王靜

新生兒壞死性小腸結(jié)腸炎(necrotizing enterocolitis，NEC)是一種威脅新生兒生命的急性腸道炎性壞死性疾病，主要表現(xiàn)為腹脹、嘔吐、血便，嚴(yán)重者可發(fā)展為感染性休克、DIC等，90%發(fā)生于早產(chǎn)兒，同時(shí)伴有腸壁積氣和門(mén)靜脈積氣者病死率可高達(dá)86%。盡管近幾十年來(lái)許多學(xué)者致力于NEC的發(fā)病機(jī)制的研究，但其確切機(jī)制仍不明確。大多認(rèn)為本病與早產(chǎn)、喂養(yǎng)、細(xì)菌異常定植、感染、遺傳易感性及醫(yī)療行為等多種因素有關(guān)?，F(xiàn)于2017年5—9月對(duì)新生兒NEC發(fā)病機(jī)制進(jìn)行研究,并將新進(jìn)展的情況綜述如下。

1 未成熟腸道與NEC

新生兒腸道發(fā)育不成熟，尤其早產(chǎn)兒，其腸道黏膜通透性高且免疫功能低下，易受到外界不良環(huán)境及體內(nèi)缺氧缺血、炎癥等應(yīng)激因素的影響。多種生長(zhǎng)因子均可作用于生長(zhǎng)發(fā)育中的腸道，可通過(guò)增強(qiáng)腸道屏障功能、減少腸道細(xì)胞凋亡等機(jī)制而防止NEC的發(fā)生。

1.1 生長(zhǎng)因子表皮生長(zhǎng)因子(epidermal growth factor,EGF)是一種腸道發(fā)育過(guò)程中的營(yíng)養(yǎng)因子，對(duì)上皮細(xì)胞的增殖與存活具有十分重要的作用。在新生兒出生后初期腸道的EGF水平很低，EGF主要來(lái)自于母親初乳和乳汁，之后隨著唾液腺發(fā)育才逐漸開(kāi)始分泌EGF[1]。有研究證實(shí)在NEC實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭?，EGF可促進(jìn)杯狀細(xì)胞重塑、刺激黏液分泌，并可增加緊密連接蛋白的表達(dá)從而防止NEC的發(fā)生發(fā)展。

肝素結(jié)合表皮生長(zhǎng)因子(heparin-binding epidermal-like growth factor，HBEGF)是EGF家族成員之一，其廣泛分布于多種組織與器官，也存在于羊水和母乳中。當(dāng)機(jī)體受到各種傷害時(shí)如組織損傷、缺氧缺血和炎癥應(yīng)激等，HBEGF的表達(dá)會(huì)顯著增加。體外及體內(nèi)研究[2]均顯示當(dāng)腸道發(fā)生缺血/再灌注損傷時(shí)，HBEGF及其受體表達(dá)增加可促進(jìn)損傷上皮的恢復(fù)，減少腸道細(xì)胞凋亡，增強(qiáng)腸黏膜細(xì)胞的遷移從而降低NEC發(fā)病率。研究還發(fā)現(xiàn)其他生長(zhǎng)因子如胰島素樣生長(zhǎng)因子-1(IGF-1)、生長(zhǎng)激素(GH)、促紅細(xì)胞生成素(EPO)等在新生兒腸道的生長(zhǎng)發(fā)育中也起重要作用[3]，通過(guò)對(duì)這些生長(zhǎng)因子的研究可以為將來(lái)治療與預(yù)防NEC提供潛在的可能。

1.2 腸道微循環(huán)新生兒腸道微循環(huán)血流主要是由血管阻力所決定，其中腸道局部介質(zhì)及微血管系統(tǒng)的調(diào)節(jié)起主要作用，而自主神經(jīng)系統(tǒng)及心血管反射僅起次要作用。

