新生儿坏死性小肠结肠炎的发病机制及防治进展

冉 云，文剑波

(赣南医学院 1.2018 级硕士研究生，江西 赣州 341000；2.第六临床医学院，江西 萍乡 337000)

坏死性小肠结肠炎(NEC)是一种主要发生在新生儿，特别是早产儿的肠道炎症性疾病，其特征以肠道损伤为主(从粘膜损伤到全层坏死和穿孔)，临床表现以喂养不耐受、腹胀、血便为主。据报道NEC在极低出生体重儿中的发生率约为5%～7%，死亡率约为20%～30%。NEC自发现以来，在病因、诊断及治疗方面已取得不少进步，但也有一些机制尚未阐明[1]。目前认为造成NEC危险因素包括早产、肠道微生物失调及配方奶喂养等多种因素[2]。由于发病机制尚不明确，新生儿NEC目前的防治手段也很有限，主要以母乳喂养、益生菌、抗生素及手术等为主，也有一些新的治疗靶点被发现，如TLR4抑制剂、FMT等[3-4]。

1 NEC的发病机制

1.1早产NEC在足月儿中并不常见，最常发生于30～31周产的早产儿，有研究表明超过90%的NEC患者为早产儿，尤其是极低出生体重儿(体重<1 500 g)[4]。目前认为早产可能通过增加肠道通透性、影响早产儿免疫功能的成熟、增加促炎信号高表达及促进TLR4表达等导致NEC发生。也有研究表明早产儿肠道发育不成熟，上皮细胞连接受损，黏液层粘蛋白、三叶因子缺乏，paneth细胞数量和功能下降[5]，会影响肠道屏障完整性，增加其通透性，导致致病菌的入侵。另外与足月儿相比，早产儿免疫细胞组成及促炎信号表达等也有显著差异，包括中性粒细胞比例低、CXCL11和IL-8高表达等[6]。还有研究发现Toll样受体(TLRS)与NEC发病密切相关，NEC小鼠肠黏膜TLR4表达明显增加，但TLR9的表达下降且TLR9缺陷的NEC小鼠症状明显加重[7]。这表明TLR4促进NEC的形成，而TLR9对NEC小鼠具有保护作用。此外，调节性T细胞(Treg)功能受损，早产儿存在促炎细胞因子(如TNF-α 和 IL-6)和Treg/Th17平衡改变可能也会促进新生儿NEC的形成[8]。

1.2肠道微生物失调新生儿肠道微生物定植从分娩时开始，主要来自分娩期间及分娩后母亲与环境的微生物转移，经阴道分娩的新生儿微生物定植以乳酸杆菌和双歧杆菌为主，而经剖宫产的新生儿则表现出较低的类杆菌丰度和较高水平的肠杆菌和梭菌[9]。尽管有meta分析表明NEC肠道微生物失调主要以变形菌门相对丰度增加，而厚壁菌门及拟杆菌门相对丰度下降为特点[10]，但是目前还未发现导致NEC的特定病原体[11]。有研究发现NEC新生儿的肠道微生物多样性明显低于非NEC新生儿[10]，且实验性NEC并不会发生于肠内无菌的动物模型中[12]，这表明肠道微生物参与了NEC的发病。肠道微生物失调引起NEC的具体机制目前还不清楚，但肠道微生物能够通过免疫、内分泌和神经途径与大脑相互作用，表明其发病机制可能与微生物-肠-脑轴的功能失调有关。有研究表明肠道产LPS微生物可能通过促进TLR4的表达诱导细胞因子的释放，再作用于大脑；而肠道微生物产生的短链脂肪酸(SCAFS)也能直接作用于大脑；另外肠道微生物代谢产物作用于结肠嗜铬样细胞，促进五羟色胺(5-HT)的生物合成和分泌，刺激肠神经元，促进肠道运动[13-14]。

