早產兒視網膜病變與早產小于胎齡兒關系的研究進展

路 亮(綜述)，郭文香*，陳 璐(審校)

(1.河北醫科大學第二醫院兒科，河北 石家莊 050000；2.河北省兒童醫院眼科，河北 石家莊 050031)

早產兒視網膜病變(retinopathy of prematurity,ROP)是早產兒視網膜發育過程中出現異常的血管增殖性病變。ROP的發病機制包括多種因素，其中低出生體重和低出生胎齡是危險因素之一[1]。此外，一些因素可能影響ROP的發生及嚴重程度，如生后用氧、生后體重增長情況、小于胎齡兒(small for gestational age,SGA)、感染、高血糖、機械通氣時間、輸血、支氣管肺發育不良等[2-3]。本文從SGA生后神經內分泌的改變、生后環境因素影響、遺傳易感性等方面來闡述和ROP之間的關系。

1 SGA與ROP的相關性

SGA是指根據人群生長曲線圖，出生體重低于同性別同胎齡平均出生體重第10百分位數，或低于同性別同胎齡平均出生體重2個標準差的新生兒[4]。SGA的發生與父母身材矮小，胎兒期母體、胎盤以及胎兒本身因素有關。與適于胎齡兒(appropriate for gestational age,AGA)的早產兒相比，SGA早產兒的ROP發病率更高，病情更重，進展更快。

Zaw等[5]進行了胎齡小于34周的SGA與AGA比較，發現無論采用新生兒標準還是采用胎兒生長標準，SGA都與ROP發病率呈正相關。另一項基于人群的研究，納入了臺灣地區21個新生兒重癥監護室的5 718例胎齡<36周的早產兒，其中32.9%為SGA早產兒。通過多因素Logistic回歸分析發現，SGA與ROP(所有程度)相關，即不同胎齡或采用不同的生長曲線標準時，SGA發生ROP的風險都是增加的[6]。

Jensen等[7]分析了美國717家醫院6 708例胎齡<32周的早產兒，其中SGA 743例(11.1%)。根據胎齡分為3個層次：230/7～256/7周,260/7～286/7周和290/7～316/7周，評估重度ROP(3～5期)發生風險和SGA之間的關系。結果發現，SGA和重度ROP顯著相關(P<0.001)，在胎齡230/7～256/7周的早產兒中，SGA與重度ROP相關性最大。對于大多數胎齡組，SGA增加了重度早產兒視網膜病變(severe retinopathy of prematurity,sROP)的風險，但不同胎齡風險不同。隨著胎齡的增加，sROP的風險增高，到胎齡29周SGA，風險開始下降[8]。Tsai等[9]分析了1 680例極低出生體重兒，其中SGA 560例，根據不同胎齡分層，對SGA組和AGA組進行比較，發現SGA組與重度ROP的相關性僅在胎齡27～29周的極低出生體重兒中差異有統計學意義。通過對SGA組和AGA組的新生兒不良結局進行比較，發現SGA組發生各期ROP和重度ROP的風險更高。但是，SGA早產兒發生ROP的風險在不同胎齡組間是不一致的。

SGA是早產兒發生ROP的高危因素，關于SGA與不同嚴重程度ROP的相關性，不同研究結果存在差異。由于實驗設計、樣本納入標準及采用的SGA定義有所不同，且很多研究為單中心的研究，導致存在不一致的結論。目前，關于小于胎齡兒更易發生ROP的機制尚未明確，需要更多的研究來進一步探究。

2 氧化/抗氧化失衡

新生兒比成人和兒童更容易受到氧化應激(oxidative stress,OS)的影響，活性氧(reactive oxygen species,ROS)損傷在許多新生兒疾病中發生。在生理濃度下，ROS幾乎是所有細胞功能的重要介質，當ROS產生超過抗氧化能力時，或者當抗氧化系統有缺陷時，氧化應激就會發生，導致組織和細胞損傷[10]。

