探討促紅細(xì)胞生成素檢測(cè)的臨床應(yīng)用價(jià)值

武警天津市總隊(duì)醫(yī)院（300162）孫鵬 王曉光

促紅細(xì)胞生成素（erythropoietin，EPO）作為一種全身作用與局部作用相結(jié)合的多功能激素，它的眾多生理功能越來(lái)越受到人們的研究與重視，許多國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究證明，EPO在貧血、神經(jīng)損傷、心肌疾病以及腫瘤相關(guān)疾病等的診斷和治療中具有非常重要的作用，EPO的各種制劑也在疾病的治療過(guò)程中發(fā)揮著強(qiáng)大的作用。隨著研究的不斷深入和臨床試驗(yàn)的開(kāi)展，EPO必將在更多領(lǐng)域里發(fā)揮更大的作用，因此EPO水平測(cè)定的重要性日趨凸顯，現(xiàn)將EPO的相關(guān)內(nèi)容總結(jié)如下，以供臨床參考。

1 EPO的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生理功能

EPO是一種肽類激素，完整的內(nèi)源性EPO（uEPO）分子由多肽鏈和高分支及唾液酸化的糖鏈構(gòu)成，相對(duì)分子質(zhì)量（Mr）為32～39kDa，pI為3.8～5.2，其多肽鏈部分由165個(gè)氨基酸殘基組成。EPO中的N2連接糖基是影響EPO體內(nèi)生物學(xué)活性的關(guān)鍵部分；而糖基上的唾液酸在維持EPO的酸性、阻斷與細(xì)胞表面半乳糖受體結(jié)合等方面有重要作用，是EPO活性的決定成分。EPO主要由腎臟近曲小管附近的細(xì)胞合成和分泌，肝臟也有部分分泌，正常人體血漿中EPO的水平相對(duì)比較穩(wěn)定，一般為2～21IU/L，在缺氧及貧血時(shí)EPO可高達(dá)104IU/L。

EPO的生理功能主要包括：精細(xì)調(diào)節(jié)紅細(xì)胞容量、保護(hù)腦缺血時(shí)的神經(jīng)元、促進(jìn)神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育、保護(hù)紅細(xì)胞膜、促進(jìn)腸黏膜發(fā)育等，對(duì)女性生殖系統(tǒng)也有一定作用。影響EPO生成的因素有缺氧、貧血、激素水平、嗜煙習(xí)慣、pH值、晝夜節(jié)律等。缺氧是EPO的主要影響因素，急性缺氧1～2h，循環(huán)中EPO即顯著升高。雄性激素、甲狀腺素、生長(zhǎng)激素可加強(qiáng)EPO的分泌，而雄性激素、糖皮質(zhì)激素則相反。pH值下降，抑制EPO的分泌，嗜煙習(xí)慣者EPO高。

EPO的調(diào)節(jié)機(jī)制：機(jī)體血氧的缺乏是刺激EPO分泌的重要因素，EPO在體內(nèi)分泌后與骨髓中紅系祖細(xì)胞、幼紅細(xì)胞表面紅細(xì)胞生成素受體（erythropoietin receptor，EPOR）結(jié)合，再通過(guò)JAK/STAT和Ras/MAPK（蛋白酪氨酸激酶和促分裂原活化蛋白激酶）激酶等途徑調(diào)節(jié)紅系的增生和分化，增多紅細(xì)胞數(shù)和血紅蛋白含量，穩(wěn)定紅細(xì)胞膜，提高紅細(xì)胞膜抗氧化酶功能，糾正貧血。EPO接受兩種反饋調(diào)節(jié)。機(jī)體缺氧時(shí)，腎臟反應(yīng)性地分泌紅細(xì)胞生成酶，促進(jìn)EPO生成，EPO增多不僅能刺激骨髓造血組織，使周?chē)褐屑t細(xì)胞增加，同時(shí)反饋性地抑制肝臟中的促紅細(xì)胞生成素原的生成，使血漿中的EPO水平不至過(guò)高。

2 EPO檢測(cè)的臨床應(yīng)用

EPO與臨床上的多種疾病相關(guān)，其檢測(cè)有著重要的臨床意義。

2.1 反映機(jī)體的貧血狀況 EPO有增加人體血液中紅細(xì)胞數(shù)量、提高血液含氧量的功能。它可以被用來(lái)增加貧血患者體內(nèi)的紅細(xì)胞數(shù)量，改善貧血狀況，使患腎性貧血的患者增加血流比容度，在臨床上是治療各種貧血的重要手段。

