ÖZET

Amaç:

Bu çalışmanın amacı prematüre retinopatisi (PR) patogenezinde muhtemelen önemli rol oynayan eritropoetin (EPO), vasküler endotelyel büyüme faktörü (VEGF) ve insülin benzeri büyüme faktörü 1'in (IGF-1), serum değerlerini belirlemek ve birbirleri ile olan ilişkilerini araştırmaktır.

Ge­reç ve Yön­tem:

Bu çalışmada 32 haftadan düşük doğumlu ya da 2000 gr'dan az doğum ağırlıklı 93 yenidoğan ileriye yönelik olarak incelenmiştir. Eritropoetin, VEGF ve IGF-1 seviyelerini belirlemek için kordon kanından örnekler toplanmış ve -80 °C'de muhafaza edilmiştir. Sitokinlerin serum değerleri PR olan (PR+) ve olmayan (PR-) bebeklerde belirlenerek birbirleri ile ilişkileri incelenmiştir.

Sonuçlar:

Prematüre retinopatisi 57 (%61,3) bebekte gözlendi. PR+ ve PR- grupları arasında doğum ağırlıkları (1678,06±326,03 gr; 1383,95±343,23 gr, p=0,001) ve doğum haftaları (29,65±2,34 hafta; 32,22±1,49 hafta, p=0,001) için anlamlı derecede fark mevcuttu. Ayrıca IGF-1 değerleri doğum ağırlığı (r=0,509; p=0,001) ve doğum haftası (r=0,586; p=0,001) ile anlamlı bir korelasyon gösterdi. Prematüre retinopatisi olmayan grubun ortanca serum değerleri IGF-1 için 19,45 ng/ml (0-40 ng/ml), VEGF için 1159,5 pg/ml (396,59 - 2389,25 pg/ml) ve EPO için 6,14 mU/ml (2,6- 35,4 mU/ml) olarak ölçüldü. PR (+) grubunda ise ortanca serum değerleri IGF-1 için 0 ng/ml (0- 30,6 ng/ml), VEGF için 864,98 pg/ml (182,57-2133,05 pg/ml) ve EPO için 6,07 mU/ml (2,6-90,02) olarak ölçüldü. PR (+) grubunda IGF-1(p=0,008) değerleri ve VEGF değerleri (p=0,011) anlamlı olarak düşük bulundu. VEGF değerleri EPO ile (r=0,275; p=0,019) anlamlı bir korelasyon gösterdi.

Tar­tış­ma:

Yenidoğanlarda PR geliştirme riskini değerlendirmek için serum IGF-1 ve VEGF değerleri ölçülebilir. (Turk J Ophthalmol 2012; 42: 423-8)

Giriş

Prematüre retinopatisi (PR) erken doğan ve düşük ağırlıklı bebeklerde retina damarlarının anormal proliferasyonu ile seyreden bir hastalıktır. İlerlemiş PR körlükle sonuçlanabildiğinden dolayı erken doğumlu bebekler için en önemli morbidite sebeplerindendir. Bu nedenle erken doğan bebeklerin göz taraması büyük önem taşımaktadır. Yurt dışında önerilen kriterlerden farklı olarak, ülkemizde 34 haftanın ve 1500 g’ın altında doğan tüm prematüre bebekler PR açısından taranmaktadır. Ancak muayenenin yarattığı stres, dilatasyon sırasında kullanılan damlaların yan etkileri dikkate alındığında PR’de en etkili tarama yöntemleri güncel bir konudur. Sadece risk faktörleri olan ve hatta bazı mediyatörlerin kan seviyelerinin farklı olduğu tespit edilen bebeklerin taranması fikri ortaya konulmuştur.1

Son dönemde yapılan çalışmalar PR’nin patogenezinde insulin benzeri büyüme faktörü-1 (IGF-1), eritropoetin (EPO) ve vasküler endotelyel büyüme faktörü (VEGF) gibi faktörlerin önemini göstermektedir.2-4