一氧化氮(NO)是一種可以調(diào)節(jié)多種生理過(guò)程的信號(hào)分子，腸道內(nèi)的NO具有舒張胃腸平滑肌、調(diào)節(jié)胃腸黏膜血流、維持胃腸道黏膜完整屏障功能等作用。一些新生動(dòng)物NEC模型研究[4]證實(shí)NO可通過(guò)改善腸道微循環(huán)起到重要保護(hù)作用，從而防止NEC的發(fā)生，而靜脈滴注一氧化氮合酶(NOS)抑制劑N硝基精氨酸甲醋則會(huì)引起腸壁充血、出血，腸道黏膜屏障受損，類(lèi)似NEC的病理表現(xiàn)。NO還可抑制血小板聚集和黏附于白細(xì)胞，具有抗菌性能，在宿主微生物防御中起著重要作用。然而還有研究顯示誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)誘導(dǎo)產(chǎn)生的高水平NO是有毒性的，在炎性條件下NO持續(xù)的上調(diào)會(huì)對(duì)腸道上皮產(chǎn)生細(xì)胞病變效應(yīng)[5],從而誘發(fā)NEC的發(fā)生。

內(nèi)皮素-1(endothelin-1，ET-1)是新生兒腸道微循環(huán)主要血管收縮劑之一。缺血介導(dǎo)的腸道黏膜損傷在NEC發(fā)病機(jī)制中起重要作用。Ito等[6]在NEC小鼠模型檢測(cè)到腸道ET-1水平增高，回腸腸道的血流減少且ET-1 mRNA表達(dá)增加，認(rèn)為這些均與新生兒NEC的發(fā)生發(fā)展有關(guān)。

2 腸道菌群與NEC

研究發(fā)現(xiàn)腸道細(xì)菌定植及細(xì)菌感染在NEC的發(fā)生發(fā)展中起著十分關(guān)鍵的作用。許多研究表明在NEC發(fā)病之前,新生兒腸道的正常菌群就已發(fā)生了改變。新生兒腸道定植菌的種類(lèi)主要取決于出生后的環(huán)境。而生產(chǎn)方式的不同，定植菌的種類(lèi)也會(huì)不同，經(jīng)產(chǎn)道分娩嬰兒腸道定植菌與母親腸道菌相一致而剖宮產(chǎn)者則與母親的皮膚菌株相似[7]。早產(chǎn)兒與健康足月新生兒在腸道菌群定植模式上也差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,足月兒主要為雙歧桿菌，而早產(chǎn)兒由于疾病原因所致腸道內(nèi)喂養(yǎng)延遲或應(yīng)用抗生素治療等因素，故出現(xiàn)雙歧桿菌優(yōu)勢(shì)定植延遲,腸道乳酸桿菌數(shù)量下降。另外喂養(yǎng)方式也影響著腸道細(xì)菌的定植，研究表明母乳喂養(yǎng)兒其腸道正常菌群中雙歧桿菌占優(yōu)勢(shì)，而配方奶喂養(yǎng)者則以大腸桿菌、腸球菌等為主。研究發(fā)現(xiàn)新生鼠在補(bǔ)充雙歧桿菌后可減少NEC的發(fā)生，其可能的機(jī)制為雙歧桿菌可刺激腸道免疫功能并活化B細(xì)胞和T細(xì)胞改善機(jī)體免疫功能[8]。此外,雙歧桿菌發(fā)酵可產(chǎn)生大量醋酸和乳酸,在酸性條件下,需氧和兼性厭氧菌的生長(zhǎng)會(huì)受到抑制，而厭氧菌生長(zhǎng)則顯著增加，有利于正常菌群的定植[9-10]。

3 感染與NEC

盡管有些臨床研究顯示感染在NEC的發(fā)展中起一定作用，但其確切發(fā)病機(jī)制尚不明確。多項(xiàng)研究證實(shí),NEC的發(fā)生與大腸桿菌、腸球菌、表皮葡萄球菌、克雷伯菌、梭狀芽胞桿菌等致病菌感染流行有關(guān),感染細(xì)菌的種類(lèi)與NEC發(fā)病日齡與地區(qū)也相關(guān)；此外，星狀病毒、巨細(xì)胞病毒、冠狀病毒、埃可病毒等病毒感染與NEC的發(fā)生也有關(guān)[11-12]。

