促紅細(xì)胞生成素防治早產(chǎn)兒腦損傷的研究進(jìn)展

楊鳳珠 綜述，華子瑜 審校

(重慶醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院，重慶 400014)

隨著圍生醫(yī)學(xué)和新生兒重癥醫(yī)學(xué)的發(fā)展，早產(chǎn)兒存活率越來(lái)越高，存活胎齡越來(lái)越低，而早產(chǎn)兒腦損傷(brain injury in premature infants，BIPI)的發(fā)生率卻越來(lái)越高。有統(tǒng)計(jì)，胎齡≤33周或極低出生體質(zhì)量的早產(chǎn)兒，10%～14%會(huì)發(fā)生腦性癱瘓，40%～50%會(huì)出現(xiàn)認(rèn)知缺陷，行為、心理障礙，癲癇和視聽障礙[1]，其嚴(yán)重的神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥已經(jīng)成為新的臨床、公共衛(wèi)生和社會(huì)問(wèn)題。近年來(lái)，促紅細(xì)胞生成素(erythropoietin，EPO)的神經(jīng)保護(hù)作用成為一大研究熱點(diǎn)，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床研究中顯示了良好的應(yīng)用前景。本研究對(duì)早期預(yù)防性應(yīng)用EPO治療BIPI的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。

1 早產(chǎn)兒腦損傷

1.1 BIPI分類

BIPI分為出血性和非出血性兩類。出血性損傷多為生發(fā)基質(zhì)-腦室內(nèi)出血、腦室周圍出血-梗死、蛛網(wǎng)膜下腔出血、小腦出血及其他部位出血；非出血性損傷主要為腦白質(zhì)損傷(white matter damage，WMD)、缺血性病變，分局灶型與彌漫性，最終會(huì)導(dǎo)致腦白質(zhì)容量減少和髓鞘化受損，其中腦白質(zhì)損傷與腦室周圍-腦室出血較常見(jiàn)[2]。

1.2 BIPI危險(xiǎn)因素

BIPI發(fā)病機(jī)制尚未明確，低胎齡是BIPI的主要危險(xiǎn)因素。早產(chǎn)兒本身腦發(fā)育不成熟，室管膜下生發(fā)基質(zhì)毛細(xì)血管豐富，缺乏結(jié)締組織支撐，易出現(xiàn)出血性損傷；腦血管調(diào)節(jié)功能不完善，血管痙攣造成缺血性損傷；少突膠質(zhì)細(xì)胞前體易損性、小膠質(zhì)細(xì)胞活化，導(dǎo)致髓鞘化延遲。在此基礎(chǔ)上，感染、窒息缺氧、機(jī)械通氣等外源性因素可引起炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激及腦血流動(dòng)力學(xué)異常從而導(dǎo)致BIPI[3]。低血清EPO水平也是BIPI的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，血清EPO水平越高，腦損傷發(fā)病率越低[2]。

2 EPO的神經(jīng)保護(hù)作用

EPO最初廣泛應(yīng)用于早產(chǎn)兒貧血的治療，可減少輸血次數(shù)及輸血總量[4]。EPO通過(guò)與紅細(xì)胞膜上特異性促紅細(xì)胞生成素受體(erythropoietin receptor，EPOR)結(jié)合，促進(jìn)血液循環(huán)中紅細(xì)胞增殖、分化和成熟，促進(jìn)紅細(xì)胞祖細(xì)胞成熟，抑制紅細(xì)胞凋亡[5]。目前研究顯示，除了骨髓造血干細(xì)胞外，在肺、腎臟和肝臟等人體許多器官組織都可以檢測(cè)到EPO與EPOR，尤其在中樞神經(jīng)系統(tǒng)，EPO與EPOR也有表達(dá)，主要包括大腦海馬、皮層、內(nèi)囊、中腦[6]。缺氧、缺血等因素可刺激神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生EPO，進(jìn)而激活內(nèi)源性EPOR系統(tǒng)[7]。