Sandal等[11]對184例新生兒臍帶血進行了總氧化狀態(total oxidant status,TOS)、總抗氧化能力(total antioxidant capacity,TAC)和氧化應激指數(oxidative stress indexes,OSI)進行研究，在早產兒組中，SGA亞組的TOS、OSI水平高于AGA亞組，TAC水平低于AGA亞組，差異無統計學意義。SGA組與AGA組相比，氧化應激增強，而抗氧化能力降低。在妊娠的最后1個多月，為從宮內的相對低氧環境過渡到宮外富氧環境做準備，胎兒上調機體抗氧化功能，而早產會中斷抗氧化系統的正常發育上調，早產兒應對氧化刺激時增強抗氧化的能力受到損害。此外，早產兒出生后面臨更多高氧環境，如產房內的復蘇、吸氧等，遭遇更多的氧化應激，且抗氧化能力低于足月兒，早產兒視網膜組織的血管系統發育不成熟，自由基在早產兒視網膜病變的發生中起重要作用。

3 生長因子水平異常

胰島素樣生長因子1(insulin-like growth factor-1,IGF-1)水平在妊娠晚期顯著升高，較小胎齡出生的早產兒，母體來源的IGF-1缺乏，其血清IGF-1水平低于宮內生長的同胎齡兒。一項對74例胎齡23～33周，出生體重<1 251 g的早產兒進行的前瞻性研究，生后每周測定血清IGF-1值，持續矯正至胎齡42周，結果發現，在矯正胎齡28～33周間，無ROP組(n=46)IGF-1平均濃度為20.0 μg/L，1、2期ROP組(n=23)IGF-1平均濃度為18.0 μg/L，3期ROP組(n=5，2例激光治療)IGF-1平均濃度為17.0 μg/L，差異有統計學意義，表明出生后血清IGF-1水平與ROP有關[12]。

另一項研究對胎齡27～31周的早產兒進行研究，分別在出生時、出生后2周、4周、6周和8周時測定血清IGF-1水平，發現SGA組早產兒出生時、生后2周、4周和8周的IGF-1水平均明顯低于AGA組(P<0.05)[13]。在ROP的發生過程中，IGF-1和血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)參與了新生血管的生成過程。VEGF是血管內皮細胞增殖和信號通路所必需的，而IGF-1是激活VEGF所必需的，IGF-1允許VEGF最大限度地誘導新生血管的生長。如果IGF-1水平不足，即使存在VEGF，血管生長仍會受到抑制。早產兒因缺乏IGF-1，容易導致視網膜血管的缺失以及ROP的形成。

4 生后環境因素的影響

早產兒出生后，需要較長的住院時間和更多的護理、治療，包括吸氧、輸血及機械通氣等。出生后早期體重增長速度與ROP的嚴重程度相關，體重增長不佳預示著蛋白質或卡路里營養不良，影響視網膜血管的發育。Bas等[14]對69個新生兒重癥監護室中出生體重≤1 500 g或胎齡≤32周，以及臨床病情不穩定的出生體重>1 500 g或胎齡>32周的6 115例新生兒進行了前瞻性隊列研究。單因素分析結果顯示，生后28 d時，無ROP組嬰兒體重增長(382±180)g，重度ROP組體重增長(229±135)g，差異有統計學意義(P<0.001)，且生后4周的體重增長是出生體重≤1 500 g新生兒發生重度ROP的獨立危險因素。另一項研究回顧性分析了499例出生胎齡≤30周、出生體重≤1 500 g、生后1月齡時體重凈增長≤650 g的早產兒,發現ROP組平均凈增重為293.1 g，顯著低于無ROP組的平均凈增重449.4 g[15]。因此，生后1個月時的體重增長情況是發生ROP的獨立危險因素，臨床上可以根據體重增長的指標，最大程度地預測ROP的發生，為臨床甄別ROP的高危兒提供了一項簡便的參數。

5 遺傳易感性

目前，在早產兒的臨床管理中，采取了各種預防ROP發生的措施，如嚴格控制早產兒氧合，維持血氧飽和度在90%～94%之間，降低視網膜組織的高氧風險，補充抗氧化劑，減輕氧化損傷，確保足夠的營養，提倡母乳喂養，提高IGF-1水平等，以保證視網膜內皮正常發育所需的關鍵條件[16-17]。