多種促炎癥介質(zhì)可參與NEC發(fā)生發(fā)展。早產(chǎn)兒未成熟的腸道具有放大炎癥反應(yīng)的作用。與年齡較大的兒童的腸道相比，胎兒組織中Toll樣受體(TLR)2，TLR4，髓樣分化因子(mMyD88)，腫瘤壞死因子受體相關(guān)蛋白因子-6(TRAF-6),核因子-κB (NF-κB),白細(xì)胞介素-8(IL-8) mRNA等的表達(dá)增加，而單免疫球蛋白白介素1受體相關(guān)蛋白(SIGIRR)和Toll樣蛋白相互作用蛋白 (TOLLIP) mRNA表達(dá)減少[13]。NEC病人的炎癥細(xì)胞表達(dá)也有相類(lèi)似變化。免疫細(xì)胞激活后可生成多種細(xì)胞因子，使腸道血管的通透性有所改變，造成組織損傷，促使微血管內(nèi)的白細(xì)胞及血小板大量聚集，引起腸道血流瘀滯，腸道黏膜進(jìn)一步損傷，從而引起NEC的發(fā)生。

3.1 TLR4信號(hào)通路TLR4作為L(zhǎng)PS及脂磷壁酸(LTA)的感受器，可在白細(xì)胞表面表達(dá)，能夠識(shí)別及感知病原菌，參與炎癥、免疫反應(yīng)，并維持腸道黏膜屏障完整。TLR4亦可通過(guò)激活NF-κB轉(zhuǎn)錄因子啟動(dòng)炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)。盡管在自然環(huán)境中TLR4可能發(fā)揮對(duì)革蘭陰性菌的防御作用，但目前的研究則提示TLR4在早產(chǎn)兒表現(xiàn)中過(guò)度表達(dá)，可引起破壞性的下游炎癥效應(yīng)從而導(dǎo)致NEC[14]。

除了白細(xì)胞，TLR也在腸上皮表面表達(dá)并負(fù)調(diào)節(jié)損傷后腸道細(xì)胞的增殖與遷移?？赏ㄟ^(guò)增加整合素的基質(zhì)結(jié)合分子的表達(dá)和黏著斑激酶而抑制腸道細(xì)胞遷移。TLR4還能抑制b-catenin信號(hào)，干擾小腸腸道細(xì)胞的增殖[15]。研究發(fā)現(xiàn)[16]缺氧和脂多糖(LPS)暴露均可增加TLR4的表達(dá)。在嬰兒時(shí)期，TLR4水平在出生后很快就會(huì)下降，允許腸道黏膜適應(yīng)共生的菌群。但在早產(chǎn)兒中，TLR4水平仍然高，過(guò)度TLR4介導(dǎo)的細(xì)胞因子應(yīng)答可破壞腸道屏障引起NEC。

3.2 血小板活化因子(platelet-activating factor，PAF)PAF是一種具有多種生物活性的內(nèi)源性磷脂介質(zhì),在NEC的發(fā)病機(jī)制中起重要作用。其激活后可引起細(xì)胞凋亡，上皮細(xì)胞損傷，黏膜滲透性增加，緊密連接受損，白細(xì)胞和血小板聚合和血管收縮[17]。在新生兒大鼠模型，應(yīng)用PAF受體拮抗劑web2170可顯著降低NEC的發(fā)病率。PAF的降解是由PAF乙酰水解酶(PAF-AH)介導(dǎo)的。剛出生時(shí)PAF-AH水平很低，直到出生后6周才緩慢增加至成人水平，新生兒雖然最初PAF-AH缺乏，但母乳能作為一種外源性的來(lái)源，以補(bǔ)償在生后最初幾周內(nèi)PAF-AH的相對(duì)不足從而起到保護(hù)腸道作用。

3.3 IL-8IL-8是一種炎性細(xì)胞因子，具有Toll樣受體的細(xì)胞均可分泌，也被稱為中性粒細(xì)胞趨化因子。IL-8可吸引中性粒細(xì)胞至感染部位并誘導(dǎo)其吞噬作用。有研究發(fā)現(xiàn)將LPS分別加入人的胎兒和兒童小腸中培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)IL-8在胎兒組織分泌中更多，從而支持早產(chǎn)兒腸道對(duì)炎癥反應(yīng)過(guò)度的假設(shè)[18]。