EPO的神經(jīng)保護(hù)作用機(jī)制包括受體介導(dǎo)的細(xì)胞特異性和非細(xì)胞特異性的影響，細(xì)胞特異性影響在恢復(fù)過(guò)程的早期和晚期皆有發(fā)生，非細(xì)胞特異性影響可以調(diào)控機(jī)體對(duì)損傷的應(yīng)答[8]，主要包括以下幾方面[6，9-10]：(1)抑制凋亡，通過(guò)多重信號(hào)通路減少神經(jīng)細(xì)胞凋亡；(2)血管生成作用，刺激血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的分泌和血管生成，尤其是缺血區(qū)域血管增生；(3)神經(jīng)保護(hù)和神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)，抑制小膠質(zhì)細(xì)胞的活化，促進(jìn)少突膠質(zhì)細(xì)胞前體成熟，促進(jìn)髓鞘形成；(4)抑制興奮性氨基酸毒性，對(duì)抗神經(jīng)性氨基酸中毒，對(duì)海馬及大腦皮質(zhì)神經(jīng)細(xì)胞作用明顯；(5)抗氧化，減少氧自由基產(chǎn)生抑制氧化應(yīng)激，降低脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)；(6)抗炎，抑制神經(jīng)炎癥，降低血腦屏障對(duì)免疫細(xì)胞的通透性，減少白細(xì)胞介素(IL)-1、IL-6、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)等炎性因子生成。

3 EPO的應(yīng)用

3.1 EPO的時(shí)間窗

從宮內(nèi)環(huán)境過(guò)渡到宮外這個(gè)階段，早產(chǎn)兒極易發(fā)生腦損傷，約50%的顱內(nèi)出血(intracerebral hemorrhage，ICH)發(fā)生在早產(chǎn)兒生后第1天，90%的ICH發(fā)生在生后4 d內(nèi)，大部分的腦白質(zhì)損傷在早期影像學(xué)檢查中不能發(fā)現(xiàn)異常，但認(rèn)為其損傷也發(fā)生在早產(chǎn)兒生后早期[11]，BIPI一旦發(fā)生無(wú)特效治療。因此，早期進(jìn)行安全有效的神經(jīng)保護(hù)，降低BIPI風(fēng)險(xiǎn)及改善遠(yuǎn)期神經(jīng)發(fā)育十分必要。目前國(guó)內(nèi)外研究大多在早產(chǎn)兒生后8 d內(nèi)應(yīng)用EPO[8]，最早在早產(chǎn)兒生后3 h即進(jìn)行預(yù)防[12]。

3.2 EPO的劑量

200～500 IU/kg為防治早產(chǎn)兒貧血的治療劑量，即小劑量，安全性較高，目前絕大部分臨床試驗(yàn)應(yīng)用此劑量。隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)EPO的神經(jīng)保護(hù)作用具有劑量依賴性，當(dāng)血藥濃度達(dá)到500 IU/kg及以上時(shí)，EPO能更明顯地改善神經(jīng)發(fā)育結(jié)果[13]。但具體如何應(yīng)用大劑量，仍存在爭(zhēng)議。Juul S E等[14]基于對(duì)EPO藥代動(dòng)力學(xué)研究認(rèn)為，1 000 IU/kg可以達(dá)到神經(jīng)保護(hù)效果，且安全性較高，故選擇1 000 IU/kg作為試驗(yàn)劑量。而Natalucci G等[12]認(rèn)為2 000～5 000 IU/kg才能使EPO通過(guò)血腦屏障達(dá)到有效濃度，故選擇3 000 IU/kg作為試驗(yàn)劑量。

4 EPO療效評(píng)價(jià)

Ohlsson A等[8]發(fā)表在Cochrane的系統(tǒng)評(píng)價(jià)認(rèn)為，預(yù)防性給予EPO可以降低早產(chǎn)兒ICH、腦室周圍白質(zhì)軟化以及壞死性腸炎的發(fā)生率。在18～24月齡時(shí)進(jìn)行神經(jīng)發(fā)育評(píng)估，EPO組智商發(fā)育指數(shù)(mental developmental index，MDI)<70的發(fā)生率與對(duì)照組相比明顯降低，而心理運(yùn)動(dòng)發(fā)育指數(shù)(psychomotor development index，PDI)<70的發(fā)生率比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。EPO組MDI得分雖明顯高于對(duì)照組，但異質(zhì)性較高(I2=97%)，可能與納入兩項(xiàng)大樣本臨床研究中的神經(jīng)發(fā)育結(jié)果存在矛盾有關(guān)。已發(fā)表的3篇Meta分析均指出早期給予EPO對(duì)早產(chǎn)兒具有神經(jīng)保護(hù)作用，且無(wú)明顯副作用[7，15-16]。然而Zhang J等[15]和Wang H等[16]的研究均納入了重復(fù)研究對(duì)象，F(xiàn)ischer H S等[7]僅納入了4個(gè)隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)，存在較高的偏倚。上述分析納入的臨床試驗(yàn)樣本量差異大，EPO劑量、給藥途徑、使用時(shí)間及療程沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)早產(chǎn)兒神經(jīng)發(fā)育結(jié)果的評(píng)價(jià)方法各不相同，皆存在較大的偏倚，因此不能證實(shí)EPO的神經(jīng)保護(hù)作用。