盡管采取了一系列干預措施，部分低出生體重兒的ROP仍會進展到重度階段；而另外一些具有相似疾病嚴重程度的患兒，在采取了相似的干預措施后，卻經歷了ROP病變退行性變的過程。提示，在ROP的發生發展過程中，除去目前已知的影響因素外，尚存在一些影響ROP進展或退行的因素，這些因素受疾病過程中所采取干預措施的影響較小，從而導致初期嚴重程度相似的疾病，預后卻存在很大差異。很多研究人員已經發現，不同種族、不同地區的人群，ROP的發病率、嚴重程度不同，提示遺傳因素可能發揮著一定的作用。Wolforth等[18]的研究發現，亞洲和阿拉斯加原住民的早產兒，ROP發病率比高加索人群高得多，而黑人早產兒發生ROP的風險比白人低。即使在相同出生體重和胎齡的早產兒中，ROP的發病率和嚴重程度也存在很大差異。Ying等[1]進行了一項回顧性研究，納入北美29家醫院的早產兒，多因素Logistic回歸分析顯示，種族差異是發生各階段ROP的顯著危險因素(OR=1.6，白人vs.黑人)，而且與重度ROP的發生顯著相關(OR=1.6，白人vs.黑人)。Ortega-Molina等[19]進行了一項ROP遺傳易感性的回顧性研究，共分析了257例胎齡≤32周早產兒(包括38例同卵雙胞胎、66例異卵雙胞胎和153例單胎嬰兒)，在排除了潛在混雜因素后，ROP的遺傳力約為72.8%，即ROP的表型變異中，有72.8%是由遺傳因素決定的，這表明遺傳因素在ROP的發生、發展過程中發揮著重要作用。

許多信號分子及其相關的通路，在ROP的發病中可能發揮作用，如Wnt信號通路、VEGF、內皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase,eNOS)和腦源性神經營養因子(brain derived neurotrophic factor,BDNF)等。

5.1Wnt信號通路 Wnt信號通路是一條普遍存在的調節細胞和組織分化的路徑，對正常視網膜血管的生成和視網膜發育起著非常重要的作用，尤其對早產兒，可以調節視網膜新生血管的形成[20]。

Norrin/FZD4是一條特殊的Wnt通路，在視網膜血管生成過程中發揮作用。通過Norrin：FZD4結合，激活Wnt通路，這一路徑是視網膜發育所特有的，如果發生改變，會導致Wnt相關性玻璃體視網膜病變，并可能是ROP發生的危險因素[21]。

橫觀各向同性材料：材料在橫向截面內任意方向上具有各向同性屬性，與其軸向方向上具有的力學特性不同。植物秸稈可抽象為具有皮、芯、節結構的桿，且各組成部分均為橫觀各向同性材料。由于草本類原料一般經過鍘切處理后形成細小的短桿結構，在擠壓成型過程中具有一定的方向性，故草本飼料原料可以近似視為一種橫觀各向同性材料。

Ells等[22]在71例重度ROP患者中發現了3個FZD4突變(Arg466Trp、Ala370Gly和Lys203Asn)，在33例輕度或無ROP患者中未發現FZD4突變，表明FZD4突變在ROP的發生或發展過程中起一定作用，在10%的重癥ROP患兒中，發現了p.[P33S(；)P168S]變異或其中任何一種變異，而在輕度或無ROP的患兒中，只有3%的患兒發現了p.[P33S(；)P168S]變異。Zhang等[23]對29例ROP患兒進行了遺傳易感性評估，發現1例患兒TSPAN12基因第5外顯子發生了C.954G>A核苷酸突變，該突變(c.954G>A，p.E116K)處于關鍵位置，位于高度保守區域，且該患兒雙眼均發生了3期以上的ROP病變，說明該雜合子的突變對ROP的發生有一定的影響。

