先天性膈疝肺发育不良的产前药物治疗研究进展中华医学会围产医学分会

文章导读：

1、产前应用皮质类固醇类药物可促进胎肺成熟，预防早产儿呼吸窘迫综合征，但有增加早产和感染的风险，且可抑制胎儿肾上腺功能，因此皮质类固醇类药物的最佳使用时间和剂量有待进一步研究。

2、研究显示产前应用维生素A可改善CDH肺发育不良，但最佳使用时间及安全剂量尚需进一步研究。

3、生长因子、一氧化氮途径、ET途径及中药等在改善CDH肺发育不良的动物研究中取得了一定进展，但其确切机制或作用环节仍未明确，有效性和安全性也有待进一步研究。

本文引用格式：夏波, 俞钢, 洪淳. 先天性膈疝肺发育不良的产前药物治疗研究进展 [J] . 中华围产医学杂志,2017,20 (06): 468-471. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1007-9408.2017.06.015

先天性膈疝（congenital diaphragmatic hernia，CDH）是由于先天性膈肌发育缺陷，导致腹腔脏器疝入胸腔而引起一系列症状的先天性疾病，发病率为1∶（2 000~5 000）。虽然随着现代医学的进步，临床上可在胎儿期及生后对CDH进行积极干预及相应的外科手术治疗，但重症CDH患儿的病死率仍高达50%~60%，而双侧CDH患儿的病死率更是高达100%[1-3]。肺发育不良及肺动脉高压是导致CDH患儿病死率高、预后差的主要原因。由于肺发育不良在胎儿时期已经形成，即使生后给予积极治疗，也难以改变已经存在的肺发育不良，因此难以改善重症CDH患儿的预后。目前，产前干预CDH的研究已成为该领域的热点和难点。现对CDH肺发育不良相关药物干预的研究进展进行综述。

一、皮质类固醇类药物

临床已公认，产前应用皮质类固醇类药物可促进胎肺成熟，预防早产儿呼吸窘迫综合征，其原理是通过刺激肺泡Ⅱ型上皮细胞产生肺表面活性物质及促进肺泡间隔的成熟[4]。结合该原理，目前已有大量研究关注产前应用糖皮质激素治疗CDH。有研究发现，除草醚诱导CDH大鼠模型产前应用皮质类固醇类药物可促进胎肺内DNA的合成，使mRNA和蛋白质的表达水平增加，进而促进胎肺成熟，增加胎肺重量和容积；且能促进肺表面活性蛋白成熟，增强表面活性蛋白在Ⅱ型肺泡上皮细胞的表达，降低肺泡表面张力和提高肺顺应性[5-7]；而在手术导致的羊CDH模型中，产前应用糖皮质激素也可产生同样效果[8]。糖皮质激素促进胎肺发育的同时，还能上调多种生长因子，如碱性成纤维细胞生长因子、血小板衍生因子和转化生长因子-β的表达。产前应用地塞米松可能通过调节Wnt7b在气道上皮的表达，启动Wnt信号通路并调节肺上皮及间质的发育，进而改善CDH的肺发育不良；同时，产前应用地塞米松能够提高CDH胎肺甲状腺转录因子1 mRNA表达和蛋白质合成，进而提高甲状腺转录因子1结合的活性，从而改善CDH的肺发育不良[9]。

临床研究显示，3例产前诊断胎儿重度CDH的孕妇从孕24~26周开始肌内注射倍他米松12.5 mg，每日2次，每周2次，3例患儿均治愈出院[10]。但产前应用激素有增加早产和感染的风险，且可抑制胎儿肾上腺功能，因此皮质类固醇类药物的最佳使用时间和剂量有待进一步研究。此外，美国CDH治疗研究组将32例CDH患儿分为晚孕期应用皮质类固醇类药物组（17例，孕34~36周肌内注射倍他米松12.5 mg，每日2次，每周2次）和安慰剂组（15例），2组患儿的生存率、住院时间、呼吸机辅助通气时间以及吸氧时间差异均无统计学意义，因而提出晚孕期使用皮质类固醇类药物未必对大多数CDH胎儿有益[6]。

二、抗氧化剂

除草醚是一种强氧化剂，摄入除草醚将导致促甲状腺激素及甲状腺素减少，而三碘甲状腺原氨酸的水平变化不大，因而胚胎早期暴露于除草醚将导致甲状腺激素受体减少和三碘甲状腺原氨酸及其与受体结合减少，导致CDH和肺发育不良。因此，理论上应用维生素A、C、E等抗氧化剂对CDH动物模型进行产前干预可能改善胎肺发育情况。

