一氧化氮在新生儿坏死性小肠结肠炎中的作用研究进展总结2026

一氧化氮在新生儿坏死性小肠结肠炎中的作用研究进展总结2026新生儿坏死性小肠结肠炎（necrotizingenterocolitis，NEC）是一种严重的急性肠道炎症性疾病，尤其影响早产儿，是新生儿重症监护病房患儿死亡的主要原因之一。绝大多数NEC（>90%）发生在早产儿中，特别是极低出生体重儿。NEC的临床表现可以隐匿或暴发，可出现呼吸暂停、腹胀、喂养不耐受、血便，严重者可有腹膜炎、脓毒症、肠穿孔、休克甚至死亡［1］。NEC的发病机制尚未明确，主要涉及早产、感染、不当的喂养方式、肠道微生物失调与贫血等。一氧化氮（nitricoxide，NO）是在NO合酶（nitricoxidesynthase，NOS）作用下形成的小分子物质，有舒张血管、抑制白细胞黏附、促进细胞增殖或死亡等多种生物学作用，在人体内影响多种生理反应及疾病的进程。在NEC中，肠道NO失调是NEC发病机制中的一个重要环节，血管内皮细胞生成NO减少导致的血管舒张障碍是NEC肠道缺血与损伤的关键机制；同时，NO及其活性氮衍生物过氧亚硝酸盐在巨噬细胞与肠上皮细胞的生成，增加肠上皮细胞死亡的同时降低了其增殖和迁移的速率，造成肠屏障功能受损并阻碍肠道屏障修复。现对NO在NEC发展发生中的作用机制及相关的治疗靶点进行综述。1

NO在肠道中的生成及作用1.1

NONO是人体内重要的信使分子，在许多生理过程的信号通路中起着核心作用。NO是一种水溶性的气态分子，可以自由穿过细胞膜，具有不稳定的自由基结构，容易与超氧离子反应形成过氧亚硝酸盐，对上皮细胞产生毒性作用，引起一系列组织损伤［2］。NO是维持血流灌注的重要气体递质，在调节组织器官血管舒张收缩中起重要作用；NO也被认为是一种促炎介质，可以在细菌脂多糖（lipopolysaccharides，LPS）、细胞因子等多种炎症因子的诱导下高水平表达，对细胞产生一系列毒性作用，最终加重炎症对组织的损伤。1.2

肠道NO的生成与调控NOS以L-精氨酸与氧气为底物，利用烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸、黄素腺嘌呤二核苷酸等辅助因子作为电子供体，氧化催化L-精氨酸生成NO及副产物L-瓜氨酸。在肠道中，NO的生成由神经元型NOS、内皮型NOS与诱导型NOS调节。神经元型NOS主要位于中枢神经系统和周围神经系统的神经组织内。胃肠道的神经支配包括外来自主神经和肠神经系统，NO是肠神经系统中非肾上腺素非胆碱能神经的主要抑制性神经递质之一，肠神经系统中NOS分泌的NO在刺激胃肠道分泌以及松弛胃肠道平滑肌中发挥重要作用［3］。内皮型NOS与人体微循环密切相关，其主要在肠道血管内皮、血小板和红细胞中表达。内皮型NOS生成的NO具有舒张血管和抗炎的双重作用，是体内重要的血管扩张剂，同时可以抑制白细胞的黏附和聚集。内皮型NOS功能障碍或表达下调导致血管内皮功能异常，血管舒张及抗炎功能受损，从而引起一系列疾病，如高血压、糖尿病、胃溃疡、NEC及脓毒症［4］。诱导型NOS通常不在细胞中表达，但在氧化应激或炎症的环境中，诱导型NOS在组织细胞中表达并合成大量NO，尤其是巨噬细胞与肠上皮细胞。相较于神经元型NOS与内皮型NOS，诱导型NOS的钙调蛋白结构域在结构中结合更紧密，使其能够在较低的生理钙浓度下激活［5］。因此，细胞内钙浓度在基础水平时，其功能可以比神经元型NOS与内皮型NOS高100~1000倍，在肠道出现炎症时可以释放超过生理量至少1000倍的NO，导致肠道组织损伤。NO的胞内生理效应主要依赖环磷酸鸟苷-蛋白激酶G（cyclicguanosinemonophosphate-proteinkinaseG，cGMP-PKG）信号通路介导，它通过cGMP作为第二信使，调节PKG的活性，精准调控肌球蛋白轻链激酶与肌球蛋白轻链磷酸酶的活性，诱导血管平滑肌舒张，调控肠道微循环血流灌注［6］。此外，NO与其代谢物过氧亚硝酸盐还可以修饰蛋白质上的蛋白硫醇，从而引起蛋白质结构和功能的变化［7］。因此，高浓度NO导致的过氧亚硝酸盐产生是肠道炎症的重要病理机制之一。2

