围产医学的快速发展大幅提高了危重新生儿的存活率，使更多早产儿获得了生存机会^［1］。多数早产儿肺发育不成熟，需要依赖应用肺表面活性物质及长期机械通气维持生命，长期高浓度氧暴露、氧化应激、机械通气以及感染等均会导致并加重新生儿肺组织损伤，增加支气管肺发育不良（bronchopulmonary dysplasia，BPD）等呼吸系统严重并发症的发生^［2］。肝细胞生长因子（hepatocyte growth factor，HGF）是在胚胎发育过程中促进各器官发育的一种必需的多功能细胞因子，通过作用于间质上皮转化因子（c-mesenchymal epithelial transition factor，c-Met）在细胞增殖、抗凋亡、形态分化、运动、侵袭和血管生成中扮演着重要角色。1984年人们首次从部分肝切除的大鼠血清中检测出HGF，并发现HGF具有强大的促肝细胞有丝分裂作用，因而命名为“肝细胞生长因子”^［3］。经后续深入研究发现，HGF来源广泛，肺脏、心脏、肾脏、肝脏、皮肤和大脑等多种组织细胞均可分泌，其调节生殖细胞功能^［4］、促进骨骼肌再生^［5］以及修复肝^［6］、肾组织损伤^［7］等作用均已获得广泛认可。近年来，HGF促进肺发育、修复肺组织损伤、减轻肺部炎症反应以及抗纤维化的作用逐渐引起关注。探讨HGF在肺损伤与修复中的作用，可能为临床肺损伤相关疾病的治疗提供新的思路和方法。

HGF最初以单链无活性的前体蛋白形式分泌，后经丝氨酸蛋白水解酶水解成为α链和β链，两条链之间由二硫键连接，最终形成具备活性的异二聚体。HGF共有6个结构域，其中α链亚基包含4个环状结构域和1个氨基末端结构域，β链亚基包含一个丝氨酸蛋白酶样结构，HGF需通过β链亚基的丝氨酸蛋白酶样结构与c-Met受体结合才能发挥生物学作用^［8］。c-Met受体蛋白是由原癌基因MET编码产生的一种多功能跨膜酪氨酸激酶，在多种组织器官的上皮细胞和内皮细胞上均有表达^［9］。c-Met蛋白最初以单链前体的形式存在，经裂解、糖基化等加工、修饰最终形成成熟的c-Met受体蛋白。c-Met在结构上主要包括胞内域、跨膜螺旋结构域和胞外域3部分^［10］。c-Met受体胞外域的主要作用是结合其特异性配体HGF；胞内域可调节c-Met信号的传导、活化下游信号通路，从而发挥促进细胞增殖分化、损伤修复和迁移等作用^［11］。

1.促进肺发育：肺成熟是一个受多种因素调控的复杂过程，间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSCs）是体内的多能干细胞，具有向多种组织分化的能力，同时可分泌多种对胚胎发育起重要作用的细胞生长因子，包括作用广泛的HGF。正常胚胎发育需要HGF，敲除HGF基因的小鼠常于胚胎早期死亡^［12］。已有研究证实HGF参与肺的发育和再生过程。Kato等^［13］通过共同培养肺成纤维细胞和肺泡上皮细胞发现，成纤维细胞分泌的HGF可以促进支气管肺泡结构的形成，是肺形态发生所必需的细胞因子。在肺上皮祖细胞培养基中加入外源性HGF，外源性HGF与肺成纤维细胞分泌的HGF具有相似的促进肺上皮祖细胞增殖、分化的能力，进一步证实HGF对肺组织发育起重要作用^［14］。

2.抗高氧损伤：氧化应激是上皮细胞损伤的重要机制，可导致肺表面活性物质失活并加重炎症反应。因此，减少氧化活性物质对机体的损伤，维持氧化与抗氧化之间的平衡，是减轻肺损伤的重要手段之一^［15］。最初Saito等^［16］在高氧诱导肺损伤大鼠呼吸道内注入重组人HGF，结果显示可促进肺泡Ⅱ型上皮细胞增殖，有效修复高氧造成的肺组织损伤。后续研究中，Chen等^［17］在大鼠缺血再灌注肺损伤模型中发现，转导HGF基因的MSCs可以减少丙二醛、髓过氧化物酶等活性氧的产生，增加超氧化物歧化酶等抗氧化物质水平，从而减轻缺血再灌注造成的肺损伤；此外，HGF还可通过上调抗凋亡蛋白Bcl-2水平和减少促凋亡蛋白酶Caspase 3的激活提高过氧化氢损伤的MSCs存活率。在百草枯诱导肺损伤的大鼠模型中发现，腹腔内注射HGF大鼠血清超氧化物歧化酶活力显著增强，肺组织抗凋亡蛋白Bcl-2表达升高，促凋亡蛋白Bax表达及血清中肿瘤坏死因子α等炎性因子水平显著降低，提示HGF可能通过减少氧化损伤、降低炎性反应对大鼠急性肺损伤起到保护作用^［18］。

