早产儿视网膜病变与早产小于胎龄儿关系的研究进展

路 亮(综述)，郭文香*，陈 璐(审校)

(1.河北医科大学第二医院儿科，河北 石家庄 050000；2.河北省儿童医院眼科，河北 石家庄 050031)

早产儿视网膜病变(retinopathy of prematurity,ROP)是早产儿视网膜发育过程中出现异常的血管增殖性病变。ROP的发病机制包括多种因素，其中低出生体重和低出生胎龄是危险因素之一[1]。此外，一些因素可能影响ROP的发生及严重程度，如生后用氧、生后体重增长情况、小于胎龄儿(small for gestational age,SGA)、感染、高血糖、机械通气时间、输血、支气管肺发育不良等[2-3]。本文从SGA生后神经内分泌的改变、生后环境因素影响、遗传易感性等方面来阐述和ROP之间的关系。

1 SGA与ROP的相关性

SGA是指根据人群生长曲线图，出生体重低于同性别同胎龄平均出生体重第10百分位数，或低于同性别同胎龄平均出生体重2个标准差的新生儿[4]。SGA的发生与父母身材矮小，胎儿期母体、胎盘以及胎儿本身因素有关。与适于胎龄儿(appropriate for gestational age,AGA)的早产儿相比，SGA早产儿的ROP发病率更高，病情更重，进展更快。

Zaw等[5]进行了胎龄小于34周的SGA与AGA比较，发现无论采用新生儿标准还是采用胎儿生长标准，SGA都与ROP发病率呈正相关。另一项基于人群的研究，纳入了台湾地区21个新生儿重症监护室的5 718例胎龄<36周的早产儿，其中32.9%为SGA早产儿。通过多因素Logistic回归分析发现，SGA与ROP(所有程度)相关，即不同胎龄或采用不同的生长曲线标准时，SGA发生ROP的风险都是增加的[6]。

Jensen等[7]分析了美国717家医院6 708例胎龄<32周的早产儿，其中SGA 743例(11.1%)。根据胎龄分为3个层次：230/7～256/7周,260/7～286/7周和290/7～316/7周，评估重度ROP(3～5期)发生风险和SGA之间的关系。结果发现，SGA和重度ROP显著相关(P<0.001)，在胎龄230/7～256/7周的早产儿中，SGA与重度ROP相关性最大。对于大多数胎龄组，SGA增加了重度早产儿视网膜病变(severe retinopathy of prematurity,sROP)的风险，但不同胎龄风险不同。随着胎龄的增加，sROP的风险增高，到胎龄29周SGA，风险开始下降[8]。Tsai等[9]分析了1 680例极低出生体重儿，其中SGA 560例，根据不同胎龄分层，对SGA组和AGA组进行比较，发现SGA组与重度ROP的相关性仅在胎龄27～29周的极低出生体重儿中差异有统计学意义。通过对SGA组和AGA组的新生儿不良结局进行比较，发现SGA组发生各期ROP和重度ROP的风险更高。但是，SGA早产儿发生ROP的风险在不同胎龄组间是不一致的。

SGA是早产儿发生ROP的高危因素，关于SGA与不同严重程度ROP的相关性，不同研究结果存在差异。由于实验设计、样本纳入标准及采用的SGA定义有所不同，且很多研究为单中心的研究，导致存在不一致的结论。目前，关于小于胎龄儿更易发生ROP的机制尚未明确，需要更多的研究来进一步探究。

2 氧化/抗氧化失衡

新生儿比成人和儿童更容易受到氧化应激(oxidative stress,OS)的影响，活性氧(reactive oxygen species,ROS)损伤在许多新生儿疾病中发生。在生理浓度下，ROS几乎是所有细胞功能的重要介质，当ROS产生超过抗氧化能力时，或者当抗氧化系统有缺陷时，氧化应激就会发生，导致组织和细胞损伤[10]。

