促红细胞生成素防治早产儿脑损伤的研究进展

杨凤珠 综述，华子瑜 审校

(重庆医科大学附属儿童医院，重庆 400014)

随着围生医学和新生儿重症医学的发展，早产儿存活率越来越高，存活胎龄越来越低，而早产儿脑损伤(brain injury in premature infants，BIPI)的发生率却越来越高。有统计，胎龄≤33周或极低出生体质量的早产儿，10%～14%会发生脑性瘫痪，40%～50%会出现认知缺陷，行为、心理障碍，癫痫和视听障碍[1]，其严重的神经系统后遗症已经成为新的临床、公共卫生和社会问题。近年来，促红细胞生成素(erythropoietin，EPO)的神经保护作用成为一大研究热点，在动物实验和临床研究中显示了良好的应用前景。本研究对早期预防性应用EPO治疗BIPI的研究现状进行综述。

1 早产儿脑损伤

1.1 BIPI分类

BIPI分为出血性和非出血性两类。出血性损伤多为生发基质-脑室内出血、脑室周围出血-梗死、蛛网膜下腔出血、小脑出血及其他部位出血；非出血性损伤主要为脑白质损伤(white matter damage，WMD)、缺血性病变，分局灶型与弥漫性，最终会导致脑白质容量减少和髓鞘化受损，其中脑白质损伤与脑室周围-脑室出血较常见[2]。

1.2 BIPI危险因素

BIPI发病机制尚未明确，低胎龄是BIPI的主要危险因素。早产儿本身脑发育不成熟，室管膜下生发基质毛细血管丰富，缺乏结缔组织支撑，易出现出血性损伤；脑血管调节功能不完善，血管痉挛造成缺血性损伤；少突胶质细胞前体易损性、小胶质细胞活化，导致髓鞘化延迟。在此基础上，感染、窒息缺氧、机械通气等外源性因素可引起炎症反应、氧化应激及脑血流动力学异常从而导致BIPI[3]。低血清EPO水平也是BIPI的独立危险因素，血清EPO水平越高，脑损伤发病率越低[2]。

2 EPO的神经保护作用

EPO最初广泛应用于早产儿贫血的治疗，可减少输血次数及输血总量[4]。EPO通过与红细胞膜上特异性促红细胞生成素受体(erythropoietin receptor，EPOR)结合，促进血液循环中红细胞增殖、分化和成熟，促进红细胞祖细胞成熟，抑制红细胞凋亡[5]。目前研究显示，除了骨髓造血干细胞外，在肺、肾脏和肝脏等人体许多器官组织都可以检测到EPO与EPOR，尤其在中枢神经系统，EPO与EPOR也有表达，主要包括大脑海马、皮层、内囊、中脑[6]。缺氧、缺血等因素可刺激神经细胞产生EPO，进而激活内源性EPOR系统[7]。

EPO的神经保护作用机制包括受体介导的细胞特异性和非细胞特异性的影响，细胞特异性影响在恢复过程的早期和晚期皆有发生，非细胞特异性影响可以调控机体对损伤的应答[8]，主要包括以下几方面[6，9-10]：(1)抑制凋亡，通过多重信号通路减少神经细胞凋亡；(2)血管生成作用，刺激血管内皮生长因子的分泌和血管生成，尤其是缺血区域血管增生；(3)神经保护和神经营养，抑制小胶质细胞的活化，促进少突胶质细胞前体成熟，促进髓鞘形成；(4)抑制兴奋性氨基酸毒性，对抗神经性氨基酸中毒，对海马及大脑皮质神经细胞作用明显；(5)抗氧化，减少氧自由基产生抑制氧化应激，降低脂质过氧化反应；(6)抗炎，抑制神经炎症，降低血脑屏障对免疫细胞的通透性，减少白细胞介素(IL)-1、IL-6、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等炎性因子生成。

