促红细胞生成素与早产儿视网膜病变关系的研究进展

张 恒，李筱荣，张珑俐

0引言

近年来，随着围产医学技术的进步，超早产儿和超低出生体质量(extremely low birth weight, ELBW)新生儿的存活率已大幅提高，目前，存活早产儿最小出生胎龄可达21+5周[1]，最小出生体质量可达260g[2]。但出生胎龄越小以及出生体质量越低的早产儿，早产儿视网膜病变(retinopathy of prematurity, ROP)的发生率也就越高，胎龄<34周早产儿ROP发生率为16.4%，胎龄<28周早产儿ROP发生率为56.5%，出生体质量1 000～1 499g和<1 000g早产儿ROP发生率分别为22.1%和54.2%[3]。此外，随着出生胎龄和出生体质量的降低，早产儿贫血的发病率也逐渐提高，胎龄35～37、33～34、≤32周的早产儿贫血发生率分别是34.6%、62.8%和80.0%，出生体质量>2 000、1 501～2 000、≤1 500g的早产儿贫血发生率分别为37.1%、51.6%、73.9%[4]。重组人类促红细胞生成素(recombinant human erythropoietin, rhEPO)是目前可被用于治疗早产儿贫血的药物，促红细胞生成素(erythropoietin, EPO)的主要作用是促进骨髓红细胞的生成，除此以外，EPO还具有调节血管生成、抑制神经细胞凋亡等作用，因此，临床上在使用rhEPO治疗早产儿贫血时，另一方面可能会对ROP产生影响。EPO对ROP的影响是双方面的，既可以保护ROP，又可以加重ROP，本文就EPO与ROP之间的关系作一综述。

1 ROP

ROP是一种发生在早产儿或低出生体质量儿的一种多因素疾病，它是儿童视力损害的主要原因。合并呼吸窘迫综合征(respiratory distress syndrome, RDS)、脑损伤等并发症的早产儿，是ROP的高危人群。许多因素影响ROP的发展，低胎龄、吸氧、机械通气和输血是主要危险因素[5]。ROP的基本病理过程主要分为两个阶段：(1)相对高氧的环境使视网膜毛细血管生长受到抑制；(2)视网膜发育代谢的增加使视网膜无血管区更加缺氧，刺激血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)等促血管生成因子过度生成，导致视网膜无血管区纤维血管组织迅速增生，形成不同程度的眼底病变。

2 EPO

EPO是一种糖蛋白激素，在胎儿肝脏和成人肾脏产生，可刺激骨髓红细胞生成。近年来，rhEPO被广泛用于治疗早产儿贫血，具有一定的效果。EPO除了有促进造血的功能之外，还具有调节血管生成、抑制神经细胞凋亡等作用[6]。在ROP等增殖性视网膜病变中，EPO具有双方面的作用：在疾病早期阶段，EPO通过保护血-视网膜屏障和抑制神经细胞凋亡[7]，发挥保护作用；而在疾病晚期阶段，EPO诱导病理性新生血管形成[6]，产生病理作用。

3 EPO与ROP关系的基础研究

动物研究显示，在ROP的血管丢失阶段，视网膜EPO水平受到抑制，此时给予外源性的EPO可以减少此阶段的血管闭塞、随后缺氧诱导的病理性新生血管形成以及神经细胞的凋亡，并且这种抑制神经细胞凋亡的作用是通过抑制促凋亡酶caspase实现的。相反，在ROP的新生血管阶段，视网膜EPO mRNA水平升高，此时外源性的EPO不仅没有减少此阶段的视网膜无血管区的面积，反而促进了病理性新生血管的形成。EPO的早期保护作用是通过在视网膜血管和神经细胞上激活EPO受体(EPO受体和β共受体)、由NF-κB通路介导来实现的，并且EPO的保护作用与VEGF无关。此外，外源性EPO还能向视网膜招募骨髓内皮祖细胞(endothelial progenitor cells, EPCs)、Csf-1R+小胶质细胞等来促进视网膜血管的修复[8]。亦有研究表明，在缺氧诱导的血管增殖阶段给予rhEPO，视网膜新生血管簇和视网膜前新生血管细胞数量增加，VEGF和iNOS蛋白水平均也提高，并且具有一定的剂量依赖性[9]。另有研究发现，在血管增殖阶段，玻璃体内注射EPO siRNA可有效抑制约60%的视网膜EPO mRNA表达，并显著抑制约40%的视网膜新生血管[10]。在氧诱导视网膜病变(oxygen-induced retinopathy, OIR)模拟ROP的模型中，HIF-1α样因子(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基因表达受其影响，这表明EPO在ROP中的作用受HLF的调节[11]。