有研究发现，除草醚诱导的大鼠CDH模型产前给予抗氧化维生素（如维生素A、C、E）不仅可提高胎肺内的DNA与蛋白含量，还可上调肺表面活性蛋白-B、肝细胞转录因子-3β、甲状腺转录因子1的表达；同时可以局部恢复肌球蛋白轻链1a和肌球蛋白轻链2的表达[11]，上调成纤维细胞生长因子的表达[12]，因而提出产前用抗氧化维生素干预能改善CHD的肺发育不良。但在暴露于不同浓度除草醚的P19细胞系中分别添加维生素A、C、E，只有维生素A能上调视黄酸反应元件的活性[13]。

早在20世纪40年代，即有研究发现饮食中缺乏维生素A的孕鼠其胎鼠约25%~40%可出现CDH，CDH的患病率与低视黄醇水平和视黄醇结合蛋白水平明显相关[14]。2013年，有研究比较31例产前诊断CDH孕妇与46例正常孕妇摄入维生素A的水平，结果发现维生素A摄入＜800 μg明显增加CDH的发病率（OR=7.5，95%CI：1.5~34.4）[14]。除草醚诱导CDH大鼠模型应用维生素A或全反式维生素A的研究显示，早孕期（孕9.5 d）给予维生素A比晚孕期（孕18.5 d）更可显著增加肺内的DNA与蛋白含量，从而改善肺发育不良，且CDH发生率出现了不同程度的下降[15-16]。还有研究发现，在除草醚诱导的CDH大鼠模型，产前经胃管喂入全反式维生素A后，可调控胎肺中多种细胞因子的表达，细胞内黏附分子1（肺泡Ⅰ型上皮细胞标记物）的表达量升高，甲状腺转录因子1（肺泡Ⅱ型上皮细胞标记物）的表达水平降低，胎肺中总蛋白、肝素结合细胞因子、晚孕期肺蛋白1、胰岛素样生长因子、甲状旁腺相关蛋白及其受体、磷脂酰肌醇3激酶-丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶的表达量升高；同时发现维甲酸信号通路的靶基因（如COUP-TFⅡ、FOG2和GATA4）的表达量均升高，说明可明显促进胎肺的肺泡发育[17]。体外实验中，在除草醚诱导的肺原基中添加全反式维生素A后，其肺芽数及肺组织块面积均比未添加组显著增加[18-19]。在胎龄65 d时以手术方法制备CDH胎羊模型，并在产前予以维生素A，也可产生同样效果，且可以减轻手术CDH胎羊模型生后机械通气的肺损伤[12]。产前应用维生素A可下调胎肺中Hoxa5蛋白的表达水平，推测调控Hoxa5的表达可能是维生素A改善CDH肺发育不良的作用机制之一[17]。

但也有研究得出不同结果。在利用手术方法制备的CHD胎兔模型的研究中，产前予全反式维生素A不但不能明显改善CHD胎兔肺发育不良，产前过量的维生素A或全反式维生素A还可导致其他多种畸形，如无脑、眼缺陷、腭裂、脊柱裂及泌尿系统畸形等[20]，因此最佳使用时间及安全剂量尚需进一步研究。

三、一氧化氮途径

西地那非是一种强力选择性磷酸二酯酶-5抑制剂，最早在2005年经美国食品及药物管理局批准用于治疗成年肺动脉高压，其后也用于治疗儿童肺动脉高压，其原理是通过选择性抑制在肺血管平滑肌细胞中高表达的磷酸二酯酶-5抑制剂，从而抑制环磷酸腺苷或环磷酸鸟苷的降解，提高细胞内环磷酸鸟苷水平，进而不断激活蛋白激酶G，达到扩张肺血管平滑肌、降低肺动脉高压以及改善血管重构的目的。另外，局部环磷酸鸟苷水平升高也可增强一氧化氮扩张肺血管的作用。但在重症CDH患儿，虽然西地那非是临床常用的治疗药物之一，但由于肺发育不良在生前已经存在，其疗效尚存在争议。产前应用西地那非干预的动物实验发现，在除草醚诱导CDH胎鼠中，于孕17.5~20.5 d给予孕鼠西地那非灌胃，孕21.5 d取出胎鼠，发现产前使用西地那非能改善胎鼠的出生体重，促进肺发育及肺血管的形成，减少肺血管壁的厚度及肺血管重建等[21-23]。

BAY 41-2272是一种特异性可溶性鸟苷酸环化酶激活剂，最早发现其与男性勃起功能障碍相关，其后发现其能通过一氧化氮-环磷酸鸟苷信号通路治疗慢性肾脏疾病。有研究在孕23 d手术方法制备的兔CDH模型中，于孕28 d气道滴入BAY 41-2272，孕31 d取出胎兔，发现BAY 41-2272能减少胎兔平均右心室压力和肺腺泡内动脉厚度，增加平均终末支气管密度，减轻肺动脉高压[24]。