3 EPO的应用

3.1 EPO的时间窗

从宫内环境过渡到宫外这个阶段，早产儿极易发生脑损伤，约50%的颅内出血(intracerebral hemorrhage，ICH)发生在早产儿生后第1天，90%的ICH发生在生后4 d内，大部分的脑白质损伤在早期影像学检查中不能发现异常，但认为其损伤也发生在早产儿生后早期[11]，BIPI一旦发生无特效治疗。因此，早期进行安全有效的神经保护，降低BIPI风险及改善远期神经发育十分必要。目前国内外研究大多在早产儿生后8 d内应用EPO[8]，最早在早产儿生后3 h即进行预防[12]。

3.2 EPO的剂量

200～500 IU/kg为防治早产儿贫血的治疗剂量，即小剂量，安全性较高，目前绝大部分临床试验应用此剂量。随着研究的深入，发现EPO的神经保护作用具有剂量依赖性，当血药浓度达到500 IU/kg及以上时，EPO能更明显地改善神经发育结果[13]。但具体如何应用大剂量，仍存在争议。Juul S E等[14]基于对EPO药代动力学研究认为，1 000 IU/kg可以达到神经保护效果，且安全性较高，故选择1 000 IU/kg作为试验剂量。而Natalucci G等[12]认为2 000～5 000 IU/kg才能使EPO通过血脑屏障达到有效浓度，故选择3 000 IU/kg作为试验剂量。

4 EPO疗效评价

Ohlsson A等[8]发表在Cochrane的系统评价认为，预防性给予EPO可以降低早产儿ICH、脑室周围白质软化以及坏死性肠炎的发生率。在18～24月龄时进行神经发育评估，EPO组智商发育指数(mental developmental index，MDI)<70的发生率与对照组相比明显降低，而心理运动发育指数(psychomotor development index，PDI)<70的发生率比较差异无统计学意义。EPO组MDI得分虽明显高于对照组，但异质性较高(I2=97%)，可能与纳入两项大样本临床研究中的神经发育结果存在矛盾有关。已发表的3篇Meta分析均指出早期给予EPO对早产儿具有神经保护作用，且无明显副作用[7，15-16]。然而Zhang J等[15]和Wang H等[16]的研究均纳入了重复研究对象，Fischer H S等[7]仅纳入了4个随机对照试验，存在较高的偏倚。上述分析纳入的临床试验样本量差异大，EPO剂量、给药途径、使用时间及疗程没有统一标准，对早产儿神经发育结果的评价方法各不相同，皆存在较大的偏倚，因此不能证实EPO的神经保护作用。

将已发表临床研究结果的试验根据其EPO剂量分为小剂量组及大剂量组分别评价其疗效。

4.1 小剂量组

Ohls R K等[17]将出生体质量500～1 250 g的早产儿随机分为EPO组(400 IU/kg，3次/周)、Darbe组(10 μg/kg，1次/周)、对照组，皮下注射至纠正胎龄35周，3组皆给予铁剂、叶酸和维生素E，随访至18～24月龄通过Bayley-Ⅲ量表进行评估，发现EPO组早产儿认知发育更佳。随访至3.5～4.0岁龄，使用WPPSI-Ⅲ量表进行评估[18]，发现EPO组早产儿执行能力(executive functions，EFs)和操作方面优于对照组，但与同龄正常足月儿相比仍存在差异，提示EPO神经保护作用有限；将部分早产儿进行神经影像学评估[19]，发现EPO治疗有性别差异，仅对女孩的脑白质发育有影响，且早产儿部分各向异性参数(fractional anisotropy，FA)与总智商之间不存在显著相关性，说明EPO的神经保护作用不仅通过改善脑白质结构来实现，还有其他因素参与。Song J等[20]采用多次小剂量EPO(500 IU/kg，生后72 h内静脉注射，每2 d一次，连用2周)对早产儿进行干预，在纠正胎龄18个月时，利用Bayley-Ⅲ量表进行发育评估，EPO明显降低了早产儿死亡、中-重度神经功能障碍、MDI<70以及听力障碍的发生率。Yang S S等[21]用相同治疗方案进行研究，通过弥散张量成像(diffusion tensor imaging，DTI)测定分析得出EPO对早产儿脑白质发育有保护性作用，而对灰质发育影响不大。综上所述，EPO在一定程度上确有改善神经发育的作用。

