李娜，劉洋，張芳

(天津市兒童醫(yī)院新生兒內(nèi)科，天津300134)

新生兒的免疫功能不健全，腸道黏膜屏障易遭到破壞。腸道通透性的增加導(dǎo)致異?？乖秩?，并產(chǎn)生全身免疫反應(yīng)，使新生兒對(duì)感染的易感性增加。2010年，全世界約有760萬(wàn)名5歲以下的兒童死亡，其中新生兒占總數(shù)的40%，主要的死亡原因是感染[1]。盡管新生兒醫(yī)學(xué)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，但在發(fā)達(dá)國(guó)家，每10例敗血癥患兒中仍有4例死亡或者出現(xiàn)嚴(yán)重殘疾，包括嚴(yán)重的永久性神經(jīng)發(fā)育障礙[2]。在美國(guó)，出生28周以內(nèi)早產(chǎn)兒血流感染的發(fā)病率為36%，病死率高達(dá)50%[3]。彌補(bǔ)新生兒免疫力和宿主防御能力的早期機(jī)制是獲得母體通過(guò)胎盤(pán)被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的抗體，但這種機(jī)制主要發(fā)生在孕晚期，早產(chǎn)兒因失去這一重要保護(hù)而處于感染、炎癥、氧化應(yīng)激的高風(fēng)險(xiǎn)中，更易罹患敗血癥、支氣管肺發(fā)育不良、壞死性小腸結(jié)腸炎(necrotizing enterocolitis，NEC)以及腦室周?chē)踪|(zhì)軟化癥等嚴(yán)重疾病，遺留神經(jīng)發(fā)育障礙[4]。母乳包含多種生物活性蛋白及生長(zhǎng)因子，可促進(jìn)器官發(fā)育和免疫系統(tǒng)成熟，并為新生兒提供針對(duì)感染性疾病的保護(hù)[5]。乳鐵蛋白(lactoferrin，LF)是人乳中占主導(dǎo)地位的乳清蛋白，具有抗微生物、免疫調(diào)節(jié)、抗氧化、維持鐵穩(wěn)態(tài)等多種生物學(xué)功能，已成為執(zhí)行廣泛功能以直接或間接保護(hù)新生兒免受感染的關(guān)鍵物質(zhì)[6]?，F(xiàn)就LF與新生兒感染的最新研究進(jìn)展予以綜述。

1 LF概述

1.1LF的結(jié)構(gòu)和分布 LF是來(lái)自轉(zhuǎn)鐵蛋白家族的糖蛋白，1939年首次在牛乳中發(fā)現(xiàn)，1960年從牛乳和人乳中分離出來(lái)[6]。LF是含有692個(gè)氨基酸、分子量為80 000的鐵結(jié)合糖蛋白[7]。人LF的晶體結(jié)構(gòu)于1987年被首次解析，它包含兩個(gè)同源裂片，每個(gè)裂片均以高親和力結(jié)合一個(gè)三價(jià)鐵離子，是強(qiáng)力的鐵清除劑[6]。LF可以采用鐵結(jié)合的封閉構(gòu)象或無(wú)金屬的開(kāi)放構(gòu)象，兩種狀態(tài)均可在宿主防御中發(fā)揮作用[6]。LF是人乳清中含量最高的蛋白之一，有文獻(xiàn)報(bào)道，在人初乳中LF的濃度可高達(dá)6～14 g/L，在眼淚、唾液、精液和中性粒細(xì)胞的次級(jí)顆粒中則濃度較低[8-9]。人乳中LF的含量隨哺乳期而變化，最近的一項(xiàng)綜合研究測(cè)定了妊娠24周至足月新生兒的母乳樣品，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，出生體重<1 400 g的新生兒母乳樣品中的LF含量最高，且隨產(chǎn)后天數(shù)的增加而降低[10]。Turin等[11]通過(guò)測(cè)定秘魯3個(gè)新生兒中心的695份母乳樣品中的LF濃度，發(fā)現(xiàn)低出生體重新生兒的母乳中LF的濃度最高，并且在產(chǎn)后2個(gè)月仍保持較高水平；經(jīng)濟(jì)條件好和多胎妊娠母體初乳中LF的濃度較高，而發(fā)生圍生期感染母體初乳中LF的濃度偏低。此外，母乳中的LF水平也對(duì)溫度敏感。有研究發(fā)現(xiàn)，母乳樣品在4 ℃冷藏條件下，LF水平在5 d內(nèi)不會(huì)顯著降低，但冷凍(-18～-20 ℃)6個(gè)月后，LF水平會(huì)降低至35%，巴氏殺菌亦可顯著降低母乳中的LF水平[6,12]。