四、内皮素（endothelin，ET）途径

波生坦是一种相对分子量低的竞争性双重ET受体拮抗剂。ET是一组含21个氨基酸的多肽，有3种异构体（ET-1、ET-2和ET-3）。ET-1作为一种强有力的血管收缩和促平滑肌细胞增殖的血管活性因子，是肺动脉高压的关键性致病因素之一。ET-1有A和B这2种受体，A受体主要位于血管平滑肌细胞，通过血管平滑肌细胞介导血管收缩和细胞增殖；B受体在血管内皮细胞和血管平滑肌细胞均有表达，通过释放一氧化氮和前列腺素I2发挥血管舒张作用。波生坦通过与ET A和ET B（ET A∶ET B=20∶1）的结合来阻止ET-1的作用。波生坦能降低全身血管和肺血管高压，而不激活其他神经或激素系统的反射性反应，可以有效阻止炎症、纤维化和细胞异常增殖。产前应用波生坦进行胎鼠试验，胎鼠随机分为对照组、除草醚组、除草醚+西地那非组[孕16~20 d给予西地那非100 mg/（kg·d）]、除草醚+波生坦[孕16~20 d给予波生坦30 mg/（kg·d）]以及除草醚+波生坦+西地那非组，结果发现除草醚+波生坦组胎鼠终末细支气管直径为13.7 μm（95%CI：10.7~15.2），明显大于除草醚组[8.7 μm（95%CI：7.2~9.4）]（P=0.002），因此认为波生坦通过促进终末细支气管的发育改善肺发育[23]。

五、生长因子

生长因子在肺发育中起着重要作用，众多生长因子在CDH胎肺中表达失衡，故纠正生长因子的异常有望改善CDH的肺发育不良。体外研究发现，除草醚诱导的CDH大鼠胎肺原基添加血管内皮生长因子后，可显著提高肺表面活性蛋白-C的表达，加速肺原基生长及气道分化。除草醚诱导的CDH模型大鼠于孕18.5 d腹腔注射表皮生长因子，能促进胎肺发育与成熟，同时发现胎肺组织中表皮生长因子受体、甲状腺转录因子1及肺表面活性蛋白- B的表达明显上调，推测表皮生长因子与其受体结合后，启动CDH胎肺组织中某些因子的表达，从而引起甲状腺转录因子1合成的增加，进而促进肺表面活性蛋白- B的表达增加，因此提出表皮生长因子可能成为一种新的CDH治疗手段[25]。

六、中医药

汉防己甲素（tetrandrine）是一种从中药防己科植物防己根中提取的双苄基异喹啉类生物碱，具有调节血管舒缩、抗纤维化、清除自由基、减轻自由基所致的损伤以及抑制多种炎症的作用。汉防己甲素具有钙离子拮抗作用，可使血管扩张和血压下降。因此，国内学者于孕16 d给予除草醚诱导大鼠CDH模型汉防己甲素灌胃，孕21 d取出胎鼠，发现汉防己甲素不仅能促进胎肺组织发育，而且能减少有肌层的腺泡前血管数量和减小血管壁厚度，缓解新生鼠的肺动脉高压[26]。汉防己甲素能抑制CDH胎鼠肺内增殖细胞核抗原的表达，减少因除草醚而引起的肺内细胞的DNA损伤与修复，其诱导CDH胎肺的成熟与分化并不是依靠促进肺内细胞的增殖来完成的，而可能是通过维持细胞内环境稳定、保证肺表面活性蛋白- B等的正常分泌来实现的[24]。

紫苓汤（saireito）由柴胡、黄芩、半夏、人参、甘草、生姜、大枣、猪苓、桂枝、白术、茯苓、泽泻这12味中药组合而成，具有健脾固肾、利水泄浊之效。在古代，紫苓汤一般用来治疗伤寒泄泻、伤风、伤暑、阳明疟、麻疹、痘疮等病症，有明显的抑制蛋白尿排泄和改善血清异常的效果，且组方中甘草、人参皆有细胞膜保护、抗氧化及清除自由基的作用。目前临床上常用来治疗各种原因引起的水肿，包括妊娠期水肿以及肾病综合征、肝硬化等引起的肿胀和水肿。有研究给除草醚诱导大鼠CDH模型于孕10~20 d紫苓汤灌胃，孕21 d取出胎鼠，发现紫苓汤不仅能降低CDH的发病率，并且能改善胎鼠肺泡的发育和肺血管重建，改善肺功能；还能通过降低肺动脉ET的表达改善肺动脉异构，进而改善生后肺动脉高压[27]。

七、展望

虽然目前CDH患儿产前和生后治疗的研究均取得了巨大进展，地塞米松等皮质类固醇类药物已有临床应用的初步报道，维生素A、生长因子、一氧化氮途径、ET途径及中药等在动物研究中也取得可喜成果，但他们改善CDH肺发育不良的确切机制或作用环节仍未明确，有效性和安全性也有待进一步研究。

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