將已發(fā)表臨床研究結(jié)果的試驗(yàn)根據(jù)其EPO劑量分為小劑量組及大劑量組分別評(píng)價(jià)其療效。

4.1 小劑量組

Ohls R K等[17]將出生體質(zhì)量500～1 250 g的早產(chǎn)兒隨機(jī)分為EPO組(400 IU/kg，3次/周)、Darbe組(10 μg/kg，1次/周)、對(duì)照組，皮下注射至糾正胎齡35周，3組皆給予鐵劑、葉酸和維生素E，隨訪至18～24月齡通過(guò)Bayley-Ⅲ量表進(jìn)行評(píng)估，發(fā)現(xiàn)EPO組早產(chǎn)兒認(rèn)知發(fā)育更佳。隨訪至3.5～4.0歲齡，使用WPPSI-Ⅲ量表進(jìn)行評(píng)估[18]，發(fā)現(xiàn)EPO組早產(chǎn)兒執(zhí)行能力(executive functions，EFs)和操作方面優(yōu)于對(duì)照組，但與同齡正常足月兒相比仍存在差異，提示EPO神經(jīng)保護(hù)作用有限；將部分早產(chǎn)兒進(jìn)行神經(jīng)影像學(xué)評(píng)估[19]，發(fā)現(xiàn)EPO治療有性別差異，僅對(duì)女孩的腦白質(zhì)發(fā)育有影響，且早產(chǎn)兒部分各向異性參數(shù)(fractional anisotropy，F(xiàn)A)與總智商之間不存在顯著相關(guān)性，說(shuō)明EPO的神經(jīng)保護(hù)作用不僅通過(guò)改善腦白質(zhì)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，還有其他因素參與。Song J等[20]采用多次小劑量EPO(500 IU/kg，生后72 h內(nèi)靜脈注射，每2 d一次，連用2周)對(duì)早產(chǎn)兒進(jìn)行干預(yù)，在糾正胎齡18個(gè)月時(shí)，利用Bayley-Ⅲ量表進(jìn)行發(fā)育評(píng)估，EPO明顯降低了早產(chǎn)兒死亡、中-重度神經(jīng)功能障礙、MDI<70以及聽力障礙的發(fā)生率。Yang S S等[21]用相同治療方案進(jìn)行研究，通過(guò)彌散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)測(cè)定分析得出EPO對(duì)早產(chǎn)兒腦白質(zhì)發(fā)育有保護(hù)性作用，而對(duì)灰質(zhì)發(fā)育影響不大。綜上所述，EPO在一定程度上確有改善神經(jīng)發(fā)育的作用。

Peltoniemi O M等[22]對(duì)早產(chǎn)兒(胎齡<30周，出生體質(zhì)量700～1 500 g)靜脈注射EPO(250 IU/kg，生后6 d內(nèi)每天1次)，隨訪至2歲時(shí)通過(guò)Griffiths量表發(fā)現(xiàn)EPO組與對(duì)照組得分比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，顯示早期EPO對(duì)早產(chǎn)兒的存活率以及神經(jīng)功能障礙并無(wú)影響。與上述試驗(yàn)相比，可能與EPO劑量不足以及療程較短有關(guān)。

