閆祎煒，江蓮

河北醫(yī)科大學(xué)第四醫(yī)院，石家莊050000

隨著醫(yī)療條件的改善，早產(chǎn)兒的出生率及生存率大幅提升。與此同時(shí)，早產(chǎn)兒并發(fā)癥的發(fā)生率也呈升高趨勢(shì)，其中心血管系統(tǒng)并發(fā)癥在出生體質(zhì)量＜1 000 g、1 000 g～＜1 500 g、1 500 g～＜2 500 g、≥2 500 g的新生兒中分別占總體并發(fā)癥的12.7%、11.4%、10.7%、9.4%［1］。早產(chǎn)兒心臟異常以心肌損傷最為常見，其早期缺乏特異性表現(xiàn)，易被漏診，嚴(yán)重時(shí)可發(fā)展至心肌壞死，也可表現(xiàn)為心室壁變薄、心臟收縮功能下降，預(yù)后不良。而且，早產(chǎn)兒的心肌具有特殊性，在結(jié)構(gòu)、代謝和功能上有別于成熟心肌，抗疾病及代償能力差。因此，早產(chǎn)兒心肌損傷的早期診治備受關(guān)注。胎兒炎癥反應(yīng)綜合征（FIRS）是全身炎癥反應(yīng)綜合征（SIRS）在胎兒期的特殊表現(xiàn)形式，是早產(chǎn)兒心肌損傷的主要病因之一，但其參與早產(chǎn)兒心肌損傷的具體機(jī)制尚不明確［2］。因此，進(jìn)一步探究FIRS引發(fā)心肌損傷的可能機(jī)制，對(duì)于降低早產(chǎn)兒病死率、改善預(yù)后并為臨床工作提供新線索具有重要意義?，F(xiàn)就FIRS引發(fā)心肌損傷的可能相關(guān)機(jī)制綜述如下。

1 FIRS通過炎癥因子參與新生兒心肌損傷

OH等［3］研究顯示，F(xiàn)IRS可促使羊膜腔內(nèi)的細(xì)菌進(jìn)入胎兒體內(nèi)，刺激機(jī)體產(chǎn)生一系列炎癥因子，如白細(xì)胞介素 1（IL-1）、IL-6、腫瘤壞死因子 α（TNF-α）等，并激活胎兒免疫系統(tǒng)，刺激巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞等多種免疫細(xì)胞產(chǎn)生，并可激活Toll樣受體（TLR）通路，誘發(fā)相關(guān)蛋白凋亡。研究表明，F(xiàn)IRS產(chǎn)生炎癥因子作用于心肌時(shí)，局部組織中巨噬細(xì)胞、輔助性T細(xì)胞（如Th1/2、Th17、Th22淋巴細(xì)胞）、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞、嗜中性粒細(xì)胞等免疫細(xì)胞聚集，刺激細(xì)胞分泌IL-6、IL-17、IL-22/23、IL-35等多種炎癥因子［4-5］。并且，在心臟免疫反應(yīng)中，局部炎癥性免疫反應(yīng)對(duì)炎癥的誘導(dǎo)和放大，以及對(duì)Th1/Th17應(yīng)答的激活發(fā)揮了關(guān)鍵作用；其通過上調(diào)免疫細(xì)胞如巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞表面或胞內(nèi)的多種模式識(shí)別受體（PRR）加重心肌炎性損傷，甚至在FIRS早期即可直接導(dǎo)致早產(chǎn)兒心肌損傷，嚴(yán)重時(shí)可引起心肌壞死、心室壁變?。?］。

以往研究表明，TLR3、TLR4、TLR7、TLR8、TLR9均參與心肌損傷過程，炎癥因子可促進(jìn)TLR4分泌，TLR4的激活可由固有及適應(yīng)性免疫應(yīng)答損傷心肌細(xì)胞加重心肌損傷。TLR3可通過增加干擾素γ（IFN-γ）來抑制TLR4的作用，而炎癥反應(yīng)會(huì)抑制TLR3表達(dá)，從而進(jìn)一步加重TLR4對(duì)心肌的損傷［6］。ROUNIOJA 等［7］成功建立了 FIRS的 DBA/2小鼠模型，并發(fā)現(xiàn)IL-6可上調(diào)TLR4表達(dá)，導(dǎo)致心室收縮功能降低。近年來還發(fā)現(xiàn)一類表達(dá)于細(xì)胞內(nèi)體膜上的新型PRR即TLR13，其具體作用機(jī)制尚不清楚，但在心肌損傷過程中表達(dá)明顯升高，提示其可能參與心肌損傷的相關(guān)過程。