Sandal等[11]对184例新生儿脐带血进行了总氧化状态(total oxidant status,TOS)、总抗氧化能力(total antioxidant capacity,TAC)和氧化应激指数(oxidative stress indexes,OSI)进行研究，在早产儿组中，SGA亚组的TOS、OSI水平高于AGA亚组，TAC水平低于AGA亚组，差异无统计学意义。SGA组与AGA组相比，氧化应激增强，而抗氧化能力降低。在妊娠的最后1个多月，为从宫内的相对低氧环境过渡到宫外富氧环境做准备，胎儿上调机体抗氧化功能，而早产会中断抗氧化系统的正常发育上调，早产儿应对氧化刺激时增强抗氧化的能力受到损害。此外，早产儿出生后面临更多高氧环境，如产房内的复苏、吸氧等，遭遇更多的氧化应激，且抗氧化能力低于足月儿，早产儿视网膜组织的血管系统发育不成熟，自由基在早产儿视网膜病变的发生中起重要作用。

3 生长因子水平异常

胰岛素样生长因子1(insulin-like growth factor-1,IGF-1)水平在妊娠晚期显著升高，较小胎龄出生的早产儿，母体来源的IGF-1缺乏，其血清IGF-1水平低于宫内生长的同胎龄儿。一项对74例胎龄23～33周，出生体重<1 251 g的早产儿进行的前瞻性研究，生后每周测定血清IGF-1值，持续矫正至胎龄42周，结果发现，在矫正胎龄28～33周间，无ROP组(n=46)IGF-1平均浓度为20.0 μg/L，1、2期ROP组(n=23)IGF-1平均浓度为18.0 μg/L，3期ROP组(n=5，2例激光治疗)IGF-1平均浓度为17.0 μg/L，差异有统计学意义，表明出生后血清IGF-1水平与ROP有关[12]。

另一项研究对胎龄27～31周的早产儿进行研究，分别在出生时、出生后2周、4周、6周和8周时测定血清IGF-1水平，发现SGA组早产儿出生时、生后2周、4周和8周的IGF-1水平均明显低于AGA组(P<0.05)[13]。在ROP的发生过程中，IGF-1和血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)参与了新生血管的生成过程。VEGF是血管内皮细胞增殖和信号通路所必需的，而IGF-1是激活VEGF所必需的，IGF-1允许VEGF最大限度地诱导新生血管的生长。如果IGF-1水平不足，即使存在VEGF，血管生长仍会受到抑制。早产儿因缺乏IGF-1，容易导致视网膜血管的缺失以及ROP的形成。

4 生后环境因素的影响

早产儿出生后，需要较长的住院时间和更多的护理、治疗，包括吸氧、输血及机械通气等。出生后早期体重增长速度与ROP的严重程度相关，体重增长不佳预示着蛋白质或卡路里营养不良，影响视网膜血管的发育。Bas等[14]对69个新生儿重症监护室中出生体重≤1 500 g或胎龄≤32周，以及临床病情不稳定的出生体重>1 500 g或胎龄>32周的6 115例新生儿进行了前瞻性队列研究。单因素分析结果显示，生后28 d时，无ROP组婴儿体重增长(382±180)g，重度ROP组体重增长(229±135)g，差异有统计学意义(P<0.001)，且生后4周的体重增长是出生体重≤1 500 g新生儿发生重度ROP的独立危险因素。另一项研究回顾性分析了499例出生胎龄≤30周、出生体重≤1 500 g、生后1月龄时体重净增长≤650 g的早产儿,发现ROP组平均净增重为293.1 g，显著低于无ROP组的平均净增重449.4 g[15]。因此，生后1个月时的体重增长情况是发生ROP的独立危险因素，临床上可以根据体重增长的指标，最大程度地预测ROP的发生，为临床甄别ROP的高危儿提供了一项简便的参数。

5 遗传易感性

目前，在早产儿的临床管理中，采取了各种预防ROP发生的措施，如严格控制早产儿氧合，维持血氧饱和度在90%～94%之间，降低视网膜组织的高氧风险，补充抗氧化剂，减轻氧化损伤，确保足够的营养，提倡母乳喂养，提高IGF-1水平等，以保证视网膜内皮正常发育所需的关键条件[16-17]。

