武警天津市总队医院（300162）孙鹏 王晓光

促红细胞生成素（erythropoietin，EPO）作为一种全身作用与局部作用相结合的多功能激素，它的众多生理功能越来越受到人们的研究与重视，许多国内外学者研究证明，EPO在贫血、神经损伤、心肌疾病以及肿瘤相关疾病等的诊断和治疗中具有非常重要的作用，EPO的各种制剂也在疾病的治疗过程中发挥着强大的作用。随着研究的不断深入和临床试验的开展，EPO必将在更多领域里发挥更大的作用，因此EPO水平测定的重要性日趋凸显，现将EPO的相关内容总结如下，以供临床参考。

1 EPO的结构特点和生理功能

EPO是一种肽类激素，完整的内源性EPO（uEPO）分子由多肽链和高分支及唾液酸化的糖链构成，相对分子质量（Mr）为32～39kDa，pI为3.8～5.2，其多肽链部分由165个氨基酸残基组成。EPO中的N2连接糖基是影响EPO体内生物学活性的关键部分；而糖基上的唾液酸在维持EPO的酸性、阻断与细胞表面半乳糖受体结合等方面有重要作用，是EPO活性的决定成分。EPO主要由肾脏近曲小管附近的细胞合成和分泌，肝脏也有部分分泌，正常人体血浆中EPO的水平相对比较稳定，一般为2～21IU/L，在缺氧及贫血时EPO可高达104IU/L。

EPO的生理功能主要包括：精细调节红细胞容量、保护脑缺血时的神经元、促进神经系统发育、保护红细胞膜、促进肠黏膜发育等，对女性生殖系统也有一定作用。影响EPO生成的因素有缺氧、贫血、激素水平、嗜烟习惯、pH值、昼夜节律等。缺氧是EPO的主要影响因素，急性缺氧1～2h，循环中EPO即显著升高。雄性激素、甲状腺素、生长激素可加强EPO的分泌，而雄性激素、糖皮质激素则相反。pH值下降，抑制EPO的分泌，嗜烟习惯者EPO高。

EPO的调节机制：机体血氧的缺乏是刺激EPO分泌的重要因素，EPO在体内分泌后与骨髓中红系祖细胞、幼红细胞表面红细胞生成素受体（erythropoietin receptor，EPOR）结合，再通过JAK/STAT和Ras/MAPK（蛋白酪氨酸激酶和促分裂原活化蛋白激酶）激酶等途径调节红系的增生和分化，增多红细胞数和血红蛋白含量，稳定红细胞膜，提高红细胞膜抗氧化酶功能，纠正贫血。EPO接受两种反馈调节。机体缺氧时，肾脏反应性地分泌红细胞生成酶，促进EPO生成，EPO增多不仅能刺激骨髓造血组织，使周围血液中红细胞增加，同时反馈性地抑制肝脏中的促红细胞生成素原的生成，使血浆中的EPO水平不至过高。

2 EPO检测的临床应用

EPO与临床上的多种疾病相关，其检测有着重要的临床意义。

2.1 反映机体的贫血状况 EPO有增加人体血液中红细胞数量、提高血液含氧量的功能。它可以被用来增加贫血患者体内的红细胞数量，改善贫血状况，使患肾性贫血的患者增加血流比容度，在临床上是治疗各种贫血的重要手段。

目前，肾性贫血以EPO治疗为原则，欧美提倡治疗后血红蛋白应达1.1×104mg/L以上，红细胞比容在33%以上[1]。Eliopoulos等[2]在C57BL/6小鼠皮下植入EPO分泌型骨髓基质细胞，对慢性肾衰竭引起的肾性贫血疗效显著。可见，EPO具有造血活性，治疗贫血是其主要作用之一。机体贫血时，EPO水平会有所增加，EPO检测对于各种贫血诊断效果颇佳，近年来应用越来越广泛。

2.2 作为肿瘤相关疾病的检测指标 恶性肿瘤是严重危害人们身体健康的常见疾病。贫血是恶性肿瘤患者常见症状，它可以显著降低患者的生存质量，因此成为晚期肿瘤临床治疗的一个重要方面。恶性肿瘤内存在乏氧细胞，使肿瘤更具有侵袭性，容易发生远处转移，原因是乏氧能使肿瘤细胞相关的基因和蛋白的合成或表达增加，包括氧调节蛋白、红素加氧酶、糖酵解酶、血管内皮生长因子、EPO等，这表明EPO与肿瘤的发生发展有一定的关系。

