彭珊璐,馮國(guó)祝,王國(guó)香,李曉燕,張 莉
新生兒缺氧缺血性腦病 (HIE)是新生兒死亡和致殘的重要原因。近幾年來(lái)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床研究發(fā)現(xiàn),胰島素樣生長(zhǎng)因子-1(IGF-1)在調(diào)控神經(jīng)生長(zhǎng)方面十分重要,對(duì)腦損傷有保護(hù)作用,能夠減輕缺氧缺血對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的損傷,防止神經(jīng)細(xì)胞凋亡,有助于神經(jīng)細(xì)胞受損后功能恢復(fù),對(duì)神經(jīng)組織生長(zhǎng)發(fā)育起著非常重要的作用。HIE是一個(gè)多環(huán)節(jié)、多因素的病理生理過(guò)程,患兒對(duì)缺氧的耐受性存在明顯的個(gè)體差異。IGF-1在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中起重要作用,能夠保護(hù)神經(jīng)干細(xì)胞,減輕HIE對(duì)神經(jīng)組織的損傷,有助于神經(jīng)功能的恢復(fù)[1]。本研究旨在探討患兒血清IGF-1水平與HIE的關(guān)系,為臨床監(jiān)控提供可信的分子指標(biāo),以利于對(duì)癥治療,并為IGF-1作為今后HIE治療方案的調(diào)控靶點(diǎn)提供參考依據(jù)。
1.1 一般資料 選取2007年1月—2010年10月我院住院的HIE患兒46例,診斷依據(jù)1996年修訂的《HIE診斷依據(jù)和臨床分度標(biāo)準(zhǔn)》,其中男24例,女22例;胎齡37.0~42.3周,平均38.5周;出生體質(zhì)量2500~3800g,平均2750g;出生時(shí)均有窒息史,Apgar評(píng)分<7分,窒息后24h內(nèi)出現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)癥狀;輕度HIE 21例,中度14例,重度11例;入院時(shí)間為出生后10min~48h,平均36.65h。正常對(duì)照組48例,為同期于我院出生的健康足月新生兒,妊娠期間母親身體健康,無(wú)任何合并癥。其中男25例,女23例;胎齡37.0~41.3周,平均39.5周;出生體質(zhì)量2650~3800g,平均2900g;Apgar評(píng)分8~10分,無(wú)窒息史及神經(jīng)系統(tǒng)病征。兩組之間的胎齡、性別、出生體質(zhì)量具有均衡性。
1.2 血清IGF-1含量的檢測(cè) HIE組患兒在HIE急性期(出生后5d內(nèi))取靜脈血3ml;正常對(duì)照組于出生后取臍靜脈血3ml。血樣加入肝素抗凝,3000r/min離心10min分離血清,置于-20℃低溫保存待測(cè)。送廣州金域醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)中心檢測(cè),定量檢測(cè)各組血清中IGF-1的含量。
1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 12.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理,率的比較采用χ2檢驗(yàn),以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 兩組新生兒血清ICF-1≤25μg/L所占比率比較 新生兒HIE急性期患兒血清ICF-1≤25 μg/L的例數(shù)為39例,所占比例為84.78%(39/46);正常對(duì)照組血清ICF-1≤25μg/L的例數(shù)為16例,所占比例為33.33%(16/48),兩組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (χ2=25.61,P<0.01)。
2.2 急性期HIE輕、中、重度新生兒血清ICF-1≤25μg/L所占比率比較 急性期HIE輕度新生兒21例患兒中血清ICF-1≤25μg/L的例數(shù)為17例,所占比例為80.95%(17/21);急性期HIE中度新生兒14例患兒中血清ICF-1≤25μg/L的例數(shù)為12例,所占比例為85.71%(12/14);急性期HIE重度新生兒11例患兒中血清ICF-1≤25μg/L的例數(shù)為10例,所占比例為90.91%(10/11)。3期患者血清ICF-1≤25μg/L所占比例比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (χ2=0.57,P>0.05)。