尽管采取了一系列干预措施，部分低出生体重儿的ROP仍会进展到重度阶段；而另外一些具有相似疾病严重程度的患儿，在采取了相似的干预措施后，却经历了ROP病变退行性变的过程。提示，在ROP的发生发展过程中，除去目前已知的影响因素外，尚存在一些影响ROP进展或退行的因素，这些因素受疾病过程中所采取干预措施的影响较小，从而导致初期严重程度相似的疾病，预后却存在很大差异。很多研究人员已经发现，不同种族、不同地区的人群，ROP的发病率、严重程度不同，提示遗传因素可能发挥着一定的作用。Wolforth等[18]的研究发现，亚洲和阿拉斯加原住民的早产儿，ROP发病率比高加索人群高得多，而黑人早产儿发生ROP的风险比白人低。即使在相同出生体重和胎龄的早产儿中，ROP的发病率和严重程度也存在很大差异。Ying等[1]进行了一项回顾性研究，纳入北美29家医院的早产儿，多因素Logistic回归分析显示，种族差异是发生各阶段ROP的显著危险因素(OR=1.6，白人vs.黑人)，而且与重度ROP的发生显著相关(OR=1.6，白人vs.黑人)。Ortega-Molina等[19]进行了一项ROP遗传易感性的回顾性研究，共分析了257例胎龄≤32周早产儿(包括38例同卵双胞胎、66例异卵双胞胎和153例单胎婴儿)，在排除了潜在混杂因素后，ROP的遗传力约为72.8%，即ROP的表型变异中，有72.8%是由遗传因素决定的，这表明遗传因素在ROP的发生、发展过程中发挥着重要作用。

许多信号分子及其相关的通路，在ROP的发病中可能发挥作用，如Wnt信号通路、VEGF、内皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase,eNOS)和脑源性神经营养因子(brain derived neurotrophic factor,BDNF)等。

5.1Wnt信号通路 Wnt信号通路是一条普遍存在的调节细胞和组织分化的路径，对正常视网膜血管的生成和视网膜发育起着非常重要的作用，尤其对早产儿，可以调节视网膜新生血管的形成[20]。

Norrin/FZD4是一条特殊的Wnt通路，在视网膜血管生成过程中发挥作用。通过Norrin：FZD4结合，激活Wnt通路，这一路径是视网膜发育所特有的，如果发生改变，会导致Wnt相关性玻璃体视网膜病变，并可能是ROP发生的危险因素[21]。

横观各向同性材料：材料在横向截面内任意方向上具有各向同性属性，与其轴向方向上具有的力学特性不同。植物秸秆可抽象为具有皮、芯、节结构的杆，且各组成部分均为横观各向同性材料。由于草本类原料一般经过铡切处理后形成细小的短杆结构，在挤压成型过程中具有一定的方向性，故草本饲料原料可以近似视为一种横观各向同性材料。

Ells等[22]在71例重度ROP患者中发现了3个FZD4突变(Arg466Trp、Ala370Gly和Lys203Asn)，在33例轻度或无ROP患者中未发现FZD4突变，表明FZD4突变在ROP的发生或发展过程中起一定作用，在10%的重症ROP患儿中，发现了p.[P33S(；)P168S]变异或其中任何一种变异，而在轻度或无ROP的患儿中，只有3%的患儿发现了p.[P33S(；)P168S]变异。Zhang等[23]对29例ROP患儿进行了遗传易感性评估，发现1例患儿TSPAN12基因第5外显子发生了C.954G>A核苷酸突变，该突变(c.954G>A，p.E116K)处于关键位置，位于高度保守区域，且该患儿双眼均发生了3期以上的ROP病变，说明该杂合子的突变对ROP的发生有一定的影响。