冯岗等[3]研究表明癌性贫血的血清EPO的水平明显高于无贫血组及对照组（P＜0.01），说明癌性贫血组的血清EPO是处于较高的水平。癌症无贫血组的EPO水平与对照组相比较无差别，癌性贫血患者的EPO水平与Hb水平存在负相关，说明癌症患者由于各种原因造成了贫血，而贫血及缺氧则是促使EPO水平上升的主要因素。癌症患者骨髓对EPO反应性降低，一些细胞因子如肿瘤坏死因子、白细胞介素1、干扰素是抑制红细胞生成的特异性细胞因子，这些细胞因子也能致EPO失利用。因此尽管癌性贫血患者的血清EPO是处于较高的水平，但患者仍然处于贫血状态。因此，对癌性贫血患者可采用EPO治疗，而治疗前对患者血清EPO浓度的测定则能更好的预测治疗效果，指导临床治疗。

2.3 反映神经损伤及相关疾病 最近研究发现EPO在非造血组织上有广泛的功能，特别是在神经组织。自从意大利科学家盖齐研究发现EPO有神经保护作用以来，这种观点得到越来越多的支持，比如对脑内的研究。

研究[4]表明，EPO在脑组织中有表达，其生成量与脑组织的血氧供应有关，当脑部缺血、缺氧时，生成量会显著增加，发挥神经保护作用。目前认为其作用于机体的机制是：促进血管生长、抑制细胞凋亡、抗氧化。因此，EPO在中枢神经系统受损者体内检测水平有所增加，可以应用于临床进行相关疾病的诊治。Nakano M[5]通过动物模型研究，认为EPO通过与血管内皮生长因子（VEGF）协同促进血管再生的方式发挥神经保护作用。此外，Grasso[6]研究发现，它在治疗周围神经损伤方面也确有疗效，所以EPO在神经系统疾病中检测的意义得以肯定。

陶维元等[7]研究还发现在脑瘫早期，炎性刺激导致患儿对缺氧敏感，引起缺氧诱导因子1（HIF-1）表达，增强EPO的分泌。当缺氧加重或感染加强，炎性细胞因子大量释放，抢占EPO介导的JAK/STAT途径，EPO竞争失败后反馈抑制EPO的分泌，导致脑细胞受到损害，继而发生凋亡或坏死，使脑源性EPO分泌减少；肾脏在长期缺氧下产生耐受，进一步加重EPO的不足，促使脑瘫的发生。实验结果显示，在脑瘫发生过程中，EPO先升高后下降，但炎性细胞因子反而持续升高，支持这一推论。

2.4 对心肌的保护作用 EPO除通过调节红细胞生成，增加组织氧供以外，还可通过抗凋亡、抗炎、促进新生血管生成等作用保护心脏。Namiuchi等[8]研究了101例心肌梗死后12h内行PCI治疗的患者，结果显示，在急性期EPO治疗可减少心肌细胞损伤，改善患者远期预后。心肌梗死患者血清EPO浓度的增加呈时间依赖性，提示即使在慢性期，EPO也具有心脏保护作用[9]。

Rui等[10]研究发现，提前应用EPO可阻止心肌缺血/再灌注损伤引起的急性心肌炎症反应。对雄性Balb/c小鼠缺血/再灌注模型的研究结果进一步揭示，EPO可通过升高核转录因子GATA 4磷酸化水平，降低心肌细胞凋亡，进而减轻心肌缺血/再灌注损伤[11]。Mitsum等[12]的研究也证明EPO可抑制TNF-Q、IL-6 mRNA的表达，从而减轻自身免疫性心肌炎。其他类似的研究显示了相同结论[13]。

但EPO用于保护心脏作用的剂量远高于纠正贫血时的剂量，大剂量EPO必然使红细胞数量增多、血液粘度增加，导致高血压和血栓形成等不良反应。因此，人们开始研发保留心脏保护作用而无促红细胞生成不良反应的EPO衍生物（CEPO）。不久的将来，EPO及高效、安全的CEPO有望作为重要的心脏保护剂，广泛应用于心血管疾病的治疗领域。

2.5 可作为肾移植术后的监测指标 肾脏移植成功后，大部分患者贫血能够得到纠正，有部分患者则出现红细胞增多症。研究[14]结果显示，移植后肾功能正常的患者，术后血清促红细胞生成素水平较移植前明显上升（P＜0.05），并于术后3周左右达到高峰（P＜0.001），高峰为术前的3.5倍左右，随后逐渐下降达到正常水平，说明EPO可作为肾移植术后的监测指标之一。

