综述：早产儿硒营养：我们是否为这一脆弱人群提供了足够的补充？

《Nutrients》：Selenium in the Preterm Infant: Are We Supplementing Enough in This Vulnerable Population? Jeffrey V. Eckert, Lynette K. Rogers, Trent E. Tipple and Maxwell Mathias

本文深入综述了早产儿硒(Se)营养现状，指出其因胎儿期硒蓄积中断、需求更高且依赖肠外营养(PN)而极易缺乏。文章系统阐述了硒的生物学功能、代谢途径（涉及硒蛋白P(SelenoP)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)等），比较了北美与欧洲/中国在推荐补充剂量（如2 μg/kg/天 vs. 7 μg/kg/天）上的显著差异，并探讨了以无机硒形式（如亚硒酸盐）补充可能因早产儿谷胱甘肽(GSH)合成不足而受限的问题，最终呼吁优化早产儿的硒补充策略。

　　

硒(Selenium, Se)是一种必需的微量元素，其生物活性源于其被整合到第21种氨基酸——硒代半胱氨酸(Selenocysteine, Sec)中。人类已鉴定出25个编码硒蛋白的基因，每个硒蛋白至少含有一个Sec残基。硒蛋白的功能包括抗氧化反应、甲状腺激素合成和维持细胞氧化还原稳态。由于其参与关键的细胞功能，硒缺乏与土壤硒含量低地区的心血管系统和结缔组织疾病相关。虽然这些疾病具有地域特异性，并已通过公共卫生干预在成人中得到缓解，但早产儿在全球范围内仍易受硒缺乏的影响。

硒的生物学功能

硒的生物活性源于含硒蛋白（硒蛋白）的高反应性，这些蛋白含有Sec氨基酸。Sec的侧链pK_a值约为5.2，相较于半胱氨酸(~8.3)更具反应性。在生理pH值7.4时，>99%的Sec以其硒醇盐(Se^?)形式存在。这些特性决定了硒蛋白的还原（给电子）潜力并解释了其催化活性。Sec的合成和插入多肽序列需要多个专用组件。与经典的多肽合成不同，Sec是直接在其转运RNA上合成的。在硒蛋白合成过程中，通常作为“终止”密码子的UGA密码子，在SECIS元件附近结合tRNA^sec并将Sec添加到生长的硒蛋白多肽链中。硒蛋白几乎完全负责硒的生物学效应。

已知的硒蛋白功能包括维持氧化还原稳态、蛋白质折叠和内质网功能、Sec转运以及甲状腺激素合成。在硒抗氧化酶中，最丰富的是谷胱甘肽过氧化物酶家族(GPx)，它可将普遍存在的代谢产物过氧化氢(H₂O₂)转化为水(H₂O)。这个反应可以防止脂质过氧化，维持膜完整性并保护酶功能。其次是硫氧还蛋白还原酶(TrxR)，它们在维持细胞氧化还原稳态中起着至关重要的作用。

由于具有高反应性，许多硒蛋白定位于内质网，并催化蛋白质折叠和其他依赖氧化还原的内质网功能。内质网是比细胞质更具氧化性的环境。这允许形成蛋白质折叠所必需的二硫键，在许多情况下由硒蛋白促进。除了蛋白质折叠功能，硒蛋白还调节内质网的其他方面。硒蛋白N(SelenoN)通过控制ryanodine受体钙离子通透性来调节肌细胞对氧化应激的反应。SelenoN的突变会导致先天性肌病。

所有已鉴定的人类硒蛋白都含有单个Sec残基，但硒蛋白P(SelenoP)除外。SelenoP是独一无二的，它含有一个催化性的、硫氧还蛋白样的N端结构域和在其C端结构域中最多九个Sec残基。SelenoP通过与各种组织特异性脂蛋白受体（包括载脂蛋白E受体2(apoER2)）结合，将硒转运到组织。C端结构域经历蛋白水解切割和内吞作用，作为Sec的储存库，直到在靶组织中被Sec裂解酶切割并用于从头合成硒蛋白。N端、类Trx的Sec具有催化活性，可解毒脂质氢过氧化物。