Lasabova等[24]检测了18例ROP患儿FZD4基因的全长编码序列，发现次要等位基因rs61749246：C>A(NM_012193.3：c.*2GT)在病例组和对照组分布上的差异有统计学意义。通过Cochrane-Armitage趋势检验发现，rs61749246位点与ROP组及重症组均显著相关。一项病例对照研究对FZD4基因进行了检测，发现p.(Pro33Ser)和p.(Pro168Ser)均与ROP显著相关，出现这两种变异之一的患儿，临床表现为典型的ROP[25]。FZD4变异中最常见的是p.[P33S(;)P168S]序列变异，变异频率最高(7.5%)。对发生P33S或P168S变异的受试者单独测序时发现，ROP患儿的FZD4变异频率为10.7%。1092例随机受试者中有20例(1.8%)存在(P33S；P168S)变异[26]。

综上所述，Wnt信号通路中基因的变异应该引起重视。高危早产儿应该接受更仔细的ROP筛查，筛查是否存在Wnt信号通路中的基因变异是必要的，以避免严重的不良后果。

5.2VEGF及受体 VEGF是调节血管功能的主要因子，VEGF-A是血管生成的主要刺激因子，通过激活血管内皮生长因子受体(vascular endothelial growth factor receptor,VEGFR-2)和VEGFR-1来控制内皮细胞(endothelial cells，ECs)的增殖、存活、迁移和抑制凋亡。缺氧可使视网膜细胞中VEGF基因的表达增加3～30倍，由于缺氧，VEGF-A产生增加，刺激视网膜中病理性新生血管产生，并导致牵拉性视网膜脱离等并发症。由于VEGF基因可以编码强效的血管形成诱导剂，而ROP是一种异常血管形成性疾病，因此，在基因相关性研究中，VEGF可作为ROP的自然候选基因[27-30]。目前治疗ROP的药物，有一些是抗VEGF药物，包括哌加他尼钠、雷珠单抗、贝伐单抗和阿柏西普[31-32]。通过分析接受雷珠单抗玻璃体内注射的Ⅱ区3+期ROP患儿，发现17.44%出现复发，82.56%经过玻璃体内注射雷珠单抗后治疗成功。在研究结束时，所有眼部血管化均进入Ⅲ区，其中72.09%达到完全血管化[31]。目前，在世界范围内，VEGF抑制剂作为治疗ROP的一线或二线药物，在特定的阶段给予适当的剂量，将有助于中和玻璃体和视网膜中的VEGF水平，同时允许生理性的视网膜血管化进入外周视网膜，挽救被激光疗法破坏的视网膜组织。

Gohari等[33]分析了VEGF-A基因在-634G>C、-460T>C、+405G>C和+ 936C>T位点的多态性与ROP的相关性。在等位基因模式下，VEGF-A-460T>C位点的基因多态性与ROP风险增加相关，而VEGF-A-634G>C,+405G>C和+936C>T位点的基因多态性与ROP风险无相关性。亚组分析显示，VEGF-A-634G>C、-460T>C、+405G>C和+936C>T位点的基因多态性与ROP风险的相关性与种族相关，仅在高加索人群中发现VEGF-A +405G>C位点的基因多态性与ROP风险有相关性。

5.3eNOS 一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS)是控制一氧化氮产生的酶家族，这组酶包括3种亚型，分别是神经型NOS(NOS1)、诱导型NOS(NOS2)和eNOS(NOS3)[34]。一氧化氮对视网膜和脉络膜血流起调节作用，eNOS是合成一氧化氮的构成酶之一，在eNOS缺乏的小鼠氧诱导视网膜病变(oxygen-induced retinopathy,OIR)模型中，血管的新生和闭塞均减少。