Lasabova等[24]檢測了18例ROP患兒FZD4基因的全長編碼序列，發現次要等位基因rs61749246：C>A(NM_012193.3：c.*2GT)在病例組和對照組分布上的差異有統計學意義。通過Cochrane-Armitage趨勢檢驗發現，rs61749246位點與ROP組及重癥組均顯著相關。一項病例對照研究對FZD4基因進行了檢測，發現p.(Pro33Ser)和p.(Pro168Ser)均與ROP顯著相關，出現這兩種變異之一的患兒，臨床表現為典型的ROP[25]。FZD4變異中最常見的是p.[P33S(;)P168S]序列變異，變異頻率最高(7.5%)。對發生P33S或P168S變異的受試者單獨測序時發現，ROP患兒的FZD4變異頻率為10.7%。1092例隨機受試者中有20例(1.8%)存在(P33S；P168S)變異[26]。

綜上所述，Wnt信號通路中基因的變異應該引起重視。高危早產兒應該接受更仔細的ROP篩查，篩查是否存在Wnt信號通路中的基因變異是必要的，以避免嚴重的不良后果。

5.2VEGF及受體 VEGF是調節血管功能的主要因子，VEGF-A是血管生成的主要刺激因子，通過激活血管內皮生長因子受體(vascular endothelial growth factor receptor,VEGFR-2)和VEGFR-1來控制內皮細胞(endothelial cells，ECs)的增殖、存活、遷移和抑制凋亡。缺氧可使視網膜細胞中VEGF基因的表達增加3～30倍，由于缺氧，VEGF-A產生增加，刺激視網膜中病理性新生血管產生，并導致牽拉性視網膜脫離等并發癥。由于VEGF基因可以編碼強效的血管形成誘導劑，而ROP是一種異常血管形成性疾病，因此，在基因相關性研究中，VEGF可作為ROP的自然候選基因[27-30]。目前治療ROP的藥物，有一些是抗VEGF藥物，包括哌加他尼鈉、雷珠單抗、貝伐單抗和阿柏西普[31-32]。通過分析接受雷珠單抗玻璃體內注射的Ⅱ區3+期ROP患兒，發現17.44%出現復發，82.56%經過玻璃體內注射雷珠單抗后治療成功。在研究結束時，所有眼部血管化均進入Ⅲ區，其中72.09%達到完全血管化[31]。目前，在世界范圍內，VEGF抑制劑作為治療ROP的一線或二線藥物，在特定的階段給予適當的劑量，將有助于中和玻璃體和視網膜中的VEGF水平，同時允許生理性的視網膜血管化進入外周視網膜，挽救被激光療法破壞的視網膜組織。

Gohari等[33]分析了VEGF-A基因在-634G>C、-460T>C、+405G>C和+ 936C>T位點的多態性與ROP的相關性。在等位基因模式下，VEGF-A-460T>C位點的基因多態性與ROP風險增加相關，而VEGF-A-634G>C,+405G>C和+936C>T位點的基因多態性與ROP風險無相關性。亞組分析顯示，VEGF-A-634G>C、-460T>C、+405G>C和+936C>T位點的基因多態性與ROP風險的相關性與種族相關，僅在高加索人群中發現VEGF-A +405G>C位點的基因多態性與ROP風險有相關性。

5.3eNOS 一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS)是控制一氧化氮產生的酶家族，這組酶包括3種亞型，分別是神經型NOS(NOS1)、誘導型NOS(NOS2)和eNOS(NOS3)[34]。一氧化氮對視網膜和脈絡膜血流起調節作用，eNOS是合成一氧化氮的構成酶之一，在eNOS缺乏的小鼠氧誘導視網膜病變(oxygen-induced retinopathy,OIR)模型中，血管的新生和閉塞均減少。