最后一类硒蛋白，碘甲腺原氨酸脱碘酶，催化甲状腺素(T4)转化为其活性形式三碘甲腺原氨酸(T3)，这对生长发育至关重要。

从土壤到胎儿：硒的追踪

膳食硒的摄入很大程度上取决于食物来源生长土壤的硒含量，这因地理区域而异。硒可以无机（硒酸盐、亚硒酸盐、硒化物）和有机（硒代蛋氨酸、甲基硒代半胱氨酸、硒代胱胺）形式进入人体。在北美，一般人群的硒缺乏极为罕见。然而，早产儿由于在妊娠晚期缺乏硒的蓄积以及出生后对肠外营养的依赖，容易发生硒缺乏。胎儿硒的蓄积主要基于母亲饮食中的硒含量，而母亲饮食本身又取决于其食物生长土壤的硒含量。

硒酸盐(SeO₄^2?)和亚硒酸盐(SeO₃^2?)是最常见的无机形式。这些被植物吸收并转化为有机形式，这是人类硒的主要来源。最常见的膳食硒形式是硒代蛋氨酸(SeMet)，存在于谷物、豆类、一些坚果和动物产品中。SeMet在结构上与蛋氨酸相似，用硒代替了硫，当含量足够时，可以非特异性地取代蛋白质中的蛋氨酸，作为硒的储存库。Sec也存在于饮食中，但它几乎完全存在于完整的硒蛋白（如GPx家族）中，因为游离Sec由于其前述的低pK_a值，在生理pH下具有高反应性和不稳定性。

硒代谢分为四个阶段：肠道吸收、肝脏摄取和硒代半胱氨酸合成、肝后分布用于靶组织中的硒蛋白合成以及排泄。肠道硒吸收的机制取决于摄入的硒形式。SeMet和SeO₄^2?的生物利用度大于90%，并使用与其含硫类似物蛋氨酸和硫酸盐(SO₄^2?)相同的转运机制。这些通过ATP依赖的主动运输迅速吸收到肠上皮细胞中，并通过被动基底外侧转运蛋白进入血液。值得注意的是，LAT-1转运蛋白的表达在正常妊娠期间会发生变化，在妊娠晚期从细胞质转移到细胞表面。这提出了早产儿肠道对SeMet的吸收效率可能低于足月儿或成人，并可能解释肠内喂养和补充硒的早产儿硒水平持续偏低的原因。

亚硒酸盐(SeO₃^2?)在生理剂量下口服时生物利用度约为50%，因为它经历被动转运并在肠上皮细胞中被还原为硒化物(Se^2?)，在未补充的情况下血清中亚硒酸盐含量极少。Sec尚未在人类血液中被检测到，来自消化后硒蛋白的Sec可能在吸收前在肠上皮细胞中被还原。

吸收后，SeO₄^2?和SeMet在进入肝脏之前基本保持不变地进入循环。在肝脏内，硒的无机和有机形式都经过多步还原，生成硒化物，这是硒的最还原形式。肝后硒主要以SelenoP的形式运输，其占血浆硒的40-60%。剩余的硒部分要么与白蛋白结合，非特异性地以SeMet形式掺入蛋白质，以GPx形式存在，或者以多种代谢物的痕量形式存在。

循环中的母体SelenoP可以通过受体介导的内吞作用被胎盘摄取，这个过程涉及载脂蛋白E受体-2和其他低密度脂蛋白受体蛋白，如megalin。小鼠研究还表明，在妊娠早期至中期，内脏卵黄囊是胎儿硒供应的关键，主要通过母体SelenoP和GPx3通过胞饮作用被上皮细胞摄取。一旦硒被胎盘摄取，母体SelenoP被分解代谢并释放到胎儿循环中。硒通过依赖硒代半胱氨酸裂解酶(Sec lyase)的途径或不依赖Sec lyase的途径为硒蛋白合成提供硒，在后一种途径中，SelenoP可能在不降解的情况下递送硒。母体硒水平与胎龄、出生体重和新生儿硒水平直接相关，而低母体硒与早产风险增加独立相关。

关于硒排泄的数据难以解释，因为硒摄入的形式和量影响排泄途径。使用肠内亚硒酸盐补充剂的研究发现粪便中排泄显著增多，可能是由于相对于SeMet和SeO₄^2?其生物利用度较低。相比之下，对接受有机硒补充的成年男性和女性的研究发现，一半到三分之二的硒通过尿液排泄。已鉴定出多达16种不同的含硒尿液代谢物，主要是硒糖。关于婴儿硒尿排泄的数据有限，不过一项针对肠内喂养的日本婴儿的小型研究发现，一周龄时早产儿的尿硒显著高于足月儿，这可能促成早产儿硒缺乏风险显著升高。