Yu等[35]探讨了NOS3基因T-786C和G894T多态性与ROP易感性的关系，以及NOS3基因单核苷酸多态性(single-nucleotide polymorphisms，SNPs)与氧疗时间的相互作用。结果显示，ROP对照组T-786C基因型频率(30.22%)显著高于ROP病例组(22.46%)，T-786C等位基因与ROP易感性显著相关，T-786C等位基因对ROP有保护作用，同时，NOS3基因多态性与氧疗时间存在相互作用。如果不分析氧疗的影响，T-786CC基因型和G894GT基因型与ROP风险无关；当分析氧疗的作用时，结果发生了变化，当氧疗时间<17 d时，T-786CC基因型和G894GT基因型均与ROP风险降低相关，是ROP的保护因素。当氧疗时间>17 d时，这种保护性消失，提示氧疗会改变NOS3基因多态性在ROP发病中的作用，ROP是一种受基因和环境因素共同影响的复杂疾病。

5.4BDNF BDNF是大脑和视网膜中的一种神经营养因子，可促进视网膜神经元的发育。虽然BDNF在视网膜血管生成中的确切作用尚不清楚，但已证实在重症ROP患儿中BDNF水平降低。一项大规模的候选基因研究，在研究了145个候选基因中的1 614个标签 SNPs后，发现BDNF内含子区域的2个SNP(rs 7934165和rs 2049046，P<3.1×10-5)与发现队列中的重症ROP具有相关性，在合并数据的分析中，rs7934165与重症ROP的相关性显著增加，在重症ROP组中，血清BDNF水平降低[36]。

因此，BDNF基因变异的功能效应在ROP发生发展过程中的作用尚不明确，需要进一步的研究来明确BDNF在ROP发生发展中的确切作用。

5.5肾素-血管紧张素系统(renin-angiotensin system,RAS) RAS与视网膜血管的发育和病理性血管的生成有关。血管紧张素转换酶抑制剂(angiotensin-converting enzyme inhibitors,ACEI)和血管紧张素受体阻滞剂(angiotensin receptor blockers,ARB)可阻断RAS，改善动物模型的OIR，提示抑制RAS，可能有益于预防ROP的发生。

有研究对ACE基因多态性与ROP的关系进行了Meta分析。有关ACE I/D多态性的研究共4项，纳入1 014例ROP病例组和1 215例对照组，发现总体人群中ACE I/D多态性与ROP的易感性升高显著相关，即等位基因模式，纯合子模式，隐性基因模式差异有统计学意义，ACE I/D多态性是ROP的遗传学标志物，对预测ROP的发生具有价值。ACE ID多态性的D等位基因与ROP风险较低相关，可以预防ROP的发生[29,37]。

本文从早产儿SGA，生后遭遇的氧化/抗氧化失衡，生长因子水平异常，生后环境因素影响及遗传易感性5个方面对可能导致或加重ROP的危险因素进行了探讨。SGA是早产儿发生ROP的高危因素，但因各研究的实验设计、样本纳入标准及所采用的SGA定义不同，尚无法评判SGA与不同严重程度ROP发生之间的相关性。早产儿在生后将面临更多的高氧环境，氧化应激会导致组织细胞的损伤，而早产儿本身抗氧化能力低，视网膜血管发育不成熟，因此氧化/抗氧化失衡在早产儿视网膜病变发生过程中起重要作用。IGF-1和VEGF共同参与了新生血管的生成过程，早产儿因缺乏IGF-1，更容易发生视网膜血管的缺失及ROP的形成。早产儿生后体重增长不良是ROP发生的一项有效地预测指标。在遗传易感性方面，许多信号分子及通路，包括Wnt信号通路、VEGF及其受体、eNOS、BDNF、RAS的基因多态性一定程度上会影响ROP的发生，但对ROP发生的预测价值有限。

ROP是一种视网膜血管增殖性疾病，可能受到围产期及生后多种因素的影响。目前，除出生体重、出生胎龄及吸氧等危险因素被广泛认可外，很多因素对ROP发生及进展的影响存在争议。因此，一方面需要进行更大样本、更多地区、不同种族间的联合研究以明确各因素在ROP发病过程中的作用；另一方面，还要在临床工作中加强产前筛查、产前咨询，减少早产儿的出生，并做好ROP筛查工作，进行有效干预，改善ROP患儿的预后。