1.2LF的生物學(xué)功能 LF通過(guò)多種機(jī)制參與針對(duì)微生物的防御，幫助宿主控制細(xì)菌、病毒、真菌和寄生蟲(chóng)的感染[13]。在細(xì)菌病原體中，LF已顯示出對(duì)鏈球菌、沙門(mén)菌、志賀菌、葡萄球菌和腸桿菌屬的有效抗菌活性[7]。LF可以直接殺滅細(xì)菌病原體，也可以通過(guò)作用于細(xì)菌的生物膜提供對(duì)宿主的保護(hù)，其機(jī)制主要包括通過(guò)鐵螯合抑制病原體生物膜的形成以及非鐵依賴性的生物膜活性抑制[7,14]。革蘭陰性和陽(yáng)性菌均具有LF的靶向分子(如脂多糖、絨毛酸等)，LF可通過(guò)破壞細(xì)菌膜的通透性導(dǎo)致細(xì)菌死亡[15]。有研究表明，LF具有分解肺炎球菌生物膜的能力，并能抑制肺炎球菌對(duì)抗生素的耐藥性[16]。除了起殺菌劑和破壞生物膜的作用外，LF還可參與先天免疫系統(tǒng)輔助清除細(xì)菌，代替抗體有效激活經(jīng)典的補(bǔ)體途徑并誘導(dǎo)免疫調(diào)理作用；此外，LF還能結(jié)合病毒和細(xì)菌的宿主細(xì)胞受體，降低病原體黏附或侵襲宿主細(xì)胞的能力，同時(shí)結(jié)合或降解特異性毒力蛋白，促進(jìn)腸道細(xì)胞增殖、分化和成熟，調(diào)節(jié)胃腸道菌群[6]。LF可通過(guò)調(diào)節(jié)新生兒對(duì)感染的先天性和適應(yīng)性免疫反應(yīng)在新生兒宿主防御中起關(guān)鍵作用。髓樣細(xì)胞、多形核中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞等免疫細(xì)胞構(gòu)成了宿主抵御大多數(shù)病原體的第一道防線。體外研究表明，LF通過(guò)調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞和細(xì)胞因子的表達(dá)，具有直接的腸道免疫調(diào)節(jié)和抗炎作用[17]。LF受體廣泛存在于免疫細(xì)胞表面，LF通過(guò)與糖胺聚糖、凝集素、核仁素等多種靶標(biāo)的結(jié)合來(lái)調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的活性；LF還能促進(jìn)未成熟的B淋巴細(xì)胞成熟，誘導(dǎo)CD4+T淋巴細(xì)胞的表達(dá)，提高免疫球蛋白水平[6]。LF還可通過(guò)與細(xì)菌細(xì)胞表面脂多糖結(jié)合，減少炎癥細(xì)胞因子的上調(diào)，有研究表明，人和牛LF均可以下調(diào)脂多糖誘導(dǎo)的腫瘤壞死因子-α、白細(xì)胞介素-1、白細(xì)胞介素-8以及白細(xì)胞介素-6的水平[18]。LF的另一個(gè)重要的特性是刺激腸道細(xì)胞的增殖和分化，最近的動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)探討了LF對(duì)膿毒癥所致急性肺損傷大鼠的保護(hù)作用，結(jié)果顯示，LF的治療使腸道微絨毛恢復(fù)到正常范圍，減少了炎癥細(xì)胞的侵襲[19]。由于LF是一種免疫衍生肽，因此它與多種感染性疾病相關(guān)，可作為許多疾病診斷的敏感的生物標(biāo)志物，在口腔健康研究中，唾液中LF水平的升高與慢性牙周炎呈正相關(guān)[20]。

