新生儿窒息后肾损伤的研究进展及展望
【关键词】 新生儿 窒息 肾损伤
Study Progress and Forecast to Renal Damage after Neonate’s Asphyxia
Key words:Neonate; Asphyxia; Renal damage
新生儿窒息是新生儿死亡和伤残的主要病因之一。本病致死致残的主要原因是窒息缺氧造成多脏器(心、脑、肾等)损伤所致。窒息新生儿约70%合并不同程度的脏器损伤,其中肾损伤发生率最高,为50%～70%,多于中枢神经系统及其他脏器的损伤。近年来，对缺氧缺血性肾损伤研究中，一些动物实验和成人研究成果可以作为新生儿窒息肾损伤的研究方向。
1 新生儿窒息肾损伤的病理
近端肾小管细胞对缺氧特别敏感，因此缺氧缺血性肾损伤主要发生在近端肾小管细胞，而且多为微小损伤和亚细胞结构的损害。
1.1 细胞骨架改变
电镜下肾小管细胞微丝的丝状肌动蛋白被破坏为“烟卷状”碎片，并呈核旁分布。微丝结构的异常破坏了细胞间紧密连接及细胞与基质连接，使肾小管极性改变，损坏肾小管功能。
1.2 细胞极性的改变
Molitoris等认为近端肾小管的细胞顶端细胞膜与基底细胞膜的蛋白质与脂类组成不对称分布，导致细胞极性的改变，使近端肾小管对Na+、水重吸收减少，远端肾小管内Na+浓度增高，球管反馈增强。
1．3 肾小管堵塞
Goligorsky等研究表明，急性缺血性肾小管坏死的患者尿中脱落细胞大部分是有生命活性的，活性细胞的聚集加速了肾小管堵塞。肾小管细胞基底侧膜的整合素在基底侧细胞膜表达的缺失是细胞从基底脱落的基础。
2 肾损伤机制
2.1 能量代谢障碍
缺氧时细胞氧化磷酸化障碍，ATP生成减少，导致细胞结构受损及有害物质堆积。
2.2 NO 生理状态下的NO对维持肾脏结构和功能稳定有重要作用。同时NO作为一种自由基气体，可与超氧阴离子反应生成过氧化亚硝酸阴离子并分解为羟自由基和亚硝酸阴离子等氧化剂，抑制细胞线粒体氧化呼吸，而且能进一步形成多种毒性产物，继发组织损伤［1］；另外NO与氧作用，生成N2O3直接损伤细胞DNA，加重能量缺乏。韩梅等［2］通过对胎鼠缺氧缺血及再灌注后肾NO及一氧化氮合酶（NOS）体系的研究，认为肾NO水平的双相改变是内皮型（eNOS）和诱导型（iNOS）活性改变的综合结果，缺氧缺血及再灌注早期eNOS基因表达的明显降低，使eNOS活性降低，NO合成减少，肾小球灌注压降低，肾小管阻力升高，血小板及中性粒细胞在肾小球内粘附聚集，介导肾组织损伤；后期iNOS的诱生，释放大量的NO，抑制细胞呼吸和能量代谢，导致组织损伤。
2.3 氧自由基
氧自由基能损伤DNA，其主要来源于线粒体传递链的破坏、黄嘌呤氧化酶、活化的炎性细胞等。动物实验表明，黄嘌呤氧化酶活性增强是缺血/再灌注损伤后氧自由基增加的主要原因。但在人类肾细胞中该酶含量少，在人类缺血/再灌注肾损伤中的作用尚有争议。
2.4 细胞内钙超载
目前在缺氧缺血性肾损伤机制的研究中,较公认的是细胞内Ｃａ2+的升高,即细胞内钙超载。而细胞内钙超载会导致线粒体功能抑制,膜磷脂降解以及蛋白质分解,进而引起细胞损伤和死亡［3］。胞浆中Ｃａ2+浓度平衡和稳定是Ｃａ2+跨细胞膜转运和细胞内“钙库”摄取和释放Ｃａ2+等过程动态平衡的结果,这一平衡过程90%依赖于钙离子三磷酸腺苷酶(Ｃａ2+ ＡＴＰａｓｅ),而线粒体是细胞内最重要的“钙库”。通过对大白鼠宫内急性缺血再灌注模型的研究发现,宫内急性缺血缺氧时细胞膜和线粒体Ｃａ2+ ＡＴＰａｓｅ活性开始降低,再灌注后其活性继续降低,一段时间后才开始恢复,提示细胞膜和线粒体Ｃａ2+ ＡＴＰａｓｅ活性的降低可能是发生细胞内Ｃａ2+超载的重要机制;再灌注后降低更明显,恢复也相对缓慢,提示在引起细胞内Ｃａ2+浓度升高的过程中,线粒体摄取Ｃａ2+的功能障碍可能起着更为重要的作用［4］。这一发现对今后阻断细胞内Ｃａ2+升高的防治研究具有指导意义。
2.5 炎症反应