早产儿肠内和肠外营养中的硒

怀孕期间和产后哺乳期对硒的需求都会增加，孕妇的推荐膳食摄入量(RDA)为60 μg/天，哺乳期为70 μg/天。相比之下，标准的RDA是55 μg/天。母亲硒水平降低与子痫前期、宫内生长受限、胎儿畸形、神经发育受损和感染风险增加相关。即使是足月儿，也没有足够的数据来确定一岁以下婴儿的硒推荐膳食摄入量。因此，推荐了一个统一的15 μg的“估计平均需要量”，这反映了比成人RDA更低的证据水平。这个量是基于纯母乳喂养婴儿的估计摄入量和人乳中的平均硒含量，主要来自20世纪80年代和90年代的研究。

支持硒RDA建议的数据稀缺，而确定硒充足或缺乏的复杂性加剧了这一点。在成人中，最丰富的硒储存部位是骨骼肌，其次是骨骼、肝脏和肾脏，血液硒占全身硒的比例估计在1%到10%之间。足月和早产新生儿的身体成分与成人显著不同，特别是肌肉和骨骼组织的缺乏，并且在出生后的最初几周和几个月内会迅速变化。一项针对婴儿的小型研究发现硒在器官中的分布存在显著差异，肾脏中的硒含量占总身体硒的比例要高得多。在缺乏状态下，全身硒的分布会发生变化，优先供给关键功能，这被称为“硒蛋白层次结构”。当缺硒的成人补硒时，GPx的表达和活性在较低的血清硒水平就达到平台期，而SelenoP则在93 μg/天时达到最大值和平台期。

血液中三种最丰富的硒形式是SelenoP(50%)、GPx(40%)和白蛋白结合硒(10%)。鉴于它们对硒补充的相对敏感性，红细胞GPx活性和血清SelenoP水平已被提议作为硒状态的生物标志物。与足月儿相比，早产儿的血清白蛋白含量和GPx水平较低，并且在该人群中临床使用这些生物标志物之前，首先需要建立该人群的硒参考范围。红细胞GPx活性尚未被证明能可靠预测早产儿的硒状态。最后，大约三分之二胎龄小于32周的早产儿在住院期间接受输血，这会因引入成人红细胞而混淆婴儿血硒水平。其他形式的硒监测，包括尿液、粪便以及头发或指甲硒含量，已被提出。尿液、头发和指甲硒含量因硒摄入形式而异。虽然胎粪硒含量可能反映妊娠晚期硒的蓄积，但依赖肠外营养婴儿的粪便硒测量是不切实际的，因为这个测量值不太可能反映真实的硒状态。

母乳中大约三分之二的硒以有机硒蛋白GPx3和SelenoP的形式存在。如上所述，这些含Sec和SeMet的蛋白质通过转硫途径还原为元素硒化物，然后才在肝脏中掺入新合成的硒蛋白。奇怪的是，母乳中还含有大量氧化的硒代谢物——硒代胱胺，它不存在于血液中，但占母乳硒含量的25%。体外实验中，硒代胱胺能氧化谷胱甘肽并产生活性氧自由基，但仅当其浓度比母乳和血液中发现的浓度高1000倍时。硒代胱胺还被证明能在啮齿动物缺血-再灌注模型中减少铁死亡。与更丰富的有机硒形式SeC和SeMet相比，硒代胱胺需要谷胱甘肽还原才能被纳入硒池。目前尚不清楚硒代胱胺的产生活性氧或抗铁死亡特性是否在母乳中发挥生物学作用；然而，这种硒化合物虽然在人乳中相对丰富，但不存在于婴儿配方奶粉或市售的微量元素制剂中。与母乳中的有机硒形式不同，市售婴儿配方奶粉和PN中的硒以亚硒酸(H₂SeO₃)、亚硒酸钠(Na₂SeO₃)或硒酸钠(Na₂SeO₄)的形式存在。这些形式在掺入新硒蛋白合成之前，依赖谷胱甘肽(GSH)进行还原。