Vasküler endotelyel büyüme faktörü normal vasküler gelişim için gerekli bir ajandır. Prematüre bebeklere akciğer olgunlaşması yetersizliği dolayısıyla verilen oksijen tedavisi VEGF seviyelerini baskılamaktadır. Düşen VEGF seviyeleri endotelde apoptoza ve vasküler tıkanıklıklara sebep olmaktadır.5 Prematüre retinopatisinin birinci fazında bunlar gerçekleşirken ikinci fazında ise damarlardaki tıkanmalara bağlı gelişen hipoksi VEGF salınımını tetikler ve neovaskülarizasyonlara sebep olur.6

Eritropoetin yenidoğanda karaciğerden erişkinde ise böbrekten salgılanan bir hormondur ve VEGF'den bağımsız olarak neovaskülarizasyonda etkilidir.2 Fare modellerinde VEGF'e benzer şekilde, retinadan salınan EPO’nin baskılandığı hiperoksi fazında, ekzojen EPO verilmesinin retina damarlarında endotel kaybını önlediği, hipoksi fazında ise EPO düzeyinin yükselmesinin retinada patolojik proliferasyona neden olduğu gösterilmiştir.7

İnsülin benzeri büyüme faktörü-1, PR'nin erken fazında VEGF'in maksimum aktivasyonu için gereklidir. Ancak prematüre çocuklarda IGF-1 seviyeleri düşüktür ve bu durum VEGF'in baskılanmasına ve endotel proliferasyonunun erken fazda yetersiz kalmasına neden olmaktadır.8 Yapılan bir çalışmada erken doğan bebeklerde serumda IGF-1 düzeyi yeterli olarak tespit edilen bebeklerde PR muayenesinin yapılmasının gereksiz olduğu ve bu yöntemin gereksiz muayene edilecek bebekleri önemli ölçüde azaltabileceği bildirilmiştir.9

Biz bu çalışma ile PR hastalığının patogenezinde rol oynayan IGF-1, VEGF ve EPO seviyelerini tespit etmeyi, bu mediyatörlerin PR gelişimiyle ve birbirleriyle olan ilişkisini incelemeyi amaçladık.

Gereç ve Yöntem

Çalışmaya 06.06.2008 / 05.10.2008 tarihleri arasında tarafımızdan PR açısından muayene edilen 32 haftanın veya 2000 gramın altında olan 93 bebek dahil edildi. Herhangi bir doğumsal kromozom anomalisi olan veya aile onamı olmayan hastalar çalışmaya dahil edilmedi. Çalışma için hastanemizin etik kurulundan Dünya Tıp Birliği Helsinki Bildirgesi’ne uygun B.30.2.MAR.0.01.02/AEK/748 numaralı onay alındı.

Yenidoğanın ilk göz muayenesi, doğum sonrası 4.-6. haftalarda veya son adet tarihinden sonraki 31-33. haftalarda, geç olan tarih esas alınarak yapıldı. Hastaların tanıları ve takip aralıkları American Academy of Pediatrics, American Association for Pediatric Ophthalmology and Strabismus ve American Academy of Ophthalmology’nin ortak kararı doğrultusunda bildirilen tarama protokolüne göre belirlendi.10

Çalışmaya dahil edilen bebeklerin 3cc kordon kan örnekleri doğumdan hemen sonra bebeğin kordon kanından alınarak jelli tüplere konulup yer çekiminin 3500 katı güçte 10 dakika santrifüj edildi. Elde edilen serum örnekleri -80°C’ de saklandı.

Serum IGF-1 ve EPO düzeyleri katı fazlı enzim işaretli kemilüminesans immunometrik yöntem ile otomatize olarak çalışıldı (Immulite 2000, Siemens, A.B.D.). Üretici firma tarafından sunulan verilerde çalışma içi değişkenlik katsayıları IGF-1'de 77-1358 ng/mL konsantrasyon aralığı için %2,4-%3,9 arasında ve toplamda %4,7-%7,7 arasında ve EPO'da 4,1-184 mU/ml konsantrasyon aralığı için %5,2-%5,6 arasında ve toplamda %5,8-%5,9 arasında değişmiştir. Serum VEGF düzeyleri ise manuel metod kullanılarak ELISA yöntemi ile ölçüldü.