2 LF與新生兒感染

2.1LF與新生兒敗血癥 新生兒敗血癥是一個(gè)全球性的公共衛(wèi)生問(wèn)題，據(jù)報(bào)告，每年約有400萬(wàn)新生兒在出生后的前4周內(nèi)死亡，其中1/4源于嚴(yán)重感染，包括新生兒敗血癥和肺炎[7]。為了降低新生兒感染的發(fā)病率、提高救治水平、減少神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥的發(fā)生，多種干預(yù)措施正在緊張的研究中。目前已經(jīng)評(píng)估了包括靜脈免疫球蛋白、谷氨酰胺、抗葡萄球菌單克隆抗體和粒細(xì)胞/粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞集落刺激因子在內(nèi)的若干防御措施，尚未顯示出治療效果。LF對(duì)新生兒敗血癥的保護(hù)作用主要?dú)w因于LF的3個(gè)主要功能特性，即抗微生物、抗炎和免疫調(diào)節(jié)。目前，世界各地的多項(xiàng)臨床試驗(yàn)正在研究補(bǔ)充?；蛑亟M人LF對(duì)新生兒感染的預(yù)防作用，但結(jié)果并不完全一致。例如，Kaur和Gathwala[21]在印度對(duì)130例出生體重<2 000 g、罹患晚發(fā)型敗血癥的新生兒進(jìn)行雙盲隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，LF對(duì)新生兒敗血癥有預(yù)防作用，且LF組新生兒凝血功能異常、血小板減少癥、喂養(yǎng)不耐受、腦膜炎等疾病的發(fā)生率均顯著降低。He等[22]通過(guò)對(duì)1 834例早產(chǎn)兒進(jìn)行的9項(xiàng)臨床試驗(yàn)的薈萃分析表明，早產(chǎn)兒補(bǔ)充LF是安全的，預(yù)防性補(bǔ)充LF可顯著降低早產(chǎn)兒NEC、早產(chǎn)兒遲發(fā)性敗血癥以及醫(yī)院獲得性感染的發(fā)病率，降低早產(chǎn)兒與感染相關(guān)的病死率，縮短住院時(shí)間。然而，最近，英國(guó)一項(xiàng)針對(duì)2 203例早產(chǎn)兒的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)結(jié)果顯示，LF干預(yù)組遲發(fā)性感染的發(fā)生率為29%，對(duì)照組為31%，兩組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示腸內(nèi)補(bǔ)充LF不能降低早產(chǎn)兒遲發(fā)性感染的風(fēng)險(xiǎn)[23]。Ochoa等[24]對(duì)414例出生體重<2 000 g的新生兒進(jìn)行了隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)，結(jié)果顯示，補(bǔ)充牛LF對(duì)晚發(fā)型新生兒敗血癥及病死率均無(wú)顯著影響，對(duì)于這種不一致的結(jié)果，需考慮的因素主要包括：人乳中較高的LF水平和較高的母乳消耗量可能會(huì)稀釋牛LF的作用；牛LF可能存在質(zhì)量和純度的差別，有許多商品化的牛LF制劑具有不同程度的變性和純度，而且在目前的臨床研究中并沒(méi)有產(chǎn)品質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)指南。Manzoni等[25]的研究顯示，在未接受母乳喂養(yǎng)的嬰兒中補(bǔ)充LF可能會(huì)有好處，而對(duì)已經(jīng)接受大量母乳喂養(yǎng)的嬰兒給予更多的LF可能沒(méi)有好處。Ochoa等[24]也指出，補(bǔ)充牛LF雖然并不能降低體重<2 000 g嬰兒敗血癥的發(fā)生率，但使用牛LF作為廣譜抗菌保護(hù)蛋白可能對(duì)體重<1 000 g的新生兒具有潛在的影響。

2.2LF與NEC 在生命的早期，特別是出生后的最初幾周，極易受到感染和炎癥介導(dǎo)的組織損傷。炎癥反應(yīng)失調(diào)和宿主與微生物之間的相互作用是導(dǎo)致包括NEC、支氣管肺發(fā)育不良和敗血癥在內(nèi)的高病死率疾病的核心因素，而這些疾病占極早產(chǎn)兒死亡原因的一半以上，導(dǎo)致美國(guó)每年的醫(yī)療費(fèi)用超過(guò)40億美元[26]。NEC是早產(chǎn)兒最常見(jiàn)的胃腸道急癥，NEC的特點(diǎn)主要包括腸黏膜缺血性壞死、嚴(yán)重的腸道及全身炎癥、腸產(chǎn)氣微生物侵入周?chē)鞴俸腿硌阂约皻怏w進(jìn)入腸壁和門(mén)靜脈系統(tǒng)等[27]。在出生體重<1 500 g的嬰兒中，NEC的發(fā)病率為7%～11%[26]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，NEC導(dǎo)致的病死率接近30%，在全腸NEC中接近100%[28]。伴隨NEC急性腸損傷的全身性炎癥反應(yīng)對(duì)多個(gè)器官產(chǎn)生不利影響，使幸存者面臨肺和腎功能慢性損害以及終身神經(jīng)功能損害的高風(fēng)險(xiǎn)。盡管使用了有效的抗菌藥物，但因耐藥菌株的不斷出現(xiàn)，NEC的病死率仍然較高。越來(lái)越多抗菌藥物的使用導(dǎo)致了耐藥菌菌株的出現(xiàn)。LF的另一個(gè)重要特性是刺激增殖和分化，高LF濃度會(huì)促進(jìn)劑量依賴性的腸道細(xì)胞的增殖，而低LF濃度則會(huì)刺激腸道細(xì)胞分化[6]。LF可對(duì)腸道酶的成熟產(chǎn)生積極的調(diào)節(jié)作用，因此可能主動(dòng)調(diào)節(jié)體內(nèi)腸細(xì)胞的生長(zhǎng)和發(fā)育。LF在腸道成熟中的另一個(gè)可能功能是調(diào)節(jié)腸道的通透性。LF的全身效應(yīng)是間接的，可能通過(guò)與腸上皮細(xì)胞和腸相關(guān)淋巴組接觸而引起，首先LF調(diào)節(jié)腸相關(guān)淋巴組織細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子和(或)趨化因子，隨后進(jìn)入體循環(huán)并影響循環(huán)中的白細(xì)胞[29]。LF的腸道受體及其調(diào)節(jié)腸道細(xì)胞分化和增殖的能力使LF成為一種有前途的NEC預(yù)防或治療藥物。LF在腸道生長(zhǎng)和成熟中執(zhí)行的功能對(duì)于腸道感染屏障的形成和維持至關(guān)重要。有研究表明，LF可與益生菌菌株協(xié)同作用，促進(jìn)益生菌株生長(zhǎng)，抑制腸道病原體[30]。