3.4 環(huán)氧合酶-2(cyclooxygenase-2，cox-2)cox-2在腸道發(fā)生NEC中起關(guān)鍵作用，為催化前列腺素類(lèi)物合成的限速酶，是生物體內(nèi)催化前列腺素合成的關(guān)鍵酶，可誘導(dǎo)表達(dá)炎性介質(zhì)及多種生長(zhǎng)因子產(chǎn)生。研究表明在NEC動(dòng)物模型及NEC嬰兒的組織樣本中cox-2水平均顯著升高[19]。還有研究證實(shí)在炎性腸道疾病和NEC中cox-2的表達(dá)也明顯增加，cox-2通過(guò)增加腸道屏障通透性及細(xì)菌易位可引起腸道損傷[20]。

4 喂養(yǎng)與NEC

許多研究報(bào)道證實(shí)多數(shù)NEC病兒發(fā)生于腸道喂養(yǎng)后，且多為配方奶喂養(yǎng)。多項(xiàng)隨機(jī)臨床試驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)母乳喂養(yǎng)可顯著降低NEC的發(fā)病率[21-23]。母乳中含有多種有益的生物活性因子，如L-精氨酸、硝酸鹽、亞硝酸鹽等抗氧化因子、乳鐵蛋白、分泌型免疫球蛋白A(IgA)、多種生長(zhǎng)因子等均已被證明可以減少NEC的發(fā)生。雖然母乳預(yù)防NEC的確切機(jī)制尚未完全清楚，但有實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明母乳可通過(guò)抑制糖原合成酶激酶3β活性而抑制TLR4信號(hào)通路[24]。TLR4信號(hào)下調(diào)利于腸道干細(xì)胞增殖和黏膜愈合速度加快。此外，母乳亦可激活依賴于表皮生長(zhǎng)因子受體信號(hào)通路而參與腸道修復(fù)過(guò)程。因此，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為母乳喂養(yǎng)可預(yù)防NEC的發(fā)生。

5 遺傳易感性與NEC

NEC遺傳易感性的相關(guān)研究涉及多個(gè)免疫系統(tǒng)的信號(hào)通路。影響TLR信號(hào)通路的基因變異可使未成熟腸道炎癥反應(yīng)增強(qiáng)[25]。SIGIRR基因在抑制LPS-誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)中起重要作用[25]，SIGIRR基因突變所致喪失功能可使TLR信號(hào)通路上調(diào)從而誘發(fā)嬰兒發(fā)生NEC[26]。還有研究發(fā)現(xiàn)在極低出生體質(zhì)量嬰兒的血液中NF-κB1 可增加NEC的易感性,而NF-κBIA則降低NEC易感性[27]。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)早產(chǎn)兒自噬基因：自噬相關(guān)16樣蛋白1(ATG16L1)低效等位基因變異也可防止NEC的發(fā)生[28]?？傊?，多種遺傳易感因子均可參與NEC的發(fā)生發(fā)展,進(jìn)一步大規(guī)模的研究可能揭示出更多基因與疾病的關(guān)系和發(fā)展。

6 醫(yī)療行為與NEC

有研究表明一些醫(yī)療行為如輸血、臍靜脈置管等在NEC的發(fā)生發(fā)展也起一定作用。以往的多項(xiàng)研究表明紅細(xì)胞輸血為新生兒壞死性小腸結(jié)腸炎的高危因素。然而近期一項(xiàng)前瞻性多中心觀察性隊(duì)列研究[29]表明，在極低出生體質(zhì)量嬰兒中嚴(yán)重貧血與NEC的風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)，而不是與紅細(xì)胞輸注有關(guān)。Cunningham等[30]回顧性研究中也顯示紅細(xì)胞輸注并不是NEC的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，相反在早產(chǎn)嬰兒中輸血可能會(huì)改善NEC的預(yù)后。還有研究表明臍靜脈置管在NEC中的發(fā)生中也具有潛在作用，Sulemanji等[31]進(jìn)行一項(xiàng)早產(chǎn)兒前瞻性隊(duì)列研究顯示臍靜脈導(dǎo)管的位置與NEC的發(fā)生有關(guān)，臍靜脈導(dǎo)管尖端位置進(jìn)入門(mén)靜脈或靜脈導(dǎo)管可致極低出生體質(zhì)量?jī)篘EC發(fā)生率增加。

綜上所述，NEC與早產(chǎn)、腸道菌群、炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)、喂養(yǎng)、遺傳易感性、醫(yī)療行為等多因素有關(guān)，將來(lái)還需要進(jìn)一步的研究來(lái)揭示NEC的確切發(fā)病機(jī)制。