HIE的病理機(jī)制至今尚未完全闡明,但多數(shù)臨床研究和動(dòng)物模型都顯示IGF-1在HIE發(fā)生后對(duì)腦部神經(jīng)細(xì)胞具有重要的保護(hù)作用[2-3]。IGF-1是一種結(jié)構(gòu)和功能都與胰島素類似的多肽類神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子,對(duì)外周和中樞神經(jīng)系統(tǒng)均有明顯的營(yíng)養(yǎng)保護(hù)作用[4]。IGF分子體系包括IGF-1、IGF-2及其受體和相關(guān)結(jié)合蛋白,廣泛存在于早期發(fā)育的腦組織中,IGF-1通過(guò)各種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑發(fā)揮營(yíng)養(yǎng)和神經(jīng)調(diào)節(jié)作用。IGF-1可降低腦血管阻力,減少一氧化氮含量,由酪氨酸激酶介導(dǎo)迅速而特異地調(diào)控細(xì)胞的離子流向和鈣通道活性,從而防止神經(jīng)細(xì)胞凋亡和HIE對(duì)腦組織的進(jìn)一步損傷。
外周循環(huán)的IGF-1在缺氧缺血性腦損害后,可通過(guò)血-腦脊液屏障遷移至大腦并選擇性地積聚在下丘腦和丘腦前核[5]。本研究結(jié)果顯示,HIE患兒急性期血清IGF-1≤25μg/L所占比例明顯高于正常對(duì)照組的新生兒。筆者據(jù)此認(rèn)為HIE發(fā)作時(shí),患兒體內(nèi)的IGF-1進(jìn)行了重新分布。腦組織內(nèi)為保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞發(fā)生應(yīng)激反應(yīng),調(diào)集外周血中的IGF-1進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng),參與內(nèi)源性保護(hù)機(jī)制。在腦部的生長(zhǎng)發(fā)育期間,所有IGF分子體系的轉(zhuǎn)錄水平對(duì)腦缺氧缺血有關(guān)的代謝紊亂非常敏感,IGF-1基因表達(dá)的迅速減少可能與促使圍生期神經(jīng)元的死亡和線粒體損傷有關(guān)[6]。當(dāng)腦內(nèi)IGF-1基因表達(dá)被抑制,就會(huì)導(dǎo)致IGF-1含量和下游信號(hào)分子的激酶活力下降,使正常膜電位不能維持,鈣通道異常,可能引發(fā)HIE的一系列病理改變[7]。有研究認(rèn)為HIE后神經(jīng)元的遲發(fā)死亡是因?yàn)樯窠?jīng)營(yíng)養(yǎng)因子IGF-1作為細(xì)胞存活信號(hào)喪失所致。另有報(bào)告在新生兒HIE過(guò)程中,IGF體系的平衡被破壞,血糖代謝亦隨之紊亂,持續(xù)的低血糖或高血糖狀態(tài)可能加重HIE對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的損傷[8]。頸動(dòng)脈結(jié)扎的新生鼠腦缺氧缺血模型也證明,在缺氧后短時(shí)間內(nèi),大腦半球IGF-1的mRNA表達(dá)水平開(kāi)始下降,24h后明顯降低,72h后星形細(xì)胞中IGF-1的基因表達(dá)才逐漸被激活[9]。由此可見(jiàn),新生兒HIE急性期,血清IGF-1向腦部的聚集,導(dǎo)致外周循環(huán)中IGF-1含量大幅下調(diào),在HIE的病理生理過(guò)程中具有極其重要的生物學(xué)意義。在檢測(cè)中筆者發(fā)現(xiàn),HIE患兒IGF-1≤25μg/L所占比例明顯高于正常對(duì)照組[10],因而 IGF-1≤25μg/L可作為 HIE診斷的輔助指標(biāo),甚至可早期發(fā)現(xiàn)HIE的存在及其損害,為臨床早期干預(yù)、針對(duì)性治療提供有益的參考依據(jù)。
在恢復(fù)期,血清中IGF-1含量重新回到正常水平需要較長(zhǎng)的時(shí)間[10],本次實(shí)驗(yàn)曾做HIE恢復(fù)期的IGF含量測(cè)定,總體含量仍偏低,但因家屬配合方面工作沒(méi)做夠,此次實(shí)驗(yàn)沒(méi)收集足夠數(shù)量標(biāo)本,不能做統(tǒng)計(jì)學(xué)客觀的科學(xué)的評(píng)價(jià)。體內(nèi)、外的各項(xiàng)研究均表明,足夠水平的IGF-1對(duì)于腦缺血缺氧模型,可減少神經(jīng)元損傷,延緩驚厥的發(fā)作,降低驚厥的發(fā)生率,并且無(wú)不良反應(yīng)。在HIE之后,利于軀體感覺(jué)功能的恢復(fù),避免形成腦皮質(zhì)梗死,緩解神經(jīng)元的進(jìn)行性凋亡[11]。頸動(dòng)脈結(jié)扎鼠腦實(shí)驗(yàn)的MRI動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)顯示[12],無(wú)論是通過(guò)皮下注射還是腦室內(nèi)給予IGF-1,都可以明顯減少腦缺血灶的體積,更有助于控制病情的惡化,促進(jìn)缺血灶的恢復(fù)。但I(xiàn)GF-1的生物學(xué)效應(yīng)發(fā)揮有一定的延遲,在結(jié)扎后30min后開(kāi)始使用IGF-1,而其神經(jīng)保護(hù)功能一般要在24h以后才能顯現(xiàn),隨后即可維持在此水平。這一現(xiàn)象可能和IGF-1的活性需要IGF分子體系整體表達(dá),包括IGF受體參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑有關(guān)。從臨床的觀察結(jié)果,筆者發(fā)現(xiàn)HIE患兒在發(fā)病24h之內(nèi),其體內(nèi)IGF-1含量正處于最低水平,而自身IGF-1含量的回升時(shí)間可能晚于24h,提示IGF-1亦可作為HIE治療的調(diào)控靶點(diǎn),若在HIE治療早期令患兒體內(nèi)的IGF-1含量即達(dá)到有效濃度,或許對(duì)整個(gè)治療和恢復(fù)過(guò)程以及改善預(yù)后都大有裨益,這也是本研究希望能在治療上提供理論依據(jù)的初衷之一。
