新生儿坏死性小肠结肠炎(necrotizing enterocolitis, NEC)是新生儿期特有的一种累及肠道的炎症坏死性疾病。我国一项基于多中心研究的流行病学资料表明，NEC发病率呈不断增加趋势，在低出生体重儿中约为2.50%，在极低出生体重儿中约为4.53%^[1]，病死率高达15% ~30%，发生肠道广泛坏死的患儿病死率几乎达到100%，是导致新生儿(尤其是早产儿和低出生体重儿)死亡的重要病因^[2]。NEC的发生与早产、肠道菌群失调、免疫应答异常、缺血缺氧等多种因素的综合作用相关。在上述各种致病因素的独立或协同作用下，NEC可引起肠道粘膜屏障功能障碍、细菌移位、炎症级联放大反应，继而造成肠缺血坏死、穿孔等病理改变，甚至导致败血症、感染性休克等严重并发症^{[2, 3]}。研究NEC的发病机制对于寻找诊断相关的生物标志物、探索新的干预策略及改善患儿的预后均具有重要的临床意义。

一、早期识别并判断NEC严重程度

由于NEC在发病早期仅表现为胃潴留增加、腹胀等喂养不耐受等症状，临床表现缺乏特异性，因此早期识别较为困难，需要结合病史、临床症状、体征、实验室检查和影像学检查结果进行综合判断。寻找NEC诊断相关的生物标志物一直是NEC早期诊断的研究热点之一。与NEC诊断相关的标志物主要分为三类。①非特异性标志物^{[4, 5]}：包括急性期蛋白(如C反应蛋白、血小板活化因子、血清淀粉样蛋白A、inter-alpha inhibitor protein等)、细胞因子和趋化因子(如白细胞介素-6、白细胞介素-8、肿瘤坏死因子-ɑ、RANTES等)以及细胞表面抗原(如中性粒细胞CD64、NK细胞CD69等)。此类标志物可以较好地区分NEC和非败血症相关疾病，但难以区分NEC和败血症。②肠道特异性标志物：当肠道粘膜屏障出现功能障碍(尤其是肠上皮细胞损伤)时释放入血液、尿液和粪便中，如肠型脂肪酸结合蛋白(intestinal-fatty acid binding protein, i-FABP)、肠三叶因子、claudin-3以及与肠道菌群代谢相关的挥发性有机化合物等^[6]。此类标志物特异性较好，但对标本采集过程的要求较高，检测方法较为复杂，能否在临床上广泛用于早期识别和诊断仍需要进一步研究。③采用新研究方法(如miRNA芯片分析)得到的生物标志物。香港中文大学Ng等^[7]发现miR-1290对NEC的诊断具有较好的敏感性(0.83)和特异性(0.98)。但此类标志物检测费用昂贵、数据分析过程复杂，因此目前仅限于研究工作中使用。

在影像学检查方面，大多数医院仍采用腹部X线片结果判断NEC严重程度(如Duke评分)。近年来文献报道床旁多普勒超声可以更为敏感地发现腹腔游离气体、肠壁厚度、肠壁血供、肠蠕动、肠壁积气、腹腔积液等征象，有助于早期识别NEC并判断手术时机，但对超声操作者的要求较高^[8]。最近美国Johns Hopkins大学Hackam小组采用近红外广谱(near-infrared spectroscopy, NIRS)技术检测正常小鼠和NEC模型小鼠局部组织的血红蛋白氧饱和度，并以此评估肠道氧供和灌注情况^[9]。虽然NIRS具有无创、无辐射、使用简便、价格低廉等优点，但目前仅应用于动物实验。

目前临床上NEC手术时机的选择可以参考2016年中华医学会小儿外科分会新生儿外科学组制定的专家共识，但如何在早期准确判断肠坏死仍然面临一系列困难。临床上，单独应用某个指标常常很难在早期准确预测患儿是否需要手术干预，因此多项指标的联合监测可能具有更大的临床参考价值。美国Tepas等^[10]曾提出联合7项病理生理指标(血培养阳性、酸中毒、未成熟中性粒细胞比例增加、血小板减少、低钠血症、中性粒细胞减少、低血压)，当患儿符合其中3项及以上特征时提示需要手术探查。另外，美国Gephart等^[11]认为GutCheck NEC评分系统可以较好区分NEC严重程度(用该评分系统对需要外科干预的NEC进行筛查，AUC=0.84，95%CI：0.82~0.84)。其他评分系统包括判断广泛病变型NEC的Totalis评分以及有助于提高护士对NEC危险因素识别能力的eNEC评分。但是Arni等^[12]发现基于不同评分研究结果之间的一致性较差，因此各项评分结果的选择过程需要进一步优化，以更好地辅助临床判断手术时机。随着NEC的不断进展，大量有害的炎症因子和氧化应激产物可进入血液循环，甚至透过血脑屏障，对肺、脑等脏器造成损害，遗留较多的远期后遗症，因此是否应重新评估合适的手术时机值得进一步研究。

