血浆TGF-β1、BMP-7 水平对早产儿支气管肺发育不良的预测价值

张霞，段玉会，韩进天，王岩，黄奕霖，苏萍

玉林市第一人民医院，广西玉林537000

随着围生医学与新生儿重症监护诊疗技术的长足发展，早产儿和极低体质量儿的存活率有了很大的提升，故早产儿支气管肺发育不良（BPD）的发生率有逐渐上升趋势［1］。早产儿BPD 病情较重，除呼吸系统症状外，多伴有神经系统损害，严重影响患儿的生存质量及预后［2］。因此，及早识别高风险早产儿BPD 是现阶段围生医学的工作重心。转化生长因子-β1（TGF-β1）是多肽类生长因子超家族成员之一，其具有促炎和促纤维化作用，其可影响肺的发育，并在高氧性肺损伤、肺纤维化中发挥重要作用［3］。骨形成蛋白-7（BMP-7）是TGF 超家族成员之一，其通过Smads 信号通路参与肺损伤及损伤后组织修复过程［4］。BPD 患者肺发育较差、肺组织损伤较重，TGF-β1和BMP-7 可能参与其中，但目前二者与BPD 的关系尚未可知。为此，本研究分析血浆TGF-β1、BMP-7水平对早产儿BPD的预测价值，以期为BPD的早期诊治提供帮助。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2015 年1 月—2020 年1 月于本院出生的早产儿500 例，根据是否发生BPD 分为BPD 组185 例和非BPD 组（NBPD 组）315 例。纳入标准：①胎龄在28～32 周；②出生体质量≤1 500 g；③出生24 h 内转入新生儿重症监护室；④存活时间超过28 d；⑤BPD 诊断参照《实用新生儿学》中的相关标准［5］。排除标准：①先天性畸形；②并发胎粪吸入综合征；③合并先天性心脏病、动脉导管未闭、肺动脉高压；④并发膈疝、气胸、胸腔积液及肺部占位性病变。本研究已经获得医院伦理会的审批同意，新生儿家属均签署知情同意书。

1.2 资料收集整理 记录两组新生儿胎龄、性别、出生体质量、1 min Apgar 评分、5 min Apgar 评分、呼吸窘迫综合征（NRDS）发生情况、吸氧时间、吸氧浓度、机械通气时间、出生方式、母妊娠期并发症（高血压、糖尿病）发生情况。

1.3 生化指标检测 两组新生儿均在出生时采集脐血，出生后第7、14、21 天采集外周静脉血5 mL，以2 000 r/min 离心15 min（离心半径14 cm），置于-80 ℃冷藏器中备用。严格按照检测试剂盒操作说明，使用双抗体酶联免疫吸附法检测血浆中TGF-β1和BMP-7的水平。TGF-β1检测试剂盒购于埃博泰克生物科技有限公司（武汉，生产批号20141207），BMP-7检测试剂盒购于罗氏公司（瑞士，生产批号20141126）。

1.4 统计学方法 采用SPSS version 23.0（SS Inc，Chicago，IL）进行数据分析。计量资料符合正态分布以±s表示，组间差异比较采用独立样本t检验或重复测量的方差分析；计数资料以例或百分比表示，组间比较使用χ2检验。应用Logistic 回归分析早产儿BPD 的危险因素，使用受试者工作特征曲线（ROC）分析TGF-β1和BMP-7 对早产儿BPD 的预测价值。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患儿的临床特点 BPD组机械通气时间、吸氧浓度、吸氧时间、NRDS比例、顺产比例高于NBPD 组，出生体质量、1 min 及5 min Apgar 评分低于NBPD组（P均＜0.05）。见表1。

2.2 两组血浆TGF-β1和BMP-7 水平变化 BPD 组出生时和出生后（第7 天、14 天、21 天）的血浆TGFβ1、BMP-7 水平高于同时间点NBPD 组（P均＜0.05）。BPD 组出生时、出生后第7 天、14 天、21 天的血浆TGF-β1水平逐渐升高，而血浆BMP-7 水平在出生时、出生后第7 天、14 天逐渐升高，第21 天较前有所下降，不同时间点比较差异均有统计学意义（P均＜0.05）。见表2。

2.3 早产儿BPD 的危险因素 以早产儿是否发生BPD 为因变量，Logistic 多因素回归分析显示顺产、吸氧时间、机械通气时间、TGF-β1、BMP-7 均是早产儿BPD的危险因素（P均＜0.05）。见表3。

2.4 脐血TGF-β1和BMP-7 对早产儿BPD 的诊断价值 早产儿出生时脐血TGF-β1、BMP-7 预测BPD的ROC曲线下面积（AUC）分别为0.757、0.808，TGFβ1联合BMP-7 预测BPD 的AUC为0.848，高于TGFβ1、BMP-7 任一单项指标（P均＜0.05）。以截断值为9.246 ng/mL，TGF-β1诊断BPD的敏感度为75.50%，特异度为78.87%；以截断值为1498.330 pg/mL，BMP-7 诊断BPD 的敏感度为83.00%，特异度为75.83%。见表4