Sonuçlar SPSS istatistiksel analiz programı ile dağılımın düzgün olduğu değerler parametrik testlerle, dağılımın düzgün olmadığı değerler ise parametrik olmayan testler kullanılarak incelendi. Prematüre retinopatisi olan ve olmayan hastaların IGF-1, VEGF ve EPO değerleri arasındaki fark Mann-Whitney U testi kullanılarak karşılaştırıldı. Prematüre retinopatisi evresi ile incelenen faktörler arasındaki ilişki ise Kruskal Wallis testi ile incelendi. İnsülin benzeri büyüme faktörü-1 değerlerinin tespitinde kullanılan kit 15 ng/ml altındaki değerleri tespit edemediğinden IGF-1<15 ng/ml olan olgular 0 ng/ml olarak kabul edildi.

Sonuçlar

Muayene edilen 93 bebeğin doğum haftaları, doğum kiloları ve PR evreleri Tablo 1 de görülmektedir. Bebeklerin 57’sinde PR saptanırken (%61,3) bu bebeklerin 23’ünde (%40,4) Evre 1, 27’sinde (%47,4) Evre 2, 7’sinde (%12,3) Evre 3 PR saptandı. Dört bebekte ise eşik hastalık mevcutken Evre 4 veya 5 PR gelişen hastaya ise rastlanmadı. Prematüre retinopatisi olan grubun doğum ağırlıkları ve doğum haftası değerleri PR olmayan gruba göre istatistiksel olarak anlamlı derecede düşük bulundu (p=0,001, Tablo 1).

Prematüre retinopatisi olan ve olmayan grupta sitokinlerin dağılımı Tablo 2’de görülmektedir. Prematüre retinopatisi olan grupta IGF-1 (p=0,008) ve VEGF (p=0,0011) değerleri PR olmayan gruba göre istatistiksel olarak anlamlı derecede düşük bulundu. Eritropoetin (p=0,56) değerleri ile PR'nin varlığı arasında ise anlamlı bir ilişki gözlenmedi.

Büyüme faktörlerinin PR evrelerine göre dağılımı ise Tablo 3’de görülmektedir. İnsülin benzeri büyüme faktörü-1 ile PR'nin evreleri arasındaki ilişki incelendiğinde, PR evresi yükseldikçe yenidoğanın kordon kanındaki IGF-1 değerleri anlamlı derecede daha az bulundu (p=0,004, Şekil 1).

Tüm bebeklerde IGF-1 değerleri ile demografik özellikleri arasındaki ilişki incelendiğinde IGF-1 değerlerinin doğum ağırlığı (r=0,436; p=0,001; Şekil 2) ve doğum haftası (r=0,515; p=0,001; Şekil 3) ile anlamlı bir pozitif korelasyon gösterdiği görüldü. Vasküler endotelyel büyüme faktörü ve EPO için ise doğum ağırlığı ya da doğum haftası ile anlamlı bir ilişki gözlenmedi. Vasküler endotelyel büyüme faktörü (p=0,064) ve EPO (p=0,53) değerleri ile PR evresi arasında da anlamlı bir korelasyon gözlenmedi (Şekil 4 ve 5).

Ölçülen IGF-1, EPO ve VEGF değerlerinin birbirleri ile olan ilişkileri incelendiğinde VEGF değerleri ile EPO’nun (r=0,275, p=0,019) arasında istatistiksel olarak anlamlı bir korelasyon mevcuttu ancak IGF-1 seviyeleri ile diğer sitokinlerin seviyeleri arasında anlamlı bir ilişki gözlenmedi.