目前，腎性貧血以EPO治療為原則，歐美提倡治療后血紅蛋白應(yīng)達(dá)1.1×104mg/L以上，紅細(xì)胞比容在33%以上[1]。Eliopoulos等[2]在C57BL/6小鼠皮下植入EPO分泌型骨髓基質(zhì)細(xì)胞，對(duì)慢性腎衰竭引起的腎性貧血療效顯著。可見(jiàn)，EPO具有造血活性，治療貧血是其主要作用之一。機(jī)體貧血時(shí)，EPO水平會(huì)有所增加，EPO檢測(cè)對(duì)于各種貧血診斷效果頗佳，近年來(lái)應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

2.2 作為腫瘤相關(guān)疾病的檢測(cè)指標(biāo) 惡性腫瘤是嚴(yán)重危害人們身體健康的常見(jiàn)疾病。貧血是惡性腫瘤患者常見(jiàn)癥狀，它可以顯著降低患者的生存質(zhì)量，因此成為晚期腫瘤臨床治療的一個(gè)重要方面。惡性腫瘤內(nèi)存在乏氧細(xì)胞，使腫瘤更具有侵襲性，容易發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，原因是乏氧能使腫瘤細(xì)胞相關(guān)的基因和蛋白的合成或表達(dá)增加，包括氧調(diào)節(jié)蛋白、紅素加氧酶、糖酵解酶、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子、EPO等，這表明EPO與腫瘤的發(fā)生發(fā)展有一定的關(guān)系。

馮崗等[3]研究表明癌性貧血的血清EPO的水平明顯高于無(wú)貧血組及對(duì)照組（P＜0.01），說(shuō)明癌性貧血組的血清EPO是處于較高的水平。癌癥無(wú)貧血組的EPO水平與對(duì)照組相比較無(wú)差別，癌性貧血患者的EPO水平與Hb水平存在負(fù)相關(guān)，說(shuō)明癌癥患者由于各種原因造成了貧血，而貧血及缺氧則是促使EPO水平上升的主要因素。癌癥患者骨髓對(duì)EPO反應(yīng)性降低，一些細(xì)胞因子如腫瘤壞死因子、白細(xì)胞介素1、干擾素是抑制紅細(xì)胞生成的特異性細(xì)胞因子，這些細(xì)胞因子也能致EPO失利用。因此盡管癌性貧血患者的血清EPO是處于較高的水平，但患者仍然處于貧血狀態(tài)。因此，對(duì)癌性貧血患者可采用EPO治療，而治療前對(duì)患者血清EPO濃度的測(cè)定則能更好的預(yù)測(cè)治療效果，指導(dǎo)臨床治療。

2.3 反映神經(jīng)損傷及相關(guān)疾病 最近研究發(fā)現(xiàn)EPO在非造血組織上有廣泛的功能，特別是在神經(jīng)組織。自從意大利科學(xué)家蓋齊研究發(fā)現(xiàn)EPO有神經(jīng)保護(hù)作用以來(lái)，這種觀點(diǎn)得到越來(lái)越多的支持，比如對(duì)腦內(nèi)的研究。

研究[4]表明，EPO在腦組織中有表達(dá)，其生成量與腦組織的血氧供應(yīng)有關(guān)，當(dāng)腦部缺血、缺氧時(shí)，生成量會(huì)顯著增加，發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。目前認(rèn)為其作用于機(jī)體的機(jī)制是：促進(jìn)血管生長(zhǎng)、抑制細(xì)胞凋亡、抗氧化。因此，EPO在中樞神經(jīng)系統(tǒng)受損者體內(nèi)檢測(cè)水平有所增加，可以應(yīng)用于臨床進(jìn)行相關(guān)疾病的診治。Nakano M[5]通過(guò)動(dòng)物模型研究，認(rèn)為EPO通過(guò)與血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）協(xié)同促進(jìn)血管再生的方式發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。此外，Grasso[6]研究發(fā)現(xiàn)，它在治療周?chē)窠?jīng)損傷方面也確有療效，所以EPO在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中檢測(cè)的意義得以肯定。

陶維元等[7]研究還發(fā)現(xiàn)在腦癱早期，炎性刺激導(dǎo)致患兒對(duì)缺氧敏感，引起缺氧誘導(dǎo)因子1（HIF-1）表達(dá)，增強(qiáng)EPO的分泌。當(dāng)缺氧加重或感染加強(qiáng)，炎性細(xì)胞因子大量釋放，搶占EPO介導(dǎo)的JAK/STAT途徑，EPO競(jìng)爭(zhēng)失敗后反饋抑制EPO的分泌，導(dǎo)致腦細(xì)胞受到損害，繼而發(fā)生凋亡或壞死，使腦源性EPO分泌減少；腎臟在長(zhǎng)期缺氧下產(chǎn)生耐受，進(jìn)一步加重EPO的不足，促使腦癱的發(fā)生。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在腦癱發(fā)生過(guò)程中，EPO先升高后下降，但炎性細(xì)胞因子反而持續(xù)升高，支持這一推論。