3 讨论

新生儿是肺发育的特殊阶段，此刻肺刚脱离小管期进入囊泡期，对各种刺激比较敏感；特别是早产儿，由于肺组织发育不成熟，且本身对氧化应激易感、抗氧化酶活性及维生素C、E 等自由基清除物较少，暴露于机械通气、高浓度吸氧及炎性损伤等不利因素之中的机会更多。本研究显示，BPD 患儿机械通气时间长、吸氧时间长、顺产是早产儿BPD 的危险因素，此结果与既往的研究相符［6］。机械通气时间较长常常导致气道黏膜受损，气压伤风险亦较高，常常引起肺组织损伤；吸氧时间长导致外界病原微生物进入肺组织的几率大增，常引起肺组织感染；顺产新生儿气道挤压伤风险较高，亦会引起肺组织损伤；上述因素均会引起不成熟肺组织的急性损伤，且损伤后的异常修复损伤是导致“经典型”BPD的主要原因［7］。目前，BPD 的诊断、病情分级大多在新生儿出生后28 d 进行，此时即便诊断明确也往往错过最佳干预时期［8］。因此及早筛查BPD 高危产儿，对BPD临床防治有重要意义。

表1 两组临床特点比较

表2 两组血浆TGF-β1和BMP-7水平比较（±s）

表2 两组血浆TGF-β1和BMP-7水平比较（±s）

注：与本组出生时相比，aP＜0.05；与本组第7天相比，bP＜0.05；与本组第14天相比，cP＜0.05。

BMP-7（pg/mL）组别n TGF-β1（ng/mL）出生时5.46±1.87 13.04±3.49 31.602＜0.05 ＜0.05第7天5.53±1.61 18.67±4.69a 45.404第14天5.64±1.63 28.49±5.78ab 65.885＜0.05第21天5.61±1.59 43.49±7.54abc 86.024＜0.05 NBPD组BPD组315 185 t P第21天960.81±136.58 2586.43±537.49abc 50.981＜0.05出生时959.48±110.37 1984.43±459.82 37.776＜0.05第7天960.28±116.58 5134.89±681.43a 106.187＜0.05第14天961.21±135.47 5843.27±783.54ab 107.944＜0.05

表3 早产儿BPD危险因素的Logistic回归分析

表4 脐血TGF-β1和BMP-7对早产儿BPD的诊断价值

BPD病理改变复杂，早期表现为呼吸道炎症、局部肺间质增生、肺气肿等，晚期可发展为不可逆性细胞外基质沉积、肺组织纤维化。TGF-β1是巨噬细胞、上皮细胞、成纤维细胞分泌的一种多功能细胞调节因子，其可调控血管生发及上皮细胞分化，其适量的表达促进肺组织正常发育，但过度表达时，可抑制肺泡发育、促进细胞外基质沉积引起肺纤维化［9］。研究发现，NRDS患儿血清TGF-β1水平在出生后第3天高峰，1周后恢复正常，说明TGF-β1参与了早期急性肺损伤［10］。国内的一项基础研究发现BPD 模型新生小鼠肺组织TGF-β1水平明显高于健康新生小鼠，说明TGF-β1可能促进了BPD 的发生［11］。另有研究证实TGF-β1水平对早产儿并发BPD 有较好的的早期预测作用［12］。本研究结果显示BPD 组患儿出生时、出生后（第7 天、14 天、21 天）的TGF-β1水平均高于对应时间点的NBPD 组，且随着时间的进展持续升高，进一步分析显示TGF-β1是早产儿BPD 的危险因素。究其原因，可能是早产儿机械通气、吸氧时间较长，引发感染、炎症导致TGF-β1表达增多，高水平的TGF-β1可促进丝氨酸/苏氨酸激酶信号途径中的Smad2/3磷酸化，进而介导血管生长因子、纤维化生长因子的生成，还会诱导趋化炎症因子分泌，最终妨碍肺微血管的发育、细胞外基质肺内沉积，导致肺纤维化、抑制肺成熟［13］。

BMP-7 与TGF-β1同属TGF 超家族成员之一，其亦是丝氨酸/苏氨酸激酶受体，主要上调抑制性Smad 蛋白Smad6、Smad7 的表达，进而抑制Smad2/3的磷酸化，进而促进Smad4 的释放，导致TGF-β1信号传导中断［14］。有研究显示通过靶基因下调小鼠体内BMP-7 的表达，可促进肝纤维化的发生［15］，说明BMP-7具有抗纤维化作用。王慧杰等［16］的研究发现早产儿BPD 血浆中BMP-7 和TGF-β1明显升高，且对BPD 具有较好的预测价值，说明二者均参与了BPD的进展。本研究结果显示BPD 组患儿出生时、出生后（第7 天、14 天、21 天）的BMP-7 水平均高于对应时间点的NBPD 组，且在出生时至出生后第14 天逐渐升高，在第21 天有所下降，多因素分析发现BMP-7 是早产儿BPD 的危险因素。具体机制可能为：早产儿发生肺损伤时，BMP-7 作为一种保护性因子代偿性增高，其通过促进Smad4 的释放，来抑制TGFβ1的肺损伤、细胞基质纤维化作用，因此从早产儿出生时至出生后第21 天BMP-7 水平逐渐升高［17］。然而，随着随着肺损伤的加重，BMP-7 的调节能力不足，消耗较多，且持续升高的TGF-β1也抑制了BMP-7 的表达，因此早产儿出生后第21 天BMP-7 出现了消耗性下降［18］。鉴于BMP-7 的保护作用，其有可能成为临床中治疗BPD的潜在靶点。

此外，本研究还分析了早产儿出生时脐血TGFβ1和BMP-7 水平对BPD 的诊断价值，显示TGF-β1、BMP-7 预测BPD 的AUC分别为0.757、0.808，诊断BPD的敏感度、特异度均较高，二者联合预测可进一步提高对早产儿BPD的预测效能。