Tartışma

Prematüre Retinopatisinde Serum IGF-1 Düzeyleri

İnsülin benzeri büyüme faktörü-1 retinanın normal gelişiminde endotelin gelişimini etkileyen anjiojenik bir faktördür.11 Retina endotel hücrelerinde, maksimum VEGF aktivasyonu için yüksek IGF-1 düzeylerine ihtiyaç duyulur.12 Preterm bebeklerde doğumdan sonraki 2 ay boyunca düşük IGF-I düzeylerinin düşük fiziksel büyüme ile orantılı olduğu ve bunun da ileri evre PR riskini arttırdığı gösterilmiştir.13 Serum IGF-1 düzeylerinin PR evresi arttıkça anlamlı olarak azaldığı gösterilmiştir. Örneğin Hellström ve ark.’nın9 yaptığı çalışmada evre 3 PR olan bebeklerde ortalama IGF-1 düzeyi 25±2,4 ng/ml, evre 1 ve 2 bebeklerde 29±1,7 ng/ml, PR olmayan grupta ise 33±1,7 ng/ml olarak bulunmuştur.

Villegas ve ark.’nın14 yaptığı çalışmada 1500 gr ve 32. gestasyonel hafta altındaki 74 bebek incelenmiştir. Bebeklerin PR açısından ilk göz muayeneleri postnatal 4. ile 6. haftalar arasında yapılmış ve muayene sonrasında periferik venöz kan örnekleri de alınmıştır. Prematüre retinopatisi olan ve olmayan gruplar karşılaştırıldığında PR olan gurupta serum IGF-1 düzeyleri anlamlı olarak düşük bulunmuştur. Perez ve ark.4 yaptıkları çalışmada IGF-1 değerlerinin PR gelişimi açısından iyi bir prediktör olduğunu ifade etmektedirler.

Bizim çalışmamızda da literatürdeki bu çalışmalarla uyumlu olarak evre 3 bebeklerin hepsinde IGF-1 değerleri ölçülebilir sınırın altında bulunurken evre 2'de ortanca değer 5,07 ng/ml, Evre 1'de 18,7 ng/ml ve PR olmayan bebeklerde 19,4 ng/ml olarak tespit edilmiştir (Şekil 1). Bu sonuçlar doğum esnasında kordon kanında IGF-1 seviyeleri azaldıkça PR gelişme riskinin arttığı ve dolayısıyla bir prediktör olarak kullanılabileceği fikrini desteklemektedir. Bunun yanısıra yukarıda bahsi geçen çalışmalar kesitsel olarak PR olan hastaların periferik kanlarındaki IGF-1 seviyelerini doğumdan sonraki dönemlerde incelemektedir. Serum IGF-1 seviyeleri doğum sonrası dış faktörlerden etkilenebilir. Bizim çalışmada yenidoğanların örnekleri ileriye yönelik olarak olarak incelenmiştir. Örnekler doğum sırasında bebeğin göbek kordonundan alındığından, PR geliştirme riski yüksek olan bebeklerin IGF-1 değerlerinin doğumdan sonra düşmediği, doğumdan itibaren düşük olduğu görülmektedir. Bu bulgu PR patogenezini anlamamızda yardımcı bir bulgudur.

Prematüre Retinopatisinde VEGF'in Yeri

Vasküler endotelyel büyüme faktörü endotele özgü bir mitojendir ve özellikle hipoksik koşullar altında hücrelerden salınımı artar.15,16 Vasküler endotelyel büyüme faktörü embriyogenez sırasında, normal anjiyogenezde, doğum sonrasında ve patolojik koşullarda retinanın anormal neovaskülarizasyonunda önemli rol oynar. Vasküler endotelyel büyüme faktörü geni oksijen basıncına duyarlıdır. Hipoksiye maruz kalan hücrelerde VEGF gen aktivasyonu gerçekleşir ve sonuçta VEGF üretimi artarken, hiperokside üretim azalır.17 Ülkemizde 405 prematüre bebek ile yapılan bir çalışmada da mekanik ventilasyon ile oksijen tedavisi verilen prematür bebeklerde PR riskinin arttığı gösterilmiştir.18

Term bebeklerde doğumdan sonra ilk haftalarda serum VEGF düzeyleri 200-450 pg/ml arasında değişir ve sonraki aylarda erişkin düzeylerine (10-110 pg/ml) ulaşır.19 Preterm bebeklerde ise hayatın ilk haftasında plazma VEGF düzeyleri 48 pg/ml gibi düşük değerlerde olduğu tespit edilmiştir.19

