO水平是ROP的獨立預測因子[16]。

4.2外源性EPO與ROP的關系EPO可以穿過血-視網膜屏障的特點使得外源性EPO對ROP能產生作用[7,17]，近年來，多位學者研究了rhEPO治療與ROP之間的關系。有研究表明，接受rhEPO治療的新生兒嚴重ROP(3～5期)的發生率更高，rhEPO使用與ROP嚴重程度的增加有關[18]。在ELBW新生兒中，接受rhEPO治療的嬰兒閾值ROP發生率顯著高于未接受EPO治療的嬰兒，rhEPO的使用是ELBW新生兒中閾值ROP發生的一個獨立預測因子[19]。但亦有學者有不同結論，他們發現rhEPO治療與ROP的發生率和嚴重程度無關[20]，rhEPO使用不會增加ROP發生的風險[21]，也不會增加嚴重ROP(3～5期)的發生率[22]。另有學者表明，rhEPO雖對ROP的總發生率無明顯影響，但降低了2型ROP的發生率[23]。

4.3rhEPO開始用藥時間對ROP的影響鑒于在ROP的不同階段，EPO所產生的作用可能不同，有多項研究探究了rhEPO的不同開始用藥時間對ROP的影響。有學者觀察了早期使用rhEPO(出生后5～7d開始，直到34周矯正胎齡或出院)對ROP的影響，他們發現早期使用rhEPO增加了2.4倍1期ROP發生的風險[24]。此外，有研究顯示，與晚期使用rhEPO(出生后8～28d開始)相比，早期使用rhEPO(出生后8d內開始)增加ROP的總發生風險，但不會增加3期及3期以上ROP的發生風險[25]。但有學者發現，晚期使用rhEPO(出生后8～28d開始)亦增加ROP發生的風險[26]，rhEPO治療在出生后14d以后開始的嬰兒發生嚴重ROP(3期及3期以上)的風險明顯高于出生后14d以前開始的嬰兒[27]。然而，另有研究顯示早期使用rhEPO(出生后8d內開始)和晚期使用rhEPO(出生后8～28d開始)對于ROP的總發生風險和3期以上ROP的發生風險均沒有影響[28]。目前關于rhEPO開始用藥時間對ROP影響的結論尚不一致。

4.4rhEPO給藥劑量對ROP的影響rhEPO的不同給藥劑量對ROP的影響是另一重要方面。有研究表明，按每周3次、每次劑量250U/kg給藥，rhEPO治療次數≥10次的嬰兒發生嚴重ROP(3期及3期以上)的風險高于rhEPO治療次數<10次的嬰兒[27]。有學者發現，出生后6wk內高累積劑量的rhEPO(3000～4000U/kg，出生后8～15d開始)與ROP進展的風險增加有關，并且每增加500U/kg rhEPO，ROP進展的風險增加27%[29]。但亦有學者通過比較重度ROP(3～5期)新生兒與輕度ROP(1～2期)新生兒的rhEPO累積劑量，發現兩者之間并無顯著差異[18]，高劑量rhEPO(出生后24h內開始靜脈注射rhEPO，劑量為1 000U/kg，每48h靜脈注射1次，共6次；然后，每周3次皮下注射rhEPO，維持劑量為400U/kg，持續至產后32wk)不會影響ROP的發生率[30]。

4.5rhEPO伴隨鐵劑使用對ROP的影響鐵本身可以是氧自由基發生器，鐵的補充可能導致鐵的儲存增加，在早產兒體內，結合、儲存和轉運蛋白的濃度較低，因此，血漿鐵蛋白水平的升高和鐵過量時轉鐵蛋白的飽和可能導致大量游離鐵被運送到不成熟的視網膜，從而增加ROP發生的風險[22]。有研究證實，rhEPO聯合鐵劑補充治療的早產兒，其ROP的總發生率以及1～2、3～4期ROP的發生率均顯著增高[31]。

5 “新的ROP”概念及EPO與其之間的關系

目前，“新的ROP”概念的提出對EPO在ROP中的作用會有新的理解。幾乎所有的超低出生胎齡(extremely low gestational age, ELGA)新生兒在出生后的最初幾周都會經歷反復的間歇性缺氧(intermittent hypoxia, IH)，IH引起的視網膜氧合的頻繁波動[32]，會導致在機械通氣或氧療期間，ROP的兩個階段——高氧引起的血管閉塞和缺氧引起的血管增生在幾秒內相繼或同時發生，而這一現象在過去沒有被很好地理解，這就是所謂的“新的ROP”概念。有研究發現，IH之間的氧恢復對未成熟的視網膜同樣有害，導致OIR[33]。在IH與其間的氧恢復的反復多次發生后，就達到了一個“臨界”點，即IH引起的損傷機制與氧恢復引起的損傷機制無法區分[34]，這兩種機制的融合導致氧化損傷，并對線粒體內穩態和氧化還原狀態產生有害影響，導致許多基因的表達發生改變[35]。IH是嚴重ROP的危險因素[36]，其致損傷機制通過持續的高氧和缺氧循環而在早期被激活，并且對視網膜的影響是不可逆的[33,37]。動物研究顯示，高氧暴露期間EPO給藥有助于減少血管閉塞，但這在經歷頻繁的高氧間期缺氧循環的早產兒中難以觀察到，IH可以部分解釋動物研究和臨床研究之間結果的矛盾。此外，在IH模式中使用EPO可導致過量的游離鐵，當其與H2O2發生芬頓反應時，可產生毒性高的羥基自由基，引起脂質過氧化[38]。到目前為止，還沒有動物研究觀察EPO在IH引起的OIR中的作用。

6小結

綜上所述，鑒于EPO在ROP中的作用：(1)臨床醫生在使用rhEPO治療早產兒貧血時，應同時關注到其對ROP是否產生影響；(2)在使用rhEPO治療早產兒貧血合并ROP的患兒時，因定期進行眼底檢查以注意ROP是否產生變化。關于rhEPO的不同開始用藥時間及劑量等對ROP的影響，未來也仍需更多進一步的研究來明確。