1.3配方奶喂养有研究表明配方奶喂养的新生儿NEC的发生率明显高于母乳喂养(配方奶VS母乳3.4%VS 1%，P<0.05)[15]。之后有研究进一步表明新生儿生后10天内予配方奶喂养明显增加其发生NEC的风险，而母乳喂养则与之相反[16]。该研究证明配方奶能够促进NEC的发生，而母乳则对NEC有一定预防作用。配方奶造成新生儿NEC的具体机制还不清楚，但已有研究表明，牛基配方奶粉能够增加肠道通透性，促进肠道氧化应激，且对肠上皮细胞有直接毒性，这可能是导致NEC的机制之一[17]。也有研究发现经配方奶喂养的新生儿肠道消化链球菌和疣微菌更高，而母乳喂养的新生儿难辨梭菌感染率明显低于配方奶喂养的新生儿，表明不同喂养方式造成新生儿肠道微生物差异可能也是导致NEC的机制之一[18]。

1.4其他因素除了前述因素外，还有一些因素可能也参与NEC发病，包括H2受体阻滞剂、抗生素的使用及肠脑轴的作用等。一项临床试验发现使用H2受体阻滞剂的新生儿NEC发病率为7.1%，且H2受体阻滞剂与NEC发生明显相关(OR=1.71，95%CI:1.34～2.19，P<0.05)[19]，表明H2受体阻滞剂能增加新生儿NEC的发生率。此后有研究发现使用H2受体阻滞剂的新生儿肠道微生物多样性降低，主要表现为变形菌门的相对丰度增加，硬壁菌门的相对丰度下降，表明H2受体阻滞剂可能通过影响肠道微生物的定植参与NEC发生[20]。抗生素的使用也是引起新生儿NEC的危险因素之一，且长时间(≥5天)使用抗生素会进一步增加NEC发病率[21]。有研究表明使用抗生素后新生儿肠道微生物多样性下降，硬壁菌门和拟杆菌门仍然占主导地位，但变形菌和放线菌的相对丰度增加[22]，提示抗生素促进NEC的发生可能也与新生儿肠道微生物的变化有关。除此之外，MEISTER等使用NEC动物模型证明了NEC与迷走神经张力降低有关，表明肠-脑轴改变并伴有迷走神经调节异常也可能参与NEC的发病机制[2]。

2 NEC的预防与治疗

2.1母乳喂养有研究表明母乳喂养的新生儿生后7天NEC发生率明显低于配方奶喂养新生儿(母乳喂养VS配方奶喂养 1% VS 3.4%，P<0.05)[15]，另一项回顾性研究也表明母乳喂养能降低NEC发病率(母乳喂养VS非母乳喂养:0% VS 10.5%，P=0.005)[23]，证明母乳喂养能够有效预防NEC的发生。由于新生儿开始母乳喂养的时间无法统一，故有学者探究了延迟母乳喂养是否影响其防治疗效，发现早期喂养与延迟喂养相比，新生儿NEC的发病例数及发病率相同(2例，发病率：4%)[24]，表明新生儿延迟母乳喂养不会影响其防治NEC的疗效。因母亲健康问题一些新生儿需使用捐赠母乳，故有多项随机对照试验比较了其与自身母乳喂养防治NEC的疗效差异，发现母乳喂养新生儿(单用捐赠母乳、单用自身母乳及使用混合母乳)NEC发生率均明显低于配方奶喂养新生儿，且差异有统计学意义[23,25]，表明捐赠母乳也能有效预防NEC发生。