Peltoniemi O M等[22]对早产儿(胎龄<30周，出生体质量700～1 500 g)静脉注射EPO(250 IU/kg，生后6 d内每天1次)，随访至2岁时通过Griffiths量表发现EPO组与对照组得分比较差异无统计学意义，显示早期EPO对早产儿的存活率以及神经功能障碍并无影响。与上述试验相比，可能与EPO剂量不足以及疗程较短有关。

4.2 大剂量组

瑞士一项预防性大剂量重组人促红细胞生成素(rhEPO)对早产儿神经发育影响的研究，治疗组分别于生后3 h内、12～18 h内以及36～42 h内静脉注射每次给予rhEPO 3 000 IU/kg。在2岁龄时，Bayley-Ⅲ量表评估发现治疗组与对照组MDI、PDI评分比较差异无统计学意义，脑瘫、视听功能障碍发生率比较差异无统计学意义[12]。但部分早产儿足月时利用MRI半定量分析发现，rhEPO减少了早产儿脑白质损伤和脑灰质损伤，2岁龄时通过DTI及基于纤维束示踪的空间统计学分析得出，发现早期大剂量使用rhEPO可促进早产儿脑白质发育，降低BIPI风险[23-24]。提示此剂量可能对早产儿脑结构有积极改善作用，但对脑功能发育影响很小，也可能是评估更复杂的认知功能需要在更大的年龄才可能实现，如EFs。于是Wehrle F M等[25]对这一项试验进行临床随访，计划在研究对象7～12岁时采用综合测试评估其执行能力与处理速度，以证实大剂量rhEPO对BIPI治疗效果。

5 EPO安全性评价

EPO是一种内源性、多系统作用的保护因子，被广泛应用于人群多种疾病的治疗。成人长期应用EPO的副作用包括红细胞增多症、血栓、癫痫、高血压、卒中、心肌梗塞、充血性心力衰竭以及肿瘤进展等[26]。目前存在的较大问题是，大量外源性EPO是否干扰内源性EPO的表达而扰乱正常的发育模式。一项回顾性研究认为EPO的应用是婴幼儿血管瘤的独立危险因素[27]。而在一项大剂量(3 000 IU/kg)临床随机对照试验中，EPO并没有明显增加婴幼儿血管瘤的风险，但试验中发现，早产儿红细胞、网织红细胞及白细胞数量有明显增加，血小板计数明显降低，虽然都在正常范围，但不得不警惕，如果剂量或疗程增加，会使早产儿造血系统功能紊乱，可能会有血栓、出血等风险[28]。早期认为EPO与早产儿视网膜病变(retinopathy of prematurity，ROP)发病机制相关[29]。在2篇关于EPO与早产儿视网膜病变的Meta分析中，Xu X J等[30]的研究发现早期应用EPO不会增加ROP的风险，Chou H H等[31]则发现早期、晚期均不会增加早产儿ROP的发生率或严重程度。Ohlsson A等[8]也认为EPO对严重ROP(ROP≥3期，需要干预治疗)的发生率并无明显影响。最近1项关于血清EPO水平与ROP关系的前瞻性研究认为，严重ROP的危险因素不是血清EPO水平升高，而是生后第1周内发生的贫血，因此减少早产儿早期贫血可以降低ROP的进展风险[32]。

6 展望

EPO衍生物因具有神经保护作用而不激活造血系统被关注，可以避免许多的不良反应。在动物实验以及成人临床试验研究中，EPO衍生物可以抑制神经细胞凋亡、促进神经细胞再生及修复，拥有高选择性、低免疫原性等特征[33]。但目前还未发表对BIPI疗效评价的临床试验。

总的来说，通过动物实验以及部分临床研究表明EPO对BIPI防治有一定临床应用价值，但具体的有效性还需要进一步的临床评价，对用药剂量及治疗时间窗还需要更多的探索。