2.3LF在新生兒感染中的應(yīng)用 早產(chǎn)兒和低出生體重兒具有最大的感染風(fēng)險(xiǎn)。目前大多數(shù)試驗(yàn)針對(duì)出生體重<1 500 g的新生兒。而使用LF的一個(gè)重要問(wèn)題就是潛在的不良事件，特別是過(guò)敏反應(yīng)，因?yàn)樗褂玫腖F是從牛乳中提純的。有研究表明，牛奶蛋白過(guò)敏主要由酪蛋白、α-乳白蛋白和β-乳白蛋白引起，而不是LF引起[31]。在秘魯，研究人員對(duì)414例出生體重<2 000 g的新生兒進(jìn)行了隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)并進(jìn)行了長(zhǎng)期隨訪，結(jié)果顯示，LF組嬰兒的神經(jīng)發(fā)育遲緩和整體神經(jīng)發(fā)育障礙的結(jié)局與安慰劑組相似，證實(shí)了LF的安全性[24]。目前行業(yè)內(nèi)可生產(chǎn)高純度的牛LF及重組人LF，意大利、日本、韓國(guó)、德國(guó)等國(guó)家已經(jīng)允許將牛LF加入嬰兒配方食品中[32]。牛LF與人LF有約70%的氨基酸同源性，盡管在結(jié)構(gòu)上有所不同，但兩者均保留了LF的功能特性[33]。重組人LF可有多種來(lái)源(如水稻、奶牛、山羊和真菌等)，其糖基化模式因物種的來(lái)源而異，目前尚無(wú)足夠的證據(jù)表明牛LF與重組人LF哪一種更好或更安全[34]。牛LF具有比重組人LF價(jià)格便宜的優(yōu)勢(shì)，可作為食品補(bǔ)充劑購(gòu)得，如果有效，最可能用于兒科領(lǐng)域。目前正在進(jìn)行的試驗(yàn)中，LF的劑量為150～200 mg/(kg·d)，但在實(shí)際臨床工作中，每日劑量的計(jì)算需要根據(jù)生長(zhǎng)情況進(jìn)行頻繁調(diào)整，并制定出簡(jiǎn)化方案，例如：對(duì)于體重<1 000 g的新生兒，應(yīng)從200 mg/d開(kāi)始，而對(duì)于體重>1 000 g的新生兒，體重每增加500 g，劑量相應(yīng)增加100 mg/d[35]。歐洲食品安全局專家組得出的結(jié)論是，牛LF在標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)充濃度(每日最多210 mg/kg)下對(duì)嬰兒是安全的[23]。

3 小 結(jié)

LF是人和哺乳動(dòng)物乳中最具代表性的重要生物活性蛋白之一，主要通過(guò)細(xì)胞膜破壞、鐵螯合、抑制微生物黏附于宿主細(xì)胞以及防止生物膜形成等機(jī)制而具有廣泛的抗感染活性。LF還能促進(jìn)益生菌生長(zhǎng)、刺激腸細(xì)胞的分化和增殖、促進(jìn)腸道消化酶的表達(dá)以及抑制自由基活性等，具有調(diào)節(jié)腸道免疫和抗炎的作用。LF對(duì)新生兒感染的保護(hù)作用可能取決于LF的形式、劑量、用藥時(shí)間、引起感染的病原微生物、患兒的年齡以及治療中使用的其他輔助因子等。LF能否在新生兒感染中起到積極作用目前尚無(wú)定論，還需要在今后的工作中進(jìn)行規(guī)模更大、研究方法更優(yōu)化的試驗(yàn)來(lái)證實(shí)。