2.2益生菌的使用新生儿肠道微生物失调在NEC发病机制中起重要作用[26]，故使用益生菌制剂促进新生儿肠道微生物平衡也能在一定程度上防治NEC。MICHAEL JM等通过随机对照试验发现使用益生菌新生儿的NEC的发生率都明显低于对照组(4% VS 16.4%；P<0.05)[12]，且临床症状较轻。 DILLI等则比较了单用益生菌、单用益生元、合用益生菌及益生元、使用安慰剂组的新生儿NEC发生率的区别，发现单用益生菌组及合用组NEC发生率明显低于单用益生元组或安慰剂组(益生菌组2%，合用组4%，益生元组12%，安慰剂组18%，P<0.05)[27]。这些研究都进一步证实了益生菌能够预防新生儿NEC的发生，但对于临床确诊的NEC的治疗效果目前研究不多。最近有一项病例对照研究比较了益生菌组和对照组治疗Ⅰ期NEC的疗效，最终发现两组NEC的恶化率(从Ⅰ期恶化到Ⅱ期或Ⅲ期)差异无统计学意义(益生菌组VS未使用组21.0% VS 27.2%，P>0.05)[28]。这提示益生菌不能阻止新生儿NEC病情的进一步恶化，但由于是回顾性研究，益生菌的类型、使用时间、剂量等难以统一，这些因素都可能会影响NEC的病情变化，该研究总体样本量较少可能也会影响结果分析。

2.3抗生素的使用前述研究表明抗生素是引起新生儿NEC的独立危险因素，但目前广谱抗生素也是治疗NEC的常用手段之一 。由于抗生素在NEC发病和治疗上具有矛盾性，故探究抗生素治疗NEC的实际疗效是很有必要的。一项实验性NEC研究发现，抗生素组早产猪NEC发病率明显低于对照组(抗生素组VS对照组0% VS 85%;P= 0.001)[29]，表明早期抗生素能够在一定程度上降低NEC发生率。也有研究比较不同给药方式对疗效的影响，发现肠外使用抗生素与不使用抗生素组的NEC发生率无显著差异，而肠内抗生素给药组的NEC发生率及胃肠道症状严重程度评分都明显低于前两组[30]，表明抗生素的给药方式会影响药物吸收从而影响NEC的防治效果。除了比较给药方式对治疗效果的影响外，之前有一项Cochrane临床对照试验比较了不同抗生素对NEC患儿的治疗效果，最终发现不同抗生素组间发生肠穿孔率和死亡率均没有统计学差异，因此没有发现一种值得推荐的治疗NEC的抗生素方案[31]。综上所述，抗生素在早期NEC治疗中应该使用，且通过肠内给药疗效更佳，但应避免长期使用，至于疗效最佳的特定抗生素的确定可能还需进一步探究。

2.4 TLR4炎症通路的抑制TLR4已被证明在新生儿NEC发病机制中起着重要作用，故抑制TLR4炎症通路也可能是防治NEC的手段[7]。有研究发现与野生型小鼠相比，TLR4缺乏的小鼠NEC的严重程度明显下降[32]，表明抑制TLR4对于防治NEC具有一定疗效。目前已知TLR4的抑制剂包括：孕烷X受体(PXR)、IL-1受体相关激酶抑制剂(IRAKI)、胰岛素样生长因子(IGF-1)等。研究者通过NEC动物模型验证了PXR、IRAKI及IGF-1防治NEC的疗效。有研究发现正常野生小鼠PXR阳性的染色强度明显高于NEC小鼠(31.52% VS 17.27%)，同时野生型NEC小鼠肠道损伤程度明显重于PXR-/-NEC小鼠，表明PXR能够预防NEC的发生并在一定程度上降低NEC模型的肠道损伤[33]。也有研究发现IRAKI组大鼠肠道病理评分、NEC发生率及肠道组织促炎因子(TNF-α、NF-κB、IL-1β、IL-6)的表达都明显低于单纯NEC模型组(P<0.05)[34]，提示IRAKI也能有效预防NEC发生、降低肠道损伤并降低促炎因子的表达。另一项研究则发现IGF-1干预组肠道症状(如肠扩张、积气等)、NEC发生率及TLR4 mRNA表达均明显低于空白模型组(P<0.05)[35]，表明IGF-1能够通过抑制TLR4的表达减轻肠道症状及减少NEC发生。由于目前关于TLR4抑制剂防治NEC的研究有限且多为动物实验，后期还需更多的动物及临床实验来验证及探究其作用机制。