Literatürde PR hastalarında serum VEGF düzeyini araştıran az sayıda çalışma bulunmaktadır. Kwinta ve ark.20 32 gestasyonel hafta öncesinde doğmuş ve 1500 gr altında olan 128 hastanın doğum sonrası 2., 3. ve 4. haftalarda periferik venöz damarlardan kan alınarak serum VEGF seviyelerini ELISA yöntemi ile incelemiştir. Prematüre retinopatisi nedeni ile tedavi olan grupta serum VEGF düzeyleri anlamlı olarak düşük saptanmış ve doğumdan sonraki 20. günde VEGF değeri düşüklüğünün ileri PR gelişim riskini tahmin etmede yararlı olabileceği gösterilmiştir. Villegas ve ark.14 PR olan grupta ortalama serum VEGF düzeyini sağlıklı bebeklerden anlamlı olarak yüksek bulmuştur. Buna karşılık Pieh ve ark.21 32 haftanın altında 63 preterm bebek üzerinde yaptığı çalışmada bebeklerden doğumdan sonra beşinci günden itibaren 15. haftaya kadar venöz kan toplanarak VEGF düzeyine bakmışlar ve PR grubu ile, PR olmayan grup arasında ortanca plazma VEGF düzeyleri açısından anlamlı bir fark saptamamışlardır.

Sonmez ve ark.22 evre 4 PR olan 22 gözden (12 vasküler olarak aktif, 10 vasküler olarak inaktif) alınan vitreus örneklerini incelemişlerdir. Doğumsal katarakt cerrahisi uygulanan 5 gözün vitreus örneklerini ise kontrol grubu olarak kullanmışlardır. Vasküler olarak aktif gözler ve vasküler olarak inaktif gözlerin vitreus örneğindeki VEGF düzeyleri kontrol grubuna kıyasla anlamlı olarak yüksek bulmuşlardır. Montoya ve ark.23 da benzer şekilde vitreus içindeki VEGF seviyelerini kontrol grubuna göre yüksek bulurken serum seviyelerini kontrol grubundan anlamlı olarak farklı bulmamışlardır. Ancak vitreus VEGF seviyelerini değerlendirirken VEGF'in bir kısmının kan retina bariyerinin bozulmasıyla vitreusa sistemik yoldan geçiş yaptığını önceki bir çalışmamız düşündürmektedir.24 Bu nedenle bu bebeklerde vitreus VEGF değerlerinin serum VEGF değerlerinden etkilenebileceği dikkate alınmalıdır.

Bu çalışmalar PR hastalarının geç döneminde VEGF değerlerinin yüksek seyrettiğini düşündürmektedir. Smith LE'nin 25 2008 yılında yaptığı bir derlemede VEGF'ün PR'nin ikinci yani neovasküler fazında yükseldiğinden bahsedilmektedir ancak birinci fazında doğumdan sonra gelişen göreceli hiperoksiye bağlı olarak serum VEGF değerlerinin düşebileceği görüşü savunulmaktadır. Gerçekten de rat modellerinde hiperoksinin birinci faz ile uyumlu olarak serum VEGF değerlerini düşürdüğü gösterilmiştir.26 Ancak PR gelişen bebeklerde birinci faz ile uyumlu olarak düşük serum VEGF ve PR ilişkisini gösteren bir çalışma yoktur. Bu çalışmada ise özgün olarak PR'nin ilk fazında gerçekleştiği varsayılan serum VEGF değerlerindeki düşüş, infantların doğumu esnasında kordon kanında tespit edilmiş ve ileriye yönelik olarak incelendiğinde PR gelişmesi riski ile anlamlı derecede ilişkili bulunmuştur. Bunun yanısıra örnekler kordon kanından toplandığından, bebekler doğum sonrası gelişen göreceli hiperoksi ortamına henüz maruz kalmamışlardır. Dolayısıyla bu çalışmada PR gelişme riski yüksek olan bebeklerin doğum sırasında serum VEGF değerlerinin zaten düşük olduğu ve belki de bu nedenle dış ortamın göreceli hiperoksisine daha duyarlı oldukları gösterilmiştir. Bu doğumdan sonra maruz kalınan hiperoksi dolayısıyla birinci fazın geliştiği tezinden kısmen farklıdır.

