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目的:早产儿视网膜病变(ROP)是一种以视网膜血管异常增生为主要病理特点的眼底疾病,多发生于早产、低出生体重儿,是儿童致盲和视力损害的主要原因。随着围产医学的发展,超早产儿、超低出生体重儿存活率较前明显增加,ROP发病人数随之增加,尤其是在中国、印度等发展中国家。目前ROP的主要治疗方法有激光光凝、冷凝及抗VEGF。激光光凝、冷凝手术治疗,尽管有一定疗效,但对视网膜破坏较大,术后复发率高,远期斜视、弱视、屈光不正、视野缺损等发生率仍较高,部分患儿可能最终失明或遗留视觉功能障碍;VEGF单克隆抗体通过抑制眼内异常新生血管增生发挥作用,也可能阻滞正常视网膜血管发育,存在复发和全身不良反应可能,远期疗效及安全性有待评估。现有治疗手段通过毁损或直接抑制血管生成来达到治疗目的,虽可阻止多数病情进展,但无法逆转早期血管闭塞导致的损伤,难以根本解决ROP问题。ROP的形成、发展受多种促/抑血管生成因子的影响,主要包括IGF-1、VEGF、Ang-1、PIGF等,细胞因子在ROP中的作用已成为当前研究的热点。研究发现,维持早产儿生后一定的血清IGF-1浓度,能促进视网膜血管正常的发育,避免早期血管闭塞,减少异常新生血管生成,为ROP防治提供了新思路。目前在临床及动物实验中已有相关初步研究,但在作用机制、干预途径、剂量及用药时机仍未完全明确,需进一步研究探索。本研究通过建立氧诱导ROP小鼠模型,早期外源性补充rh IGF-1以促进小鼠体内IGF-1的生成,观察其防治ROP的疗效,探索rh IGF-1用于防治ROP的最佳用药时机、剂量及用药途径,及补充rh IGF-1对相关血管生长因子VEGF表达的影响。方法:将出生7天的昆明小鼠随机分成空气对照组和高氧组(包括高氧盐水组、高氧rh IGF-1组1、高氧rh IGF-1组2及高氧rh IGF-1组3),每个组30只。除空气对照组之外,其余组均于生后第7天(P7)同时放入氧浓度为55%-65%的氧箱内饲养12天后出箱。高氧rh IGF-1组1予以腹腔注射的方式于生后第7天(P7)、8天(P8)同一时间点各注射1次rh IGF-1,每次1mg/kg;高氧rh IGF-1组2及高氧rh IGF-1组3以同样的方法、时间分别注射0.5mg/kg及0.25mg/kg的rh IGF-1。空气对照组和高氧盐水组注入相同剂量的生理盐水。分别于P7、P12、P19、P24:眼眶取血留备血标本ELISA法检测小鼠血清IGF-1、VEGF水平;取眼球组织行免疫组化检测视网膜IGF-1和VEGF蛋白表达变化。于P19、P24取眼球组织,进行HE染色病理学观察突破视网膜内界膜的血管内皮细胞核计数,用ADP酶染色观察眼底视网膜血管走行,计算周边血管覆盖率,比较小鼠视网膜血管情况。生后P7开始每天监测各组小鼠体重,对比小鼠体重变化情况。结果:1.各组小鼠体重比较:随日龄增加,各组小鼠体重逐渐增加,正常对照组体重增长最快,而高氧盐水组最慢,高氧rh IGF-1干预组处于二者之间。P7各组间体重比较,差异无统计学意义(P>0.05),P12、P19、P24各组间比较差异有统计学意义(p<0.05),高氧盐水组体重明显低于其它各组(P均<0.05)。高氧药物干预组两两比较,差异无统计学意义(P>0.05)。对照组高于各个高氧药物干预组:P12(P值分别为0.772、0.974、0.949),P19、P24(P<0.05)。2.新生血管内皮细胞核计数:P24高氧盐水组可见较多突破视网膜内界膜的血管内皮细胞核,各高氧rh IGF-1干预组分别与高氧盐水组比较,突破视网膜内界膜的血管内皮细胞核数明显减少(P均<0.05);高氧rh IGF-1干预组两两比较,高氧rh IGF-1组3突破内界膜的内皮细胞核数最多,分别与高氧rh IGF-1组1、高氧rh IGF-1组2比较,差异有统计学意义(P<0.05),高氧rh IGF-1组1和高氧rh IGF-1组2比较,差异无统计学意义(P=1.000)。各个药物干预组均高于对照组(P均<0.05).3.小鼠内源性血清IGF-1水平变化:随着日龄的增加,IGF-1浓度逐渐上升,对照组上升最快,高氧盐水组上升缓慢,高氧rh IGF-1干预组处于二者之间。在第7天,各组间小鼠血清IGF-1含量比较,差异无统计学意义(F=0.031,P=0.998)。P12、P19、P24各组间比较,差异均有统计学意义(p<0.05)。各组两两比较,高氧盐水组低于其它各组(P<0.05)。随着rh IGF-1干预剂量的增加,小鼠血清IGF-1浓度上升逐渐增快,高氧rh IGF-1组1、高氧rh IGF-1组2相互比较,差异无统计学意义(P>0.05),二者均高于高氧rh IGF-1组3(P均<0.05),但均低于正常对照组(P均>0.05);高氧rh IGF-1组3血清IGF-1水平明显低于对照组(P均<0.05)。