2.4 對(duì)心肌的保護(hù)作用 EPO除通過(guò)調(diào)節(jié)紅細(xì)胞生成，增加組織氧供以外，還可通過(guò)抗凋亡、抗炎、促進(jìn)新生血管生成等作用保護(hù)心臟。Namiuchi等[8]研究了101例心肌梗死后12h內(nèi)行PCI治療的患者，結(jié)果顯示，在急性期EPO治療可減少心肌細(xì)胞損傷，改善患者遠(yuǎn)期預(yù)后。心肌梗死患者血清EPO濃度的增加呈時(shí)間依賴性，提示即使在慢性期，EPO也具有心臟保護(hù)作用[9]。

Rui等[10]研究發(fā)現(xiàn)，提前應(yīng)用EPO可阻止心肌缺血/再灌注損傷引起的急性心肌炎癥反應(yīng)。對(duì)雄性Balb/c小鼠缺血/再灌注模型的研究結(jié)果進(jìn)一步揭示，EPO可通過(guò)升高核轉(zhuǎn)錄因子GATA 4磷酸化水平，降低心肌細(xì)胞凋亡，進(jìn)而減輕心肌缺血/再灌注損傷[11]。Mitsum等[12]的研究也證明EPO可抑制TNF-Q、IL-6 mRNA的表達(dá)，從而減輕自身免疫性心肌炎。其他類似的研究顯示了相同結(jié)論[13]。

但EPO用于保護(hù)心臟作用的劑量遠(yuǎn)高于糾正貧血時(shí)的劑量，大劑量EPO必然使紅細(xì)胞數(shù)量增多、血液粘度增加，導(dǎo)致高血壓和血栓形成等不良反應(yīng)。因此，人們開(kāi)始研發(fā)保留心臟保護(hù)作用而無(wú)促紅細(xì)胞生成不良反應(yīng)的EPO衍生物（CEPO）。不久的將來(lái)，EPO及高效、安全的CEPO有望作為重要的心臟保護(hù)劑，廣泛應(yīng)用于心血管疾病的治療領(lǐng)域。

2.5 可作為腎移植術(shù)后的監(jiān)測(cè)指標(biāo) 腎臟移植成功后，大部分患者貧血能夠得到糾正，有部分患者則出現(xiàn)紅細(xì)胞增多癥。研究[14]結(jié)果顯示，移植后腎功能正常的患者，術(shù)后血清促紅細(xì)胞生成素水平較移植前明顯上升（P＜0.05），并于術(shù)后3周左右達(dá)到高峰（P＜0.001），高峰為術(shù)前的3.5倍左右，隨后逐漸下降達(dá)到正常水平，說(shuō)明EPO可作為腎移植術(shù)后的監(jiān)測(cè)指標(biāo)之一。

2.6 可作為耐力運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)指標(biāo)長(zhǎng)期的耐力運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致血容量增加，包括血漿容量和紅細(xì)胞容量增加，但是由于血漿容量增加相對(duì)紅細(xì)胞容量增加更顯著，所以單位容積中紅細(xì)胞數(shù)量和血紅蛋白含量減少，血液相對(duì)稀釋，刺激機(jī)體產(chǎn)生EPO的量增加。因此，通過(guò)長(zhǎng)期的耐力運(yùn)動(dòng)，機(jī)體產(chǎn)生的良好反應(yīng)是血漿EPO水平升高，從而使血液紅細(xì)胞總數(shù)量及血紅蛋白含量都增加。EPO上升的幅度可反映機(jī)體對(duì)缺氧的適應(yīng)程度，EPO上升并不是愈大愈好。EPO過(guò)度分泌，可導(dǎo)致紅細(xì)胞增多，血液粘滯度增大，微動(dòng)脈灌注減少，微循環(huán)缺氧加劇，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)員對(duì)環(huán)境的代償反應(yīng)大；EPO值過(guò)低，可能說(shuō)明運(yùn)動(dòng)員身體機(jī)能差，訓(xùn)練可能導(dǎo)致?lián)p傷[15]。

由于EPO一方面能促進(jìn)血液中紅細(xì)胞數(shù)量的增加，從而提高血液的載氧能力，另一方面還能夠增強(qiáng)機(jī)體對(duì)氧的結(jié)合、運(yùn)輸和供應(yīng)能力，有利于在高強(qiáng)度競(jìng)技時(shí)改善缺氧狀態(tài)，促進(jìn)肌肉中氧生成，從而使肌肉更有力、工作時(shí)間更長(zhǎng)，因而EPO也被某些耐力項(xiàng)目（如長(zhǎng)跑、自行車(chē)、游泳、鐵人三項(xiàng)等）的運(yùn)動(dòng)員濫用借以提高體能[16]。