4 EPO与ROP关系的临床研究

4.1内源性EPO与ROP的关系有不同研究通过检测出生后不同天数早产儿的血清EPO水平，来探究其与ROP之间的关系，了解内源性EPO与ROP的关系是我们合理运用rhEPO的前提条件。有研究发现，出生时血清EPO水平与ROP发生风险无关[12]。有研究表明，与无ROP或严重程度较轻、无需治疗的ROP的早产儿相比，有需要治疗的更严重ROP的早产儿在出生后1wk发生贫血的频率更高，并且在出生后7d有更高的血清EPO水平，但在多元分析中，产后1wk的贫血仍然是需要治疗的严重ROP的危险因素，而产后7d升高的血清EPO水平不再是其危险因素[13]。另有研究发现，出生后14d相对高的血液EPO浓度与超早产儿中ROP风险的增加有关[14]，并且出生后14d血液中高浓度的EPO与阈值前ROP风险的增加有关[15]。但亦有一项研究发现，与没有ROP的婴儿相比，有ROP的婴儿在出生后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的独立预测因子[16]。

4.2外源性EPO与ROP的关系EPO可以穿过血-视网膜屏障的特点使得外源性EPO对ROP能产生作用[7,17]，近年来，多位学者研究了rhEPO治疗与ROP之间的关系。有研究表明，接受rhEPO治疗的新生儿严重ROP(3～5期)的发生率更高，rhEPO使用与ROP严重程度的增加有关[18]。在ELBW新生儿中，接受rhEPO治疗的婴儿阈值ROP发生率显著高于未接受EPO治疗的婴儿，rhEPO的使用是ELBW新生儿中阈值ROP发生的一个独立预测因子[19]。但亦有学者有不同结论，他们发现rhEPO治疗与ROP的发生率和严重程度无关[20]，rhEPO使用不会增加ROP发生的风险[21]，也不会增加严重ROP(3～5期)的发生率[22]。另有学者表明，rhEPO虽对ROP的总发生率无明显影响，但降低了2型ROP的发生率[23]。

4.3rhEPO开始用药时间对ROP的影响鉴于在ROP的不同阶段，EPO所产生的作用可能不同，有多项研究探究了rhEPO的不同开始用药时间对ROP的影响。有学者观察了早期使用rhEPO(出生后5～7d开始，直到34周矫正胎龄或出院)对ROP的影响，他们发现早期使用rhEPO增加了2.4倍1期ROP发生的风险[24]。此外，有研究显示，与晚期使用rhEPO(出生后8～28d开始)相比，早期使用rhEPO(出生后8d内开始)增加ROP的总发生风险，但不会增加3期及3期以上ROP的发生风险[25]。但有学者发现，晚期使用rhEPO(出生后8～28d开始)亦增加ROP发生的风险[26]，rhEPO治疗在出生后14d以后开始的婴儿发生严重ROP(3期及3期以上)的风险明显高于出生后14d以前开始的婴儿[27]。然而，另有研究显示早期使用rhEPO(出生后8d内开始)和晚期使用rhEPO(出生后8～28d开始)对于ROP的总发生风险和3期以上ROP的发生风险均没有影响[28]。目前关于rhEPO开始用药时间对ROP影响的结论尚不一致。