NO与NEC2.1

NO与NEC发病机制2.1.1

NO与肠道血流灌注肠道血流灌注不足与微循环障碍是NEC重要的病理特征之一，新生儿肠道灌注不仅受神经系统和心血管系统的调控，同时还受血管收缩剂内皮素-1和血管扩张剂NO的调节［8］。作为重要的血管扩张剂和血管抗炎分子，内皮型NOS生成的NO在维持肠道灌注和降低缺氧应激反应方面起重要作用。内皮细胞中产生NO会松弛相邻的血管平滑肌细胞，介导血管扩张，降低总外周阻力，同时抑制白细胞在血管中黏附，以此来减少白细胞的累积、减轻炎症对血管内皮功能的影响，恢复血流灌注。在动脉系统中，内皮型NOS负责20%~50%的肠道血管舒张［9］。内皮型NOS的表达降低是导致肠道血流灌注不足的关键机制。Drucker等［10］在低温及缺氧诱发的NEC小鼠模型中发现，内皮型NOS基因敲除的小鼠表现出更强烈的肠道炎症反应及更严重的肠道损伤。可见，内皮型NOS的下调与NO在肠血管内皮的生成减少是NEC发展必不可少的因素之一。2.1.2

NO与肠屏障损伤肠道上皮细胞的持续死亡、增殖及迁移障碍导致肠道绒毛尖端持续裸露是NEC肠屏障损伤的病理基础。诱导型NOS产生的NO与其衍生物过氧亚硝酸盐通过诱导肠上皮细胞凋亡和抑制上皮细胞恢复过程在肠道屏障损伤中发挥重要作用。诱导型NOS在肠道炎症期间上调的机制可能与TLR/NF-κB通路相关。当受到LPS与促炎细胞因子等外界炎症刺激时，巨噬细胞会通过TLR/NF-κB激活Notch和JAK/STAT等信号通路来上调促炎基因的转录［11］。高水平NO可以直接或间接地介导肠上皮细胞凋亡和坏死。在NEC动物模型中，诱导型NOS、促炎介质TNF-α、IL-6、IL-1β的mRNA表达显著增加，可见诱导型NOS及过氧亚硝酸盐与肠上皮损伤密切相关，其损伤的机制可能与遗传物质的破坏、细胞凋亡通路以及内质网应激等有关［12］。Talavera等［13］发现在LPS处理的IEC-6细胞系中，诱导型NOS蛋白的表达及过氧亚硝酸盐的产生显著高于对照组，同时表现出更强烈的炎症反应，促进IEC-6细胞凋亡及抑制细胞增殖。高浓度的NO会破坏以肌动蛋白为基础的细胞骨架，增加肠道上皮细胞的通透性［14］。研究表明，诱导型NOS介导的高水平NO会导致肠道紧密连接蛋白闭塞小带-1的失调，从而破坏肠道屏障。但另一方面，一定浓度的NO可以保护紧密连接免受活性氧的损伤。有研究显示，通过添加NO供体可以减轻过氧化氢诱导的紧密连接蛋白磷酸化和进一步的屏障破坏［15］。因此，NO与肠道上皮细胞紧密连接密切相关，且在不同的NO浓度下表现出完全相反的作用。2.2