此外，F(xiàn)IRS可通過引發(fā)炎癥因子分泌以干預(yù)Calpain家族蛋白的表達(dá)。Calpain家族是鈣離子依賴性的半胱氨酸蛋白酶，涉及心臟細(xì)胞免疫、炎癥細(xì)胞及炎癥因子等多個(gè)層面，與存在于胞質(zhì)的凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白相互作用，可調(diào)節(jié)TLR、IL-5、IL-33等炎癥因子［8］。而在兒童柯薩奇病毒感染所致的心肌炎中，Calpain能在病毒復(fù)制早期階段抑制宿主細(xì)胞凋亡，促進(jìn)病毒的早期復(fù)制，同時(shí)參與心肌纖維化重構(gòu)，但是否同樣在早產(chǎn)兒心肌損傷中發(fā)揮作用尚未證實(shí)［9］。

2 FIRS通過基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）參與新生兒心肌損傷

FIRS與SIRS在疾病發(fā)生及病情進(jìn)展中存在諸多相似之處，在SIRS的研究中發(fā)現(xiàn)，IL-6、IL-8等炎癥因子可與MMPs協(xié)同作用，加重炎癥反應(yīng)的同時(shí)促進(jìn)MMPs分泌，造成并加重臟器炎癥損傷［10］。

MMPs是一組金屬依賴性蛋白水解酶，主要參與細(xì)胞外基質(zhì)的代謝，能調(diào)節(jié)細(xì)胞黏附，參與器官發(fā)育、組織改建等過程?；|(zhì)金屬蛋白酶抑制劑（TIMPs）生理性高度拮抗MMPs，通常與MMPs酶原形態(tài)結(jié)合成為1∶1復(fù)合物，抑制MMPs活性。目前已知Ⅰ型和Ⅲ型膠原是心臟膠原纖維最重要的組成部分，約占心臟總膠原濃度的90%以上，且兩者的代謝失衡在心臟重塑中有重要作用，與早產(chǎn)兒心肌損傷的發(fā)生密切相關(guān)［11］。影響膠原代謝的因素很多，其中MMPs是心肌間質(zhì)纖維膠原降解過程中很重要的參與者。FIRS可激活MMPs過度表達(dá)，導(dǎo)致心肌膠原異常降解增加，致使心肌損傷、心肌細(xì)胞壞死，繼而引發(fā)心室擴(kuò)張、心室壁變薄，對(duì)心臟收縮與舒張功能產(chǎn)生影響［12］。

早產(chǎn)是導(dǎo)致心肌損害最重要的病因及病理學(xué)基礎(chǔ)，MMPs參與胎膜早破的病理過程。Ⅳ型膠原纖維是絨毛膜及羊膜基底層的重要成分，羊水中MMP-9及MMP-7參與降解Ⅳ型膠原。當(dāng)FIRS發(fā)生時(shí)，MMPs表達(dá)升高、MMPs及TIMPs比例失衡，會(huì)導(dǎo)致胎膜中Ⅳ型膠原纖維過度降解，胎膜結(jié)構(gòu)降解破壞甚至早破，從而引發(fā)早產(chǎn)［13］。此外，炎癥反應(yīng)本身亦是引發(fā)早產(chǎn)的重要因素。當(dāng)發(fā)生炎癥反應(yīng)時(shí)，前列腺素、內(nèi)皮素等具有收縮子宮效果的炎癥介質(zhì)表達(dá)會(huì)明顯升高，可引起宮縮導(dǎo)致早產(chǎn)；而另一方面，胎兒自身的防御系統(tǒng)也會(huì)促進(jìn)胎兒體內(nèi)促炎因子釋放，這些促炎因子對(duì)于發(fā)動(dòng)宮縮、誘導(dǎo)分娩起促進(jìn)作用［14］。

3 FIRS通過生長(zhǎng)因子參與新生兒心肌損傷

生長(zhǎng)因子是一類調(diào)節(jié)微生物正常生長(zhǎng)代謝所必需的有機(jī)物，部分生長(zhǎng)因子通過與特異的、高親和的細(xì)胞膜受體結(jié)合，可參與心肌損傷的調(diào)節(jié)。

3.1 血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF） VEGF作為血管內(nèi)皮細(xì)胞特異性肝素結(jié)合生長(zhǎng)因子，以多種蛋白形式存在，其中VEGF121、VEGF145、VEGF165是分泌型可溶性蛋白，可特異性作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞，促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞增殖，增加血管通透性。VEGF是影響心臟血管存活和生長(zhǎng)的重要因子，主要通過調(diào)節(jié)心臟血管的生成、促進(jìn)心臟發(fā)育、增加心肌灌注直接作用于心臟血管。此外，VEGF還可通過血小板衍生生長(zhǎng)因子受體途徑促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞的遷移，促進(jìn)損傷部位修復(fù)［15］。FIRS 可激活心肌組織中 IL-6、NF-κB、TNF-α表達(dá)，抑制VEGF分泌，從而抑制心臟新生血管生成，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致心臟局部供血不足，誘發(fā)心肌缺氧及營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)不足，進(jìn)而造成心室壁變薄、心功能下降。