二、组学在NEC研究中的应用

为了更全面、精准地研究NEC的发病机制并探索理想的生物标志物，各种组学数据分析技术在NEC中的应用日渐增多。Ng等^[13]通过全基因组关联分析发现与NEC相关的基因表达异常主要涉及炎症、氧化应激、细胞粘附、精氨酸代谢、细胞外基质重塑等方面。而韩国的Jung等^[14]通过对NEC病变段和正常段肠壁组织进行RNA转录水平测序，发现共有65个基因在mRNA水平出现表达异常，与肠神经系统发育相关的基因(如DPF3)表达显著下调。功能性蛋白是基因功能的执行体，Chatziioannou等^[15]利用LC-MS/MS质谱技术对NEC和败血症患儿的组学数据进行对比后筛选出一组蛋白(APOA4、APOC1和LCAT)，可以较好地区分上述两种疾病(AUC=0.999，95%CI：0.987~1.000)。

早产儿肠道微生物组学的研究有助于分析NEC的病因和发病机制，并且对发现NEC的临床干预措施(如益生菌使用)也有很大的指导意义，但是绝大多数研究尚未在菌株水平发现特异的致病菌。本课题组初步研究结果发现菌群失调早于NEC的发生，NEC患儿肠道变形菌门细菌数量增多，而厚壁菌门和拟杆菌门细菌数量减少。另外，也有研究通过对各种代谢路径的小分子代谢产物进行定性和定量分析，找出与诊断和预后相关的生物标志物。美国Stanford大学Sylvester等^[16]曾采用质谱技术检测NEC患儿和对照组早产儿血液标本，发现酰基肉碱含量和比值出现异常。其他组学技术(如表观基因组学、系统生物学)在NEC中的研究目前则未见报道。

三、NEC的预防策略和成功范例

母乳喂养对NEC可起到有效的预防作用，已经被广泛认可和提倡。美国的一项多中心研究结果提示：母乳喂养可显著降低超低出生体重儿NEC的发病率(非母乳喂养组和母乳喂养组分别为16.7%和6.9%，P < 0.00001)和死亡率(非母乳喂养组和母乳喂养组分别为17.2%和13.6%，P=0.04)^[17]。当临床上无法获得母乳(包括捐赠母乳)时，标准化喂养策略可有效降低NEC发病率，但在是否早期开奶、早期微量喂养、喂养量增加速度、添加强化剂等方面仍存在争议。

适当的肠道微生物定植过程有助于肠道结构和功能发育，并促进免疫系统的成熟。肠道菌群的平衡包括拮抗病原菌、营养成分的吸收、肠道粘膜屏障的修复和重建等。大量研究(包括荟萃分析的结果)均推荐使用益生菌作为NEC的预防措施，但也有部分研究认为早产儿补充益生菌并不能降低NEC发病率^{[18, 19]}。因此下一步的研究工作应重点解决如何合理选择益生菌种类、何时开始使用、总共使用多久等问题，并全面评估其安全性和远期效果等。其他可能有效的预防措施包括：早产儿抗生素的合理使用、避免使用H2受体拮抗剂、及时纠正贫血、补充生长因子(如EGF)等。

综合上述预防措施，一项基于美国Ohio州的多中心临床干预研究为我们提供了值得借鉴的范例^[20]，该研究针对极低出生体重儿采取的干预措施包括：标准化的早期母乳喂养方案、在输血或药物治疗PDA期间采取保守的喂养方案、限制H2受体拮抗剂的使用等。研究发现，NEC的发病率从2010年的8%降至2012年的3.1%(P=0.001)，NEC相关疾病的死亡率亦从2010年的2.7%降至2012年的0.9%(P < 0.05)。因此，治未病(即多项预防措施的综合使用)的理念可以切实降低NEC的发病率，从根本上减轻NEC患儿家庭和整个社会的负担。

四、展望

随着围产医学技术的不断进步，新生儿中早产儿和低出生体重儿的比例逐渐增加，NEC的发病率也呈现不断增加的趋势。采用组学数据分析技术等新的研究手段可以更全面、精准地研究NEC的发病机制，寻找更为理想的生物标志物，有助于早期准确判断肠坏死并把握手术时机^{[21, 22]}。采取包括母乳喂养在内的多项预防措施可有效降低NEC的发病率。当然，制定相对简单易行的诊断标准及选择更为合理的手术时机仍依赖于多中心、大样本研究的结果。