NO与NEC治疗2.2.1

精氨酸补充剂与NO吸入治疗一定浓度范围内的NO对NEC有预防与保护作用，外源性NO及NO前体补充可能通过改善NEC肠道缺血、促进肠道蠕动与抑制白细胞聚集来减少NEC的肠道损伤。一项随机对照试验显示补充精氨酸与NEC病死率显著降低有关［16］。吸入NO治疗已在临床中应用于先天性心脏病，但其在NEC的治疗缺少更多的有效证据。先天性心脏病患者全身血液灌注异常，肠道缺血会导致先天性心脏病患者有更高的NEC风险，吸入NO可以增加先天性心脏病患者全身血流量从而改善全身器官的缺血情况，对先天性心脏病有一定的治疗效果。同时，吸入NO也会面临一些毒性反应，例如NO因不稳定易与氧气反应形成二氧化氮，二氧化氮具有一定的肺毒性，造成肺上皮功能障碍和炎症；同时NO在一定浓度下具有血小板抑制作用，可能会增加出血风险［17］。对于NEC以及合并有NEC的疾病仍需要更多的研究去探索吸入NO治疗的条件与适应证。2.2.2

内皮型NOS改善NEC肠道灌注内皮型NOS功能调节有利于肠道缺血坏死的改善，前列腺素E2给药、远程缺血调节等内皮型NOS依赖性的治疗方案表现了明显的肠道保护作用。在小鼠模型中，硫化氢已被证明可以改善NEC结局，腹膜注射硫化氢供体可能通过过硫化内皮型NOS的半胱氨酸443残基来调节肠道灌注，发挥保护作用［18］。NO下游效应分子cGMP在维持肠道稳态中发挥重要作用，研究表明西地那非可以抑制cGMP的降解，以内皮型NOS部分依赖的方式舒张血管并减轻NEC的肠道损伤［19］。烟酰胺腺嘌呤二核苷酸同样可以以内皮型NOS依赖性促进NO的合成，由烟酰胺腺嘌呤二核苷酸激活的沉默信息调节因子1可以上调内皮型NOS的表达［20］。当烟酰胺腺嘌呤二核苷酸与NO前体精氨酸及瓜氨酸共同使用时，可以显著提升细胞中NO的水平，改善肠道循环。烟酰胺腺嘌呤二核苷酸相关药物或许可以成为NEC治疗的新靶点。2.2.3

诱导型NOS抑制剂在NEC治疗中的潜力诱导型NOS抑制剂作为抗炎药物在许多疾病中发挥显著疗效。在NEC模型中，选择性诱导型NOS抑制剂氨基胍和S-甲基异硫脲均可改善肠道通透性［21］，而非选择性的NOS抑制剂则无法改善肠道损伤甚至表现出更高的病死率［22］。因此，选择性更高的NOS抑制剂或许是未来该治疗方案的关注点之一。益生菌也可以选择性抑制NEC中诱导型NOS的上调，减少NO对NEC肠屏障的损伤。Lin等［23］研究发现在外源性喂养短双歧杆菌AHC3的NEC动物模型肠道病理切片中，诱导型NOS的表达显著降低。有学者提出，诱导型NOS上调可能是对内皮型NOS下调导致的NO合成减少的补偿机制，但NEC中仍存在NO生成不足或过量的矛盾现象，这可能与不同组织中NOS生成的NO仅在相应的组织细胞中发挥作用相关。NO半衰期非常短，释放后被迅速氧化，因此，作为一种旁分泌介质，NO仅能影响产生它的细胞附近的细胞，这可能导致不同的组织细胞处在不同的NO浓度中，从而产生不同的生理效应［2］。2.2.4

NO与母乳预防NEC的关系迄今为止，对NEC有效的预防策略依然是母乳喂养，临床研究表明，母乳摄入量的增加与新生儿NEC发病率的降低相关［24］。当血管内皮功能障碍导致内源性NO缺乏时，母乳中富含的亚硝酸盐成分可以在肠道中转化为NO，成为NO的替代来源，有效预防新生儿感染和胃肠道疾病［25］。母乳低聚糖可以通过增加内皮型NOS的表达来维持肠系膜灌注，从而预防NEC［26］。同时，与配方奶相比，母乳中富含NO合成底物精氨酸及合成过程中所需要的辅助因子，这可能是母乳逆转肠道损伤与预防NEC的机制之一［25］。3

小结与展望综上所述，NO与NEC发病的关系可以总结为保护机制和损伤机制的失衡。