2.5粪菌移植(FMT)由于新生儿肠道微生物失调是引起NEC的重要因素，故采用FMT重建新生儿肠道微生物的平衡来防治NEC可能是可行的。近年来FMT在其他肠道疾病(如艰难梭菌感染、炎症性肠病等)中已广泛应用[36]，但在新生儿NEC中的应用较少。CHRISTIAN等通过比较FMT组大鼠与NEC组、空白组，发现FMT组血清细胞因子(IL-1β, IL-6 及TNF-α)及氧化性损伤的标志物都明显低于NEC组(P<0.05)[37]。该研究提示FMT能够减少NEC大鼠的肠道损伤及全身炎症，但该实验也有一定局限性。由于实验选用大鼠皆为足月产，不符合临床上NEC多发于早产儿的特点，而在诱导NEC前即给予FMT会导致其治疗作用与造模的致病因素相互干扰，在一定程度上会影响结果分析。另一项研究发现，FMT组小鼠NEC发生率、NEC严重程度及病理评分都明显低于对照组(NEC组)(P<0.05)，而存活率则高于对照组。同时该研究还发现重组酵母谷氧还原蛋白1(GRX1，一种胞浆内氧化还原酶)与FMT减轻NEC的症状密切相关，经FMT后GRX1-/-的NEC小鼠的超氧化物含量及疾病严重程度都明显高于FMT后的NEC小鼠，且接近于未经FMT处理的NEC小鼠水平[3]。这一研究验证了FMT能降低NEC发生发生率、减轻其症状和改善预后，同时表明至少在一定程度上FMT需要通过GRX1来发挥其防治作用。

2.6手术治疗尽管大多数NEC新生儿采用药物治疗，但仍有30%～50%NEC患儿需要外科处理[38]。手术方式主要分为剖腹手术和腹腔引流术，之前有一项临床随机对照研究发现剖腹手术后与腹腔引流术后比较，新生儿死亡率及存活患儿的住院天数等均无显著差异[39]。手术治疗主要通过早期干预减少感染和脓毒症、避免或减少多器官功能障碍及短肠综合征等，但是手术也会引起一系列的并发症，如吻合口相关并发症、脓毒症、腹膜炎、伤口感染等，且术后死亡率及再次手术率都较高(术后死亡率约40%～50%，并发症发生率约40%～70%)[40]。手术治疗是目前中后期NEC患儿的常用治疗手段，但由于并发症多及预后欠佳，后续可能需要进一步明确手术指征来慎重的选择手术治疗。

3 总结与展望

NEC自发现以来，其发生率和死亡率无明显下降，由此带来了沉重的医疗负担。有研究表明2009年患NEC的极低出生体重儿的平均花费约为非NEC新生儿的1.4倍，且未包括可能需手术干预的费用。尽管NEC的确切发病机制目前尚不明确，但早产、配方奶喂养、肠道微生物失调已被证明参与NEC的发病，其中TLR4介导的促炎通路可能是多种高危因素导致NEC的重要中间环节，同时引起NEC的各因素之间也会相互影响。后期可能需要通过高通量测序等确定引起NEC的特定病原体，同时探究TLR4与其他致病因素相互作用的分子机制。由于NEC发病机制目前并未完全阐明，故目前的治疗手段及疗效都很有限。针对NEC致病因素提出的防治方法(母乳喂养、益生菌等)已被证明能够降低NEC发病率，可用来预防高危早产儿NEC的发生。尽管抗生素及手术干预尚有争议，但它们仍是临床NEC患儿最常用的治疗手段。新的治疗方法(如TLR4抑制剂、FMT等)可能还需更多的数据支撑，而随着更多新的治疗方法及治疗靶点被发现，NEC的防治疗效可能会大幅提高甚至被治愈。