因为无机硒经历GSH依赖性代谢，它可能不是早产儿硒补充的最佳形式，因为该人群的GSH合成和代谢受损。在一小部分母婴配对研究中，早产儿的脐带血半胱氨酸和GSH水平显著低于足月儿，而红细胞GSH合成能力则无差异。由于GSH氧化还原稳态和硒蛋白合成相互依存，通过饮食或肠外营养补充来“优化”GSH是确保足够硒蛋白生物活性的一个有吸引力的解决方案。在生命早期，充分提供GSH肽前体甘氨酸、谷氨酸和半胱氨酸对于GSH合成是必要的，补充超过推荐量的前体可能会增加早产儿的总体谷胱甘肽合成。在这三种肽前体中，半胱氨酸是GSH合成的限速底物。然而，一项针对早产儿的高剂量半胱氨酸补充的随机对照试验并未导致谷胱甘肽增加。在一篇Cochrane综述中，补充半胱氨酸、胱氨酸和N-乙酰半胱氨酸并未导致GSH或任何测量的临床结果显著增加。在肠外营养中直接补充GSH是可行的，并且已在豚鼠模型中证明可以减轻光氧化抗坏血酸的损害作用。虽然增加GSH可用性可以减轻早产儿中活性氧中间体的损害作用，但有效且可靠的策略尚未确定。

虽然自13世纪以来就有硒毒性或硒中毒的描述，但直到1957年硒才被确定为哺乳动物的必需矿物质。肠外营养于20世纪60年代在美国引入，但直到1979年，美国医学协会才建议常规添加微量元素锌、铜、锰和铬。同年，一篇关于接受10天或更长时间PN的术后患者的病例系列描述了肌肉疼痛、虚弱和行走困难的症状，这些症状在补充硒后得到改善。1983年，一名接受超过1年PN的6岁儿童出现肌肉疼痛、肌酸激酶升高、转氨酶升高和指甲色素沉着变化，并被发现硒缺乏。他接受了亚硒酸补充，实验室指标和指甲变化得到改善。美国首次普遍建议在PN中添加硒是在1984年。低血清硒与支气管肺发育不良相关，这是一种主要影响极早产儿的呼吸系统疾病。围产期饮食硒缺乏已被证明会破坏肺和肺血管发育并加剧高氧性肺损伤。硒补充在特定临床场景中可能还有额外益处。硒蛋白依赖的抗氧化系统在脓毒症中可被不同程度地诱导和抑制。一项关于成人严重脓毒症的研究发现，给予高剂量的亚硒酸钠（1克/天，持续10天）可改善死亡率。2003年一篇包含三项早产儿硒补充试验的Cochrane荟萃分析发现，发生一次或多次脓毒症发作的相对风险降低了27%，需要治疗的人数为10人以预防一次或多次脓毒症发作。值得注意的是，纳入该荟萃分析的三项试验中有两项来自一般人群硒含量低的地区。2012年，美国肠外和肠内营养学会(A.S.P.E.N.)和美国临床营养学会建议足月新生儿剂量为2 μg/kg/天，早产儿为1.5–4.5 μg/kg/天。

美国唯一获得FDA批准、可用于早产儿的市售多种微量元素制剂，按照制造商指南给药时提供2 μg/kg/天。目前尚不清楚这个剂量是否能预防出生后硒缺乏。一项针对接受30天或更长时间PN、并接受2–3 μg/kg/天肠外硒的婴儿的研究发现，那些出生时为极低出生体重和超低出生体重的婴儿在首次测量时几乎都缺硒，并且发生硒缺乏的可能性是16-17倍。这项发表的研究可能不适用于所有早产儿，因为大多数早产儿不接受30天或更长时间的肠外营养。在2008年一项关于肠内硒补充的研究中，极低出生体重婴儿在出生时即缺乏硒，并且在生命的最初几周内变得更加缺乏。

与ASPEN的建议相反，欧洲/中国的指南建议早产儿肠外营养中补充7 μg/kg/天。这是基于早产儿硒补充的最大随机对照试验，该试验发现早产儿需要7 μg/kg/天的静脉补充才能预防生化硒缺乏（定义为血浆硒 < 45 μg/L）。虽然在28天时死亡或氧依赖的主要结局没有差异，但晚发型脓毒症的相对风险降低了25%，具有统计学意义。值得注意的是，这项研究使用了硒酸钠(Na₂SeO₄)，因此任何未被肝脏摄取的硒都会通过硫酸盐转运体迅速从尿液中排出。一篇Cochrane综述和荟萃分析将这项研究与两项较小的试验合并，发现发生一次或多次脓毒症的综合相对风险为0.73。正如作者所指出的，三项纳入的研究中有两项是在土壤硒含量低的地区（新西兰和澳大利亚）进行的，可能无法推广到欧洲或北美人群。我们发现了随后一项由Aggarwal等人在2016年进行的随机对照试验，该研究报告在90名出生体重1000-1499克的婴儿中，随机接受10 μg/天肠内补充或安慰剂，其培养证实的晚发型脓毒症显著减少。然而，这项研究没有报告补充硒的形式，并且值得注意的是，尽管没有统计学意义，但硒治疗组和安慰剂组的胎膜早破持续时间存在差异。