Prematüre retinopatisinde Eritropoetin

Eritropoetin, hemotopoetik etkilerine ilave olarak Endotelin-I salınımını arttırmakta ve anjiyogenezi uyarmaktadır.27 Retina üzerinde nöroprotektif ve anjiojenik etkileri vardır.28 Fare modellerinde, retinadan salınan EPO’nun baskılandığı hiperoksi fazında, ekzojen EPO verilmesinin retinadaki damar kaybını ve patolojik proliferasyonu önlediği, hipoksi fazında ise EPO düzeyinin yükselmesinin retinada patolojik proliferasyona neden olduğu gösterilmiştir.7 Bierer ve ark.29 32. gestasyonel hafta altında ve doğum ağırlığı 1000 gr altında 8 preterm bebeği kontrol grubu olarak almışlar ve doğumdan sonraki 4. günden itibaren 2 hafta arayla kan örneklerini toplamışlardır. Ortalama serum EPO düzeyini 26±11 mU/ml olarak bulmuşlardır.

Bu çalışmadaysa doğum sırasında PR olan grupta ortanca serum EPO düzeyi 6,07 mU/ml PR olmayan grupta ise 6,14 mU/ml olarak saptanmıştır. Bu değerler yukarıda behsedilen çalışmadaki serum EPO değerlerine göre düşüktür. Prematüre retinopatisinin ilk fazında bir anjiojenik faktör olan EPO'nun düşük bulunması beklenebilir bir bulgudur ancak bu çalışmada EPO değerleri ile PR geliştirme riski arasında anlamlı bir ilişki gözlenmemiştir.

Eritropoetin ile VEGF düzeyleri arasında, literatür ışığında değerlendirildiğinde her ikisi de oksijen ile düzenlenen faktörler olduğundan, anlamlı bir ilişki bulunması makuldür. Nitekim kistik fibroz gibi hipoksi mekanizmalarının tetiklendiği bazı hastalıklarda VEGF seviyelerinin serumda EPO ile korelasyon gösterdiği gösterilmiştir.30 Ancak doğum anında VEGF ve EPO seviyelerini karşılaştıran ve bu değerleri PR ile ilişkilendiren başka bir çalışma bulunmamaktadır. Bu bulgular ışığında değerlendirildiğinde EPO kan değerleri, bu çalışmada oksijen dolayısıyla VEGF ile ortak hareket eden ancak PR patofizyolojisinde etkisi az bir faktör olarak gözlenmektedir.

Sonuç

Çalışma PR’nin etyopatogenezinde önemli büyüme faktörlerinin üçünün beraberce çalışıldığı ilk çalışma olma özelliğini taşımaktadır. Bahsi geçen büyüme hormonlarının değerleri bebekler henüz dış ortama maruz kalmadan önceki serum değerlerini yansıtmaktadır. Dolayısıyla bu çalışmada IGF-1 ve VEGF değerlerinin PR gelişme riski yüksek olan bebeklerde anlamlı olarak düşük bulunması, PR'nin birinci fazının henüz anne karnındayken başladığına işaret etmektedir. Bu iki anjiyojenik faktörün serumda doğumdan itibaren düşük olması bebekleri dış faktörlere daha duyarlı ve daha kolay PR geliştirebilir hale getirmektedir. Dolayısıyla yenidoğanlarda PR geliştirme riskini değerlendirmek için serum IGF-1 ve VEGF değerleri ölçülebilir. Bu bulgular PR patogenezinde IGF-1’in ve VEGF'nün rolünü tekrar ön plana çıkartmaktadır.

Yazışma Adresi/Address for Correspondence: Dr. Özlem Yenice, Marmara Üniversitesi Tıp Fakültesi, Göz Hastalıkları Anabilim Dalı, İstanbul, Türkiye
Tel.: +90 532 494 13 15 E-pos­ta: [email protected] Geliş Tarihi/Received: 07.03.2012 Kabul Tarihi/Accepted: 13.08.2012