4.小鼠血清VEGF水平:随着日龄的增加,各组小鼠血清VEGF水平逐渐下降,高氧盐水组下降最明显,高氧rh IGF-1组3次之,高氧rh IGF-1组1、高氧rh IGF-1组2相对下降缓慢,对照组下降幅度相对最小;高氧盐水组于第19天出氧箱后开始VEGF水平迅速上升,高氧rh IGF-1组3次之,而对照组仍呈下降趋势,高氧rh IGF-1组1和高氧rh IGF-1组2则略上升。第7天时,各组间小鼠血清VEGF水平比较,差异无统计学意义(F=0.134,P=0.968),P12、P19、P24各组间比较,差异有统计学意义(P均<0.05),高氧盐水组在P12、P19低于其余各组,于P24明显高于余各组,差异均有统计学意义(P均<0.05)。P12、P19对照组高于其余各组(P均<0.001),而P24对照组分别与高氧rh IGF-1组1、高氧rh IGF-1组2比较,差异无统计学意义(P值分别为0.991、0.979),正常对照组低于高氧rh IGF-1组3(P=0.005);药物干预组内比较:P12、P19高氧rh IGF-1组3低于高氧rh IGF-1组1、高氧rh IGF-1组2(P均<0.05);P24高氧rh IGF-1组3高于高氧rh IGF-1组1、高氧rh IGF-1组2(P均<0.05).在P12、P19、P24高氧rh IGF-1组1与高氧rh IGF-1组2之间比较,差异无统计学意义(P均>0.05)。5.各组视网膜血管分布特点:P19、P24空气对照组视网膜血管基本发育成熟,大血管走行自然、分支规则,向四周呈放射状均匀分布,直至视网膜周边部分,血管无闭塞、扩张;高氧盐水组:P19视网膜血管管径明显变细,走行僵直,未见小血管分支,视网膜中央部可见大片无灌注区,周边部毛细血管网广泛闭塞;P24在视网膜中央部及周边部可见大量新生血管形成。高氧rh IGF-1组1(1mg/kg)和高氧rh IGF-1组2(0.5mg/kg):视网膜血管在P19血管管径较粗,血管走行较自然,视网膜中央部可见小分支、无灌注区较小;周边部血管闭塞不明显;P24异常新生血管生成不明显。高氧rh IGF-1组3(0.25mg/kg):P19血管中央部无血管区域增大,仍可见少量小血管分支,周边部血管部分闭塞,P24中央部大血管稍迂曲,周边及视网膜中央可见较多量异常血管增殖。6.视网膜IGF-1蛋白表达:随着日龄的增长,其表达水平逐渐增加,以对照组上升最快,高氧rh IGF-1组1和高氧rh IGF-1组2次之,高氧盐水组上升最慢。P12、P19、P24各组间视网膜IGF-1蛋白水平比较,差异有统计学意义(p均<0.05);高氧盐水组低于其它各组(P均<0.05),药物干预组内两两比较:高氧rh IGF-1组1、高氧rh IGF-1组2相互比较,差异无统计学意义(P>0.05),二者蛋白表达均高于高氧rh IGF-1组3(P均<0.05);二者分别与对照组比较,差异无统计学意义(P均>0.05),而对照组高于高氧rh IGF-1组3(P均<0.05)。7.视网膜VEGF蛋白表达:随着日龄的增加,视网膜VEGF蛋白水平逐渐下降,高氧盐水组下降最明显,高氧rh IGF-1组3次之,高氧rh IGF-1组1、高氧rh IGF-1组2相对下降缓慢,对照组下降幅度相对最小;高氧盐水组于第19天出氧箱后开始迅速上升,高氧rh IGF-1组3次之,而对照组仍呈缓慢下降趋势,高氧rh IGF-1组1和高氧rh IGF-1组2则略上升。在P12、P19视网膜VEGF蛋白表达量,高氧盐水组均低于其余各组(P均<0.05),P24高于其余各组(P<0.05)。P12、P19对照组均高于其余各组比较(P均<0.001);P24对照组分别与高氧rh IGF-1组1、高氧rh IGF-1组2比较,差异无统计学意义(P值分别为0.692、0.639),高氧rh IGF-1组3与对照组比较蛋白表达量增加,差异有统计学意义(P=0.017)。药物干预组内比较:P12、P19高氧rh IGF-1组3低于高氧rh IGF-1组1、高氧rh IGF-1组2,差异有统计学意义(P均<0.05);P24高氧rh IGF-1组3高于高氧rh IGF-1组1、高氧rh IGF-1组2,差异有统计学意义(P均<0.05).在P12、P19、P24高氧rh IGF-1组1与高氧rh IGF-1组2之间比较,差异无统计学意义(P均>0.05)。结论:1.本实验采用改良法成功制做成氧诱导ROP小鼠模型。2.早期外源性补充rh IGF-1能有效预防氧诱导ROP的发生、降低其严重程度。3.本实验用大、中、小三个药物剂量对氧诱导ROP模型鼠进行干预,以1mg/kg、0.5mg/kg疗效最佳。