4.4rhEPO给药剂量对ROP的影响rhEPO的不同给药剂量对ROP的影响是另一重要方面。有研究表明，按每周3次、每次剂量250U/kg给药，rhEPO治疗次数≥10次的婴儿发生严重ROP(3期及3期以上)的风险高于rhEPO治疗次数<10次的婴儿[27]。有学者发现，出生后6wk内高累积剂量的rhEPO(3000～4000U/kg，出生后8～15d开始)与ROP进展的风险增加有关，并且每增加500U/kg rhEPO，ROP进展的风险增加27%[29]。但亦有学者通过比较重度ROP(3～5期)新生儿与轻度ROP(1～2期)新生儿的rhEPO累积剂量，发现两者之间并无显著差异[18]，高剂量rhEPO(出生后24h内开始静脉注射rhEPO，剂量为1 000U/kg，每48h静脉注射1次，共6次；然后，每周3次皮下注射rhEPO，维持剂量为400U/kg，持续至产后32wk)不会影响ROP的发生率[30]。

4.5rhEPO伴随铁剂使用对ROP的影响铁本身可以是氧自由基发生器，铁的补充可能导致铁的储存增加，在早产儿体内，结合、储存和转运蛋白的浓度较低，因此，血浆铁蛋白水平的升高和铁过量时转铁蛋白的饱和可能导致大量游离铁被运送到不成熟的视网膜，从而增加ROP发生的风险[22]。有研究证实，rhEPO联合铁剂补充治疗的早产儿，其ROP的总发生率以及1～2、3～4期ROP的发生率均显著增高[31]。

5 “新的ROP”概念及EPO与其之间的关系

目前，“新的ROP”概念的提出对EPO在ROP中的作用会有新的理解。几乎所有的超低出生胎龄(extremely low gestational age, ELGA)新生儿在出生后的最初几周都会经历反复的间歇性缺氧(intermittent hypoxia, IH)，IH引起的视网膜氧合的频繁波动[32]，会导致在机械通气或氧疗期间，ROP的两个阶段——高氧引起的血管闭塞和缺氧引起的血管增生在几秒内相继或同时发生，而这一现象在过去没有被很好地理解，这就是所谓的“新的ROP”概念。有研究发现，IH之间的氧恢复对未成熟的视网膜同样有害，导致OIR[33]。在IH与其间的氧恢复的反复多次发生后，就达到了一个“临界”点，即IH引起的损伤机制与氧恢复引起的损伤机制无法区分[34]，这两种机制的融合导致氧化损伤，并对线粒体内稳态和氧化还原状态产生有害影响，导致许多基因的表达发生改变[35]。IH是严重ROP的危险因素[36]，其致损伤机制通过持续的高氧和缺氧循环而在早期被激活，并且对视网膜的影响是不可逆的[33,37]。动物研究显示，高氧暴露期间EPO给药有助于减少血管闭塞，但这在经历频繁的高氧间期缺氧循环的早产儿中难以观察到，IH可以部分解释动物研究和临床研究之间结果的矛盾。此外，在IH模式中使用EPO可导致过量的游离铁，当其与H2O2发生芬顿反应时，可产生毒性高的羟基自由基，引起脂质过氧化[38]。到目前为止，还没有动物研究观察EPO在IH引起的OIR中的作用。

6小结

综上所述，鉴于EPO在ROP中的作用：(1)临床医生在使用rhEPO治疗早产儿贫血时，应同时关注到其对ROP是否产生影响；(2)在使用rhEPO治疗早产儿贫血合并ROP的患儿时，因定期进行眼底检查以注意ROP是否产生变化。关于rhEPO的不同开始用药时间及剂量等对ROP的影响，未来也仍需更多进一步的研究来明确。