缺氧缺血可引发一系列肾脏的病理生理变化,导致再灌注时白细胞进入缺血区,与内皮细胞相互作用,诱发炎症反应,致使在恢复血供和氧供后肾组织损伤反而加重。有许多学者认为,这一炎症反应是由肿瘤坏死因子α(ＴＮＦ?α)和白细胞介素1等促炎性因子介导启动的。Mizutani等［5］通过钳夹成年大鼠肾动脉制成肾缺血再灌注模型,发现ＴＮＦ?α在再灌注3 ｈ即迅速升至高峰;反映中性粒细胞(ＰＭＮ)浸润数量和程度的髓过氧化物酶则在6 ｈ达到高峰,推测ＴＮＦ?α可能启动了炎症反应。吴捷等［6，7］研究证实,胎鼠肾在急性缺血和再灌注后存在炎症反应,ＰＭＮ和氧自由基在肾再灌注损伤中的作用与细胞间粘附分子（ICAM）有关，急性缺血缺氧可以刺激ICAM?1ｍＲＮＡ的转录进而导致蛋白表达增强,其表达变化与组织形态学改变一致,提示ICAM?1可能参与了急性缺血缺氧性肾损伤时炎症反应的发生。
2.6 凋亡
报道［8］，在新生大鼠肾脏AT2受体可诱导细胞分化及凋亡。也有观点认为在血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）中，诱导凋亡起主要作用的是AT1受体。Diep等［9］通过体内试验发现AngⅡ诱导血管平滑肌细胞凋亡是通过AT1受体进行的。总之，AT1、AT2受体在凋亡中的地位尚有争议，可能存在相互作用。
2.7 生长因子
生长因子在肾损伤后的表达变化正在成为新的研究热点。表皮生长因子(EGF)和转化生长因子α(TGF?α)同属于EGF家族,作用于同一受体?表皮生长因子受体(EGFR),均为具有促进多种细胞增殖分化的低分子多肽,对胚胎期肝、肾等的生长发育及出生后的脏器功能的成熟起重要作用。文献报道,人类胚胎前30周尿EGF含量极少,出生后尿中排泄量迅速增加,并在生后1个月～3岁间维持在较高水平,提示EGF参与了肾脏的成熟过程。有研究给缺血或毒物诱发急性肾功能衰竭（ARF）的动物皮下注射外源性EGF,结果发现,EGF可促进ARF后肾小管上皮细胞的再生和修复,减轻ARF的严重程度及加速肾功能的恢复。另有研究证实外源性TGF?α对缺血性肾损伤同样具有修复作用［10］。吴婕等［15］研究发现,胎儿后期肾组织EGF含量仍甚微,而TGF?α可能才是与EGFR结合的主要生长因子配体。宫内急性缺氧缺血后,胎肾EGFR表达迅速增高,TGF?α增加相对缓慢,而EGF未见明显表达,提示应用外源性EGF和TGF?α可能对防治肾损伤有重要作用。
3 肾损伤防治
3.1 炎症因子抗体
国外学者［12］尝试用ICAM?1或其配体的抗体等方法抑制或封闭其生物学活性来防治缺血后肾损伤并取得初步成效。
3.2 外源性生长因子
研究发现［11，16］，尿中的表皮生长因子及转化因子β1的变化可判断肾小管损伤及修复能力。由于外源性生长因子更适应生理要求,副作用小［14］,无疑为围生期窒息时肾损伤的防治,尤其是在宫内的防治带来新的思路。
3.3 前列腺素(PG)及环氧化酶2（cox?2）
腾月娥等［15，16］认为胎鼠缺血性肾损伤时，PGE2于再灌注2 h开始升高，24 h达高峰，33 h仍维持较高水平，它作为重要的血管舒缩物质，在再灌注初期可能与PGI2协同作用以维持肾有效血流灌注，PGI2和PGE2在缺血性胎肾损伤时的异常升高可能与临床上宫内窘迫后胎肾损伤较成人缺血性肾损伤轻且恢复快有关；还证实缺血再灌注选择性地诱导胎鼠cox?2蛋白表达增强，cox?2可能通过PGI2和PGE2对缺血性胎肾损伤具有保护作用。因此，围产期肾损伤不宜应用PG 及cox?2抑制剂。
综合上述报道，我们可以了解关于窒息新生儿肾损伤方面的情况，包括从病理超微结构到发生机制及防治措施等。对于防治措施，上述目前仅在动物试验中，尚未进行临床试验。
【文献】
［1］Noiri E,Nakao A,Uchida K,et al.Oxidative and nitrosative stress in acute renal ischemia［J］.Am J Physiol Renal Physiol,2001,281:948?957.