3.2 胰島素樣生長(zhǎng)因子（IGF） IGF可以通過減少心肌細(xì)胞凋亡、增強(qiáng)左心室收縮能力、防止心室擴(kuò)大、保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞、誘導(dǎo)細(xì)胞分化等參與心肌保護(hù)。同時(shí)，IGF也具有擴(kuò)張血管的功能，可增加心臟供血及營(yíng)養(yǎng)供給，且IGF還能通過促進(jìn)干細(xì)胞向心肌細(xì)胞分化來發(fā)揮修復(fù)作用［16］。此外，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示，作為IGF重要組成部分的胰島素樣生長(zhǎng)因子結(jié)合蛋白2（IGFBP-2）表達(dá)下降時(shí)會(huì)出現(xiàn)胚胎發(fā)育遲緩以及心血管發(fā)育異常［17］。當(dāng)FIRS發(fā)生后，心肌受炎癥浸潤(rùn)時(shí)會(huì)全面下調(diào)IGF表達(dá)，導(dǎo)致心臟血管內(nèi)皮功能受損，影響血管功能，從而降低心功能。

3.3 轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β（TGF-β）類生長(zhǎng)因子 TGF-β類生長(zhǎng)因子在心臟發(fā)育中起到重要作用，集中表達(dá)于胚胎發(fā)育的中期。當(dāng)發(fā)生炎癥時(shí)，TGF-β表達(dá)明顯增高，可與IGF相互作用，引起心肌肥大；而SCHULTZ等［18］通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，血管緊張素Ⅱ可通過誘導(dǎo)TGF-β1表達(dá)導(dǎo)致新生小鼠心肌肥大。此外，TGF-β1過表達(dá)也可通過Smad通路導(dǎo)致心肌纖維化改變。

4 FIRS通過氧化應(yīng)激（OS）參與新生兒心肌損傷

OS是指體內(nèi)氧化作用發(fā)揮主導(dǎo)效應(yīng)，致使中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)、蛋白酶分泌增加，導(dǎo)致大量氧化中間產(chǎn)物在體內(nèi)積聚的一種狀態(tài)。

FIRS發(fā)生后，在病原體、炎癥因子等因素的作用下，單核巨噬細(xì)胞可產(chǎn)生大量活性氧自由基和反應(yīng)性氮自由基，參與機(jī)體免疫反應(yīng)。FIRS可誘使心肌細(xì)胞產(chǎn)生過量的氧自由基，其作用于細(xì)胞生物膜磷脂中的多價(jià)不飽和脂肪酸，可破壞生物膜完整性、降低膜流動(dòng)性、增加膜通透性，從而造成心肌細(xì)胞損傷［19］。此外，脂質(zhì)過氧化和氧自由基還可直接或間接誘導(dǎo)血管內(nèi)皮激活與損傷，引起縮血管物質(zhì)如內(nèi)皮素及血栓素A2增加，血管內(nèi)皮源性舒張因子如一氧化氮（NO）、前列環(huán)素等分泌減少，導(dǎo)致縮血管物質(zhì)與舒血管物質(zhì)比例升高，引起血管收縮，造成心臟供血不足、心肌損傷，嚴(yán)重時(shí)可引起心肌缺血［20］。氧化/抗氧化系統(tǒng)調(diào)節(jié)失衡會(huì)導(dǎo)致心肌細(xì)胞功能及結(jié)合障礙，嚴(yán)重時(shí)誘發(fā)細(xì)胞自溶。此外，OS誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞的NO上調(diào)可造成內(nèi)皮細(xì)胞依賴的血管舒張反應(yīng)減弱，從而加重心肌組織微循環(huán)障礙。