2.6 可作为耐力运动训练的评价预测指标长期的耐力运动导致血容量增加，包括血浆容量和红细胞容量增加，但是由于血浆容量增加相对红细胞容量增加更显著，所以单位容积中红细胞数量和血红蛋白含量减少，血液相对稀释，刺激机体产生EPO的量增加。因此，通过长期的耐力运动，机体产生的良好反应是血浆EPO水平升高，从而使血液红细胞总数量及血红蛋白含量都增加。EPO上升的幅度可反映机体对缺氧的适应程度，EPO上升并不是愈大愈好。EPO过度分泌，可导致红细胞增多，血液粘滞度增大，微动脉灌注减少，微循环缺氧加剧，说明运动员对环境的代偿反应大；EPO值过低，可能说明运动员身体机能差，训练可能导致损伤[15]。

由于EPO一方面能促进血液中红细胞数量的增加，从而提高血液的载氧能力，另一方面还能够增强机体对氧的结合、运输和供应能力，有利于在高强度竞技时改善缺氧状态，促进肌肉中氧生成，从而使肌肉更有力、工作时间更长，因而EPO也被某些耐力项目（如长跑、自行车、游泳、铁人三项等）的运动员滥用借以提高体能[16]。

滥用重组人促红细胞生成素（rhEPO）的危害性在于可引起运动机体对骨髓的相对抑制，损害了运动机体自身的造血功能。其次由于额外增加了血液中红细胞的数量比，可使血液过于浓稠，血流明显减慢，引发高血压、脑病发作；还会造成组织缺氧、凝血加快而导致静脉血栓、肺栓塞、肌肉感染或中风等危害[15]。对此，奥运会对所有比赛项目的参赛选手检测EPO，这表明EPO的检测应用领域前景广阔。

3 EPO检测技术的发展

EPO的测定方法主要经历了3个阶段：生物体内测定法；生物体外测定法；免疫学方法。由于生物学方法检测的是细胞因子的生物活性，因此具有高亲和力，但存在着特异性差，操作繁琐，易受干扰等缺点。免疫学方法是伴随免疫标记技术发展起来的方法，是目前应用最广泛检测EPO的方法[17]。

目前，EPO的检测方法有放射免疫检测（RIA）、酶联免疫吸附方法（ELISA）、荧光免疫分析法（FIA）、化学发光免疫测定（CLTA）等。

最初关于人体内EPO浓度的测定基本上都采用RIA方法。该方法技术成熟，灵敏度高。缺点是手工操作，出结果慢，试剂半衰期短，对环境有污染等，因此限制了该方法的应用。随着检测技术的发展，具有同样准确性和灵敏度的非放射免疫法越来越受到人们的推崇。

ELISA是一种敏感的技术，可以在微克乃至纳克水平对所测物质进行定量，具有快速、简便、易于标准化等优点，适合大批量标本测定，且成本低廉，应用广泛。

FIA是非放射免疫法中灵敏度最高的，它常用来检测含量很低的生物活性物质。近年来利用特殊的荧光探针，建立有效的FIA法对EPO进行检测也成为众多学者研究的热点。FIA检测在灵敏度和特异性等方面并不亚于传统的ELISA，而在有些方面还要优于ELISA。

CLTA是以化学发光信号示踪藉以检测抗原或抗体的分析技术。CLIA的灵敏度一般均高于酶免疫分析法，并且具有特异性强、标记物稳定、线性范围宽，检测速度快等优点。目前CLIA发展迅速，有取代RIA而成为主流产品的趋势。但存在着国外的检测系统价格昂贵难以普及，国内的虽然价格便宜但灵敏度和检测的可靠性得不到保证之不足。

4 EPO检测的方向和展望

EPO的检测发展至今，不论是在临床上，还是在竞技体育中，都获得了极大的进展。而且EPO的检测是检测肽类、蛋白类、糖蛋白类激素的一种探索，对于这些难以用常规色谱学（如Gc/Ms）方法检测的物质，EPO的检测是一种启发。对建立更有效、更迅速的EPO检测方法和反兴奋剂的斗争都会有很大的帮助，这必将成为新一轮EPO检测研究的热点。相信随着基础研究和应用于临床检测的不断进展，许多问题会逐步解决，EPO也必将有一个光明的前景。