有证据表明，大多数极早产儿出生时存在生化硒缺乏（血浆硒 < 45），但需要注意的是，胎儿“正常”血浆硒水平尚未确定。由于胎儿硒的蓄积是通过内皮转运蛋白（SeMet）和母体SelenoP的内皮脂蛋白受体内吞作用实现的，在胎儿生长受限、早产和/或与胎盘血管发育不良相关的高血压疾病中，硒的蓄积很可能受损。这种受损的硒蓄积因硒蛋白和其他抗氧化酶的表达和活性降低，以及早产儿同时暴露于活性氧中间体而加剧。

现有数据在如何定义早产新生儿硒缺乏或充足方面存在矛盾。当硒最初被确定为必需微量元素时，研究注意到补充量与GPx活性之间存在线性关系。在最大的包括早产儿的随机对照试验中，补充组婴儿的血浆GPx表达高于未补充组。然而，其他作者发现早产儿血浆或红细胞硒与GPx活性之间没有相关性。这些作者在随后的研究中指出，在足月儿中，肠内硒补充与红细胞GPx活性相关，但与血浆GPx活性无关。

在撰写本文时，只有血浆或血清硒水平的检测是商业上可用的，我们不知道有任何针对婴儿的、旨在达到特定血浆阈值或GPx活性水平的个体化靶向硒补充的随机对照试验。在一项缺硒的中国成人队列中，血浆GPx活性在补充少量硒代蛋氨酸后达到最大值并进入平台期，而硒蛋白P在93 μg/天时达到最大值和平台期。这一发现与硒蛋白层次结构理论一致，即在缺乏状态下，硒被优先分配到具有关键生存功能的硒蛋白和组织。在喂食无硒饮食4周的小鼠中，全身总硒减少了88%，但减少主要发生在肝脏和肾脏，而大脑、睾丸以及较小程度上的肌肉中的硒含量相对保留。为早产儿统一增加硒补充，正如欧洲和中国营养学会所推荐的那样，可能在人群层面上使早产儿受益；然而，考虑硒的形式和临床背景很重要。监测谷胱甘肽及其底物以及潜在的甲基化产物水平，可能为评估硒补充对这一脆弱人群的影响提供更全面的评估。

结论

硒蛋白因其在抗氧化防御、生长和代谢中的多种功能，在足月和早产新生儿生理学中发挥关键作用。对足月和早产婴儿的有限研究表明，该人群硒缺乏的可能性更高。尽管如此，美国唯一获得FDA批准用于新生儿PN的微量元素制剂可能不足以补充特定人群的硒水平。测量硒储备仍然是一个实际挑战，阻碍了评估当前补充策略充分性的努力。虽然血液（血浆和红细胞特异性）GPx活性可能与缺乏硒的早产儿的硒补充相关，但GPx活性可能在低于足够靶组织硒蛋白功能所需的水平时即进入平台期。总血浆或血清硒很可能取决于硒补充的形式。由于非特异性掺入蛋氨酸位点，补充SeMet时血浆硒会持续升高，并且可能与靶组织硒蛋白活性不相关。SelenoP是硒缺乏和充足性的一个有前景的生物标志物，因为它是可饱和的，并且在生物学上合理地与靶组织硒蛋白水平相关。然而，不同生理状态下载脂蛋白受体的组织特异性表达可能影响相同SelenoP浓度下硒的组织分布。一个“金标准”需要测试多种形式的硒补充和多种硒的生物标志物或替代指标，并将这些与临床结果相关联，应用多重回归来阐明哪些形式和生物标志物最符合临床结果，然后前瞻性地比较使用这些模型的靶向和非靶向硒补充方法。在没有如此资源密集型调查的情况下，Darlow等人2000年的研究是我们拥有的最有力数据，显示了在早产儿和需要肠外营养的婴儿中统一补充硒的临床益处，并且是早产儿普遍补充硒共识建议的主要来源。

当前PN中无机硒制剂的掺入需要早产儿被证明不足的抗氧化途径。不需要大量血液即可可靠检测新生儿硒储备的技术将允许进一步研究和制定个体化的硒补充建议。自1984年AMA建议以来，在理解肠内和肠外营养中硒的需求方面已取得重大进展，当前的指南很可能预防了在常规添加硒到PN之前描述的严重硒缺乏病例。未来检测技术的改进以及对硒和硒代谢物个体需求的明确，可能有助于进一步优化新生儿的营养。