［2］韩梅,李娟,高红,等.急性缺血缺氧及再灌注时胎鼠肾脏一氧化氮合酶体系的表达［J］.中华围产医学杂志,2005，8(1):43?46.
［3］Kristian T,Siesjo BK.Calcium in ischemic cell death［J］.Stroke,1998，29(3):705?718.
［4］吴捷,郎慧丽,魏克伦.宫内急性缺血缺氧后胎鼠肾脏钙离子腺苷三磷酸酶动态变化的研究［J］.当代儿科杂志,2001，3(3):227?231.
［5］Mizutani A,Okajima K,Uchiba M,et al.Activated protein Cre.ducesis chemia/reperfusion.induced renal injury in rats by inhibiting leukocyte activation［J］.Blood,2000，95(12):3718?3787.
［6］吴捷,薄涛,魏克伦.肿瘤坏死因子?α在宫内急性缺氧缺血后胎鼠肾脏炎症反应发生中的作用［J］.实用儿童临床杂志，2003,18（2）:97?99.
［7］吴捷,范玲,魏克伦.宫内急性缺血缺氧后胎鼠肾脏细胞间粘附分子?1表达的研究［J］.新生儿科杂志,2002,17(2):64?65.
［8］李冬，王晓炜，陈晓燕. AT2受体诱导新生大鼠肾小管上皮细胞凋亡的研究［J］.新生儿科杂志，2004,19(1):20?22.
［9］Diep QN,Li JS,Schiffrin EL.In vivo study of AT1 and AT2.angiotensin receptors in apoptosis in rat blood vessels［J］.Hypertension,1999，34:617?624.
［10］Kuang P,Tao Y.Radix salviae miltiorrhizae treatment results indecreased lipid peroxidation in reperfusion injury［J］.Tian Y J Tradit Chin Med,1996，16(2):138?142.
［11］吴捷，文红，王伟，等.宫内窘迫后胎鼠肾脏表皮生长因子及其受体表达变化的研究［J］.中国医科大学学报，2004，33（5）：400?404.
［12］Chen W,Bennett CF,Wang M,et al.Perfusion of kidneys with unformulated“naked”intercellular adhension molecule?lantisense oligodeoxynucleotides prevents ischemic/reperfusion injury［J］. Transplant,1999，68(6):880?887.
［13］吴捷,高红,王伟，等.宫内窘迫后胎鼠肾脏转化生长因子β1表达变化的研究［J］.中国优生与遗传杂志，2005，13（2）：62?63.
［14］Gobe G,Zhang XJ,Willgoss,et al.Relationship between expression of Bcl?2 genes and growth factors in ischemic acute renal failure in the rat［J］.J Am Soc Nephrol,2000,11(3):454?467.
［15］滕月娥，胡潇滨，魏克伦.缺血缺氧再灌注对胎鼠肾组织环氧化酶表达的影响［J］.中国组织化学与细胞化学杂志，2005，14（3）：285?289.
［16］滕月娥，胡潇滨，魏克伦.缺血缺氧对胎鼠肾脏前列腺素代谢的影响［J］.中华围产医学杂志,2003,6（5）:294?295.