1 Lin S,F(xiàn)an LW,Pang Y,et al.IGF -1 protects oligodendrocyte progenitor cells and improves neurological functions following cerebral hypoxia- ischemia in the neonatal rat[J].Brain Res,2005,1063(1):15-26.
2 Guan J,Beilharz EJ,Skinner SJ,et al.Intracerebral transportation and cellular localisation of insulin-like growth factor-1 following central administration to rats with hypoxic-ischemic brain injury[J].Brain Res,2000,853(2):163 -173.
3 Brywe KG,Mallard C,Gustavsson M,et al.IGF-I neuroprotection in the immature brain after hypoxia-ischemia,involvement of Akt and GSK3beta?[J].Eur J Neurosci,2005,21(6):1489 -1502.
4 韓彩萍.胰島素樣生長(zhǎng)因子-1的神經(jīng)保護(hù)作用[J].國(guó)外醫(yī)學(xué)(腦血管疾病分冊(cè)),2005,15(1):46-47.
5 Satar M,Ozcan K,Yapicioglu H,et al.Serum insulin-like growth factor 1 and growth hormone levels of hypoxic-ischemic newborns[J].Biol Neonate,2004,85(1):15-20.
6 Zhong J,Deng J,Ghetti B,et al.Inhibition of insulin - like growth factor I activity contributes to the premature apoptosis of cerebellar granule neuron in weaver mutant mice:in vitro analysis[J].J Neurosci Res,2002,70(1):36 -45.
7 Rose A,F(xiàn)roment P,Perrot V,et al.The luteinizing hormone-releasing hormone inhibits the anti-apoptotic activity of insulin-like growth factor-1 in pituitary alphaT3 cells by protein kinase Calpha-mediated negative regulation of Akt[J].J Biol Chem,2004,279(50):52500-52516.
8 胡淑芳.38例新生兒低血糖癥臨床分析[J].廣西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2004,21(6):900-901.
9 Popken GJ,Dechert- Zeger M,Ye P,et al.Brain development[J].Adv Exp Med Biol,2005,567:187 -220.
10 彭珊璐.45例新生兒缺氧缺血性腦病的血清IGF-1含量分析[J].邯鄲醫(yī)學(xué)高等??茖W(xué)校學(xué)報(bào),2006,16(9):6196-6197.
11 An J,Miller OT,Waugh KM,et al.Insulin -like growth factor-1 improves somatosensory function and reduces the extent of cortical infarction and ongoing neuronal loss after hypoxia-ischemia in rats[J].Neuroscience,2001,105(2):299 -306.
12 Schabitz WR,Hoffmann TT,Heiland S,et al.Delayed neuroprotective effect of insulin-like growth factor- I after experimental transient focal cerebral ischemia monitored with mri[J].Stroke,2001,32(5):1226-1233.