4.2 大劑量組

瑞士一項(xiàng)預(yù)防性大劑量重組人促紅細(xì)胞生成素(rhEPO)對(duì)早產(chǎn)兒神經(jīng)發(fā)育影響的研究，治療組分別于生后3 h內(nèi)、12～18 h內(nèi)以及36～42 h內(nèi)靜脈注射每次給予rhEPO 3 000 IU/kg。在2歲齡時(shí)，Bayley-Ⅲ量表評(píng)估發(fā)現(xiàn)治療組與對(duì)照組MDI、PDI評(píng)分比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，腦癱、視聽功能障礙發(fā)生率比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[12]。但部分早產(chǎn)兒足月時(shí)利用MRI半定量分析發(fā)現(xiàn)，rhEPO減少了早產(chǎn)兒腦白質(zhì)損傷和腦灰質(zhì)損傷，2歲齡時(shí)通過(guò)DTI及基于纖維束示蹤的空間統(tǒng)計(jì)學(xué)分析得出，發(fā)現(xiàn)早期大劑量使用rhEPO可促進(jìn)早產(chǎn)兒腦白質(zhì)發(fā)育，降低BIPI風(fēng)險(xiǎn)[23-24]。提示此劑量可能對(duì)早產(chǎn)兒腦結(jié)構(gòu)有積極改善作用，但對(duì)腦功能發(fā)育影響很小，也可能是評(píng)估更復(fù)雜的認(rèn)知功能需要在更大的年齡才可能實(shí)現(xiàn)，如EFs。于是Wehrle F M等[25]對(duì)這一項(xiàng)試驗(yàn)進(jìn)行臨床隨訪，計(jì)劃在研究對(duì)象7～12歲時(shí)采用綜合測(cè)試評(píng)估其執(zhí)行能力與處理速度，以證實(shí)大劑量rhEPO對(duì)BIPI治療效果。

5 EPO安全性評(píng)價(jià)

EPO是一種內(nèi)源性、多系統(tǒng)作用的保護(hù)因子，被廣泛應(yīng)用于人群多種疾病的治療。成人長(zhǎng)期應(yīng)用EPO的副作用包括紅細(xì)胞增多癥、血栓、癲癇、高血壓、卒中、心肌梗塞、充血性心力衰竭以及腫瘤進(jìn)展等[26]。目前存在的較大問(wèn)題是，大量外源性EPO是否干擾內(nèi)源性EPO的表達(dá)而擾亂正常的發(fā)育模式。一項(xiàng)回顧性研究認(rèn)為EPO的應(yīng)用是嬰幼兒血管瘤的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[27]。而在一項(xiàng)大劑量(3 000 IU/kg)臨床隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)中，EPO并沒(méi)有明顯增加?jì)胗變貉芰龅娘L(fēng)險(xiǎn)，但試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，早產(chǎn)兒紅細(xì)胞、網(wǎng)織紅細(xì)胞及白細(xì)胞數(shù)量有明顯增加，血小板計(jì)數(shù)明顯降低，雖然都在正常范圍，但不得不警惕，如果劑量或療程增加，會(huì)使早產(chǎn)兒造血系統(tǒng)功能紊亂，可能會(huì)有血栓、出血等風(fēng)險(xiǎn)[28]。早期認(rèn)為EPO與早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜病變(retinopathy of prematurity，ROP)發(fā)病機(jī)制相關(guān)[29]。在2篇關(guān)于EPO與早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜病變的Meta分析中，Xu X J等[30]的研究發(fā)現(xiàn)早期應(yīng)用EPO不會(huì)增加ROP的風(fēng)險(xiǎn)，Chou H H等[31]則發(fā)現(xiàn)早期、晚期均不會(huì)增加早產(chǎn)兒ROP的發(fā)生率或嚴(yán)重程度。Ohlsson A等[8]也認(rèn)為EPO對(duì)嚴(yán)重ROP(ROP≥3期，需要干預(yù)治療)的發(fā)生率并無(wú)明顯影響。最近1項(xiàng)關(guān)于血清EPO水平與ROP關(guān)系的前瞻性研究認(rèn)為，嚴(yán)重ROP的危險(xiǎn)因素不是血清EPO水平升高，而是生后第1周內(nèi)發(fā)生的貧血，因此減少早產(chǎn)兒早期貧血可以降低ROP的進(jìn)展風(fēng)險(xiǎn)[32]。

6 展望

EPO衍生物因具有神經(jīng)保護(hù)作用而不激活造血系統(tǒng)被關(guān)注，可以避免許多的不良反應(yīng)。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)以及成人臨床試驗(yàn)研究中，EPO衍生物可以抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡、促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞再生及修復(fù)，擁有高選擇性、低免疫原性等特征[33]。但目前還未發(fā)表對(duì)BIPI療效評(píng)價(jià)的臨床試驗(yàn)。

總的來(lái)說(shuō)，通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)以及部分臨床研究表明EPO對(duì)BIPI防治有一定臨床應(yīng)用價(jià)值，但具體的有效性還需要進(jìn)一步的臨床評(píng)價(jià)，對(duì)用藥劑量及治療時(shí)間窗還需要更多的探索。