濫用重組人促紅細(xì)胞生成素（rhEPO）的危害性在于可引起運(yùn)動(dòng)機(jī)體對(duì)骨髓的相對(duì)抑制，損害了運(yùn)動(dòng)機(jī)體自身的造血功能。其次由于額外增加了血液中紅細(xì)胞的數(shù)量比，可使血液過(guò)于濃稠，血流明顯減慢，引發(fā)高血壓、腦病發(fā)作；還會(huì)造成組織缺氧、凝血加快而導(dǎo)致靜脈血栓、肺栓塞、肌肉感染或中風(fēng)等危害[15]。對(duì)此，奧運(yùn)會(huì)對(duì)所有比賽項(xiàng)目的參賽選手檢測(cè)EPO，這表明EPO的檢測(cè)應(yīng)用領(lǐng)域前景廣闊。

3 EPO檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展

EPO的測(cè)定方法主要經(jīng)歷了3個(gè)階段：生物體內(nèi)測(cè)定法；生物體外測(cè)定法；免疫學(xué)方法。由于生物學(xué)方法檢測(cè)的是細(xì)胞因子的生物活性，因此具有高親和力，但存在著特異性差，操作繁瑣，易受干擾等缺點(diǎn)。免疫學(xué)方法是伴隨免疫標(biāo)記技術(shù)發(fā)展起來(lái)的方法，是目前應(yīng)用最廣泛檢測(cè)EPO的方法[17]。

目前，EPO的檢測(cè)方法有放射免疫檢測(cè)（RIA）、酶聯(lián)免疫吸附方法（ELISA）、熒光免疫分析法（FIA）、化學(xué)發(fā)光免疫測(cè)定（CLTA）等。

最初關(guān)于人體內(nèi)EPO濃度的測(cè)定基本上都采用RIA方法。該方法技術(shù)成熟，靈敏度高。缺點(diǎn)是手工操作，出結(jié)果慢，試劑半衰期短，對(duì)環(huán)境有污染等，因此限制了該方法的應(yīng)用。隨著檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，具有同樣準(zhǔn)確性和靈敏度的非放射免疫法越來(lái)越受到人們的推崇。

ELISA是一種敏感的技術(shù)，可以在微克乃至納克水平對(duì)所測(cè)物質(zhì)進(jìn)行定量，具有快速、簡(jiǎn)便、易于標(biāo)準(zhǔn)化等優(yōu)點(diǎn)，適合大批量標(biāo)本測(cè)定，且成本低廉，應(yīng)用廣泛。

FIA是非放射免疫法中靈敏度最高的，它常用來(lái)檢測(cè)含量很低的生物活性物質(zhì)。近年來(lái)利用特殊的熒光探針，建立有效的FIA法對(duì)EPO進(jìn)行檢測(cè)也成為眾多學(xué)者研究的熱點(diǎn)。FIA檢測(cè)在靈敏度和特異性等方面并不亞于傳統(tǒng)的ELISA，而在有些方面還要優(yōu)于ELISA。

CLTA是以化學(xué)發(fā)光信號(hào)示蹤藉以檢測(cè)抗原或抗體的分析技術(shù)。CLIA的靈敏度一般均高于酶免疫分析法，并且具有特異性強(qiáng)、標(biāo)記物穩(wěn)定、線性范圍寬，檢測(cè)速度快等優(yōu)點(diǎn)。目前CLIA發(fā)展迅速，有取代RIA而成為主流產(chǎn)品的趨勢(shì)。但存在著國(guó)外的檢測(cè)系統(tǒng)價(jià)格昂貴難以普及，國(guó)內(nèi)的雖然價(jià)格便宜但靈敏度和檢測(cè)的可靠性得不到保證之不足。

4 EPO檢測(cè)的方向和展望

EPO的檢測(cè)發(fā)展至今，不論是在臨床上，還是在競(jìng)技體育中，都獲得了極大的進(jìn)展。而且EPO的檢測(cè)是檢測(cè)肽類、蛋白類、糖蛋白類激素的一種探索，對(duì)于這些難以用常規(guī)色譜學(xué)（如Gc/Ms）方法檢測(cè)的物質(zhì)，EPO的檢測(cè)是一種啟發(fā)。對(duì)建立更有效、更迅速的EPO檢測(cè)方法和反興奮劑的斗爭(zhēng)都會(huì)有很大的幫助，這必將成為新一輪EPO檢測(cè)研究的熱點(diǎn)。相信隨著基礎(chǔ)研究和應(yīng)用于臨床檢測(cè)的不斷進(jìn)展，許多問(wèn)題會(huì)逐步解決，EPO也必將有一個(gè)光明的前景。