Yu等[35]探討了NOS3基因T-786C和G894T多態性與ROP易感性的關系，以及NOS3基因單核苷酸多態性(single-nucleotide polymorphisms，SNPs)與氧療時間的相互作用。結果顯示，ROP對照組T-786C基因型頻率(30.22%)顯著高于ROP病例組(22.46%)，T-786C等位基因與ROP易感性顯著相關，T-786C等位基因對ROP有保護作用，同時，NOS3基因多態性與氧療時間存在相互作用。如果不分析氧療的影響，T-786CC基因型和G894GT基因型與ROP風險無關；當分析氧療的作用時，結果發生了變化，當氧療時間<17 d時，T-786CC基因型和G894GT基因型均與ROP風險降低相關，是ROP的保護因素。當氧療時間>17 d時，這種保護性消失，提示氧療會改變NOS3基因多態性在ROP發病中的作用，ROP是一種受基因和環境因素共同影響的復雜疾病。

5.4BDNF BDNF是大腦和視網膜中的一種神經營養因子，可促進視網膜神經元的發育。雖然BDNF在視網膜血管生成中的確切作用尚不清楚，但已證實在重癥ROP患兒中BDNF水平降低。一項大規模的候選基因研究，在研究了145個候選基因中的1 614個標簽 SNPs后，發現BDNF內含子區域的2個SNP(rs 7934165和rs 2049046，P<3.1×10-5)與發現隊列中的重癥ROP具有相關性，在合并數據的分析中，rs7934165與重癥ROP的相關性顯著增加，在重癥ROP組中，血清BDNF水平降低[36]。

因此，BDNF基因變異的功能效應在ROP發生發展過程中的作用尚不明確，需要進一步的研究來明確BDNF在ROP發生發展中的確切作用。

5.5腎素-血管緊張素系統(renin-angiotensin system,RAS) RAS與視網膜血管的發育和病理性血管的生成有關。血管緊張素轉換酶抑制劑(angiotensin-converting enzyme inhibitors,ACEI)和血管緊張素受體阻滯劑(angiotensin receptor blockers,ARB)可阻斷RAS，改善動物模型的OIR，提示抑制RAS，可能有益于預防ROP的發生。

有研究對ACE基因多態性與ROP的關系進行了Meta分析。有關ACE I/D多態性的研究共4項，納入1 014例ROP病例組和1 215例對照組，發現總體人群中ACE I/D多態性與ROP的易感性升高顯著相關，即等位基因模式，純合子模式，隱性基因模式差異有統計學意義，ACE I/D多態性是ROP的遺傳學標志物，對預測ROP的發生具有價值。ACE ID多態性的D等位基因與ROP風險較低相關，可以預防ROP的發生[29,37]。

本文從早產兒SGA，生后遭遇的氧化/抗氧化失衡，生長因子水平異常，生后環境因素影響及遺傳易感性5個方面對可能導致或加重ROP的危險因素進行了探討。SGA是早產兒發生ROP的高危因素，但因各研究的實驗設計、樣本納入標準及所采用的SGA定義不同，尚無法評判SGA與不同嚴重程度ROP發生之間的相關性。早產兒在生后將面臨更多的高氧環境，氧化應激會導致組織細胞的損傷，而早產兒本身抗氧化能力低，視網膜血管發育不成熟，因此氧化/抗氧化失衡在早產兒視網膜病變發生過程中起重要作用。IGF-1和VEGF共同參與了新生血管的生成過程，早產兒因缺乏IGF-1，更容易發生視網膜血管的缺失及ROP的形成。早產兒生后體重增長不良是ROP發生的一項有效地預測指標。在遺傳易感性方面，許多信號分子及通路，包括Wnt信號通路、VEGF及其受體、eNOS、BDNF、RAS的基因多態性一定程度上會影響ROP的發生，但對ROP發生的預測價值有限。

ROP是一種視網膜血管增殖性疾病，可能受到圍產期及生后多種因素的影響。目前，除出生體重、出生胎齡及吸氧等危險因素被廣泛認可外，很多因素對ROP發生及進展的影響存在爭議。因此，一方面需要進行更大樣本、更多地區、不同種族間的聯合研究以明確各因素在ROP發病過程中的作用；另一方面，還要在臨床工作中加強產前篩查、產前咨詢，減少早產兒的出生，并做好ROP篩查工作，進行有效干預，改善ROP患兒的預后。