5 FIRS通過破壞基因網(wǎng)絡(luò)參與新生兒心肌損傷

FIRS在胎兒心臟中的差異基因表達(dá)與其導(dǎo)致的IL-6水平升高密切相關(guān)，相關(guān)基因受到IL-6差異調(diào)節(jié)從而出現(xiàn)表達(dá)紊亂。這些基因包括SFRP4、NPPA、MAL2、ANGPTL7、FAM69C、ACE2、CFTR、STEAP4和IRX4等。其中，NPPA和MYH6在心臟形態(tài)發(fā)生中的作用已知，并且其基因突變與成人心律失常的發(fā)生發(fā)展有關(guān)［21］。NPPA編碼心房鈉尿肽，這是一種由心房肌細(xì)胞合成并釋放的肽類激素，其主要作用是使血管平滑肌舒張和促進(jìn)腎臟排鈉、排水。NPPA的表達(dá)對(duì)于心腔的形成和擴(kuò)張必不可少。在胎兒中，NPPA的表達(dá)在整個(gè)心臟中是動(dòng)態(tài)且有規(guī)律的，NPPA過早下調(diào)可能限制胎兒心臟的生長(zhǎng)潛力［22］。當(dāng)IL-6水平升高時(shí)，MYH6表達(dá)顯著下調(diào)，同時(shí)會(huì)部分降低ACE2的表達(dá)。ACE2的表達(dá)被認(rèn)為在病理環(huán)境中對(duì)心臟具有保護(hù)作用，其下調(diào)可能對(duì)心臟發(fā)育有害［23］。

6 FIRS通過其他途徑參與新生兒心肌損傷

6.1 高遷移率族蛋白B1（HMGB1） HMGB1是重要的炎癥介質(zhì)，在心臟免疫應(yīng)答中發(fā)揮重要作用。由單核巨噬細(xì)胞分泌產(chǎn)生的HMGB1可作為促炎因子啟動(dòng)晚期炎癥應(yīng)答，并在趨化因子的作用下，使更多的炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)到受損組織，進(jìn)一步加重病理?yè)p傷［24］。在發(fā)生心肌炎性損傷后，糖化終末產(chǎn)物受體（RAGE）、TLR2、TLR4表達(dá)上調(diào)，刺激HMGB1參與炎癥應(yīng)答，進(jìn)一步加重心臟缺血性損傷。ROSSINI等［25］認(rèn)為，HMGB1可刺激表達(dá)RAGE的人心肌成纖維細(xì)胞，同時(shí)上調(diào)多種促炎癥因子的表達(dá)，例如血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子、IFN-γ、IL-1、IL-9、TNF-α等，進(jìn)一步加重炎癥損傷。

6.2 補(bǔ)體系統(tǒng) 補(bǔ)體系統(tǒng)參與機(jī)體免疫反應(yīng)，亦是胎兒炎癥反應(yīng)的重要介質(zhì)。當(dāng)病原入侵機(jī)體免疫屏障，補(bǔ)體系統(tǒng)過度激活，引發(fā)免疫反應(yīng)的同時(shí)可誘發(fā)機(jī)體過敏毒素C5a與C5aR的過度表達(dá)，可能參與心肌損害，但具體機(jī)制尚需進(jìn)一步探究［26］。

6.3 細(xì)胞凋亡 細(xì)胞凋亡是基因調(diào)控的程序性細(xì)胞死亡，與線粒體功能密切相關(guān)。有研究表明，機(jī)體發(fā)生炎癥反應(yīng)時(shí)，會(huì)在天冬氨酸特異性半胱氨酸蛋白酶介導(dǎo)下啟動(dòng)線粒體凋亡途徑，使線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔道廣泛而持久開放，導(dǎo)致線粒體腫脹、破裂，細(xì)胞色素C、凋亡因子釋放，誘導(dǎo)心肌細(xì)胞凋亡［27］。6.4 鈣離子超載 鈣離子濃度變化直接調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞的興奮收縮偶聯(lián)，是穩(wěn)定心肌細(xì)胞功能的生理基礎(chǔ)。當(dāng)胎兒體內(nèi)發(fā)生炎癥反應(yīng)時(shí)，可誘發(fā)TNF-α、IL-1β的分泌增加，直接破壞心肌肌質(zhì)網(wǎng)，導(dǎo)致鈣離子滲漏；亦可減少肌質(zhì)網(wǎng)鈣-ATP酶的數(shù)量，降低酶活性，從而導(dǎo)致鈣離子不能回收至肌質(zhì)網(wǎng)［28］。以上兩種因素均使細(xì)胞質(zhì)中鈣離子超過正常范圍，導(dǎo)致線粒體發(fā)生不可逆損傷，故鈣離子超載也被認(rèn)為可能是心肌細(xì)胞損傷的重要因素。

綜上所述，F(xiàn)IRS引發(fā)早產(chǎn)兒心肌損傷的機(jī)制可能與炎癥因子、MMPs、生長(zhǎng)因子、OS以及基因網(wǎng)絡(luò)破壞等多種因素有關(guān)。鑒于目前對(duì)嬰幼兒心臟損傷尚無(wú)根本有效的治療方法，所以對(duì)于心臟損傷的早期檢測(cè)及預(yù)防就顯得至關(guān)重要。通過對(duì)FIRS引起早產(chǎn)兒心肌損傷機(jī)制的研究，有助于臨床采用針對(duì)心臟損傷發(fā)病機(jī)制的方法進(jìn)行早期防治，以期提高早產(chǎn)兒生存率，改善預(yù)后。