3.抗炎作用：HGF可通过调节免疫细胞功能、减少炎性因子释放起到抗肺部炎症作用。树突状细胞是机体最强的专职抗原递呈细胞，能够高效摄取、加工处理和递呈抗原。未成熟的树突状细胞可以吞噬病原微生物，成熟的树突状细胞能够激活T细胞，因此启动、调控和维持免疫应答，加重肺组织炎性损伤。有研究表明，在高氧诱导的小鼠BPD模型中，小鼠气道抽吸物中树突状细胞显著升高^［19］。Lu等^［20］研究显示，在体外共同培养HGF基因修饰的MSCs和小鼠树突状细胞中，HGF可以抑制成熟树突状细胞的产生，减少抗原递呈，下调T细胞表面标记物，减少T细胞的激活，减轻肺部炎症反应；在脂多糖诱导肺损伤小鼠模型中，MSCs通过旁分泌HGF诱导骨髓树突状细胞分化为调节性树突状细胞来缓解小鼠早期急性肺损伤。BPD仔鼠肺组织巨噬细胞聚集，M1/M2型巨噬细胞比例增加，促进了肺组织炎症的发展^［21］。HGF可以诱导M1型巨噬细胞向M2型巨噬细胞转化，降低M1/M2比例，减轻肺部炎症反应^［22］。在急性呼吸窘迫综合征小鼠尾椎静脉内注射转导HGF基因的MSCs，显著降低了肿瘤坏死因子α和白细胞介素1β、6、8等炎性因子的表达，减轻了肺部炎性细胞浸润和胶原纤维积聚，起到抗炎、抗纤维化的作用^［23］。

4.减轻肺纤维化：肺损伤后成纤维细胞大量增生，细胞外基质与胶原过度沉积，最终发生肺纤维化。肺纤维化是BPD等呼吸系统并发症晚期主要的病理改变，是肺损伤不可逆的主要原因。HGF是MSCs抗纤维化的关键细胞因子，脐带MSCs通过分泌HGF激活PI3K-AKT-mTOR信号通路，减轻博来霉素诱导的小鼠肺纤维化水平，促进肺组织恢复正常结构^{［24, 25］}。HGF在结构上与纤溶酶原高度同源，最初以非活性形式储存在细胞外基质中，可以被纤维蛋白溶解系统激活，介导纤溶作用，加速细胞外基质降解^［26］。Saito等^［27］研究显示，在博来霉素诱导的肺纤维化小鼠腹腔内注射低分子肝素抗凝治疗，小鼠肺纤维化面积显著减少，肺组织HGF水平显著升高；在体外人肺组织的培养基中加入不同浓度的低分子肝素，肺组织纤维化程度明显减轻，HGF水平随着低分子肝素浓度的增加逐渐升高，提示低分子肝素能够促进HGF分泌，而HGF可以有效介导低分子肝素的抗纤维化活性。

5.促进肺修复：结构完整、功能完善的肺血管网和肺泡结构是肺组织发挥功能的必要条件，HGF具有保护血管内皮细胞、刺激肺泡上皮细胞增殖的重要作用^［28］。临床研究发现，肺炎患者血清HGF水平显著升高，认为HGF具有抗炎、抗氧化的作用，其水平升高可能与肺组织损伤修复相关^［29］。在肺微血管内皮细胞培养基中加入脂多糖诱导内皮损伤，并在培养基中分别加入重组人HGF和HGF基因修饰的MSCs，发现HGF可以促进钙黏蛋白的表达，降低内皮细胞的通透性，修复内皮屏障^［30］。HGF还可以通过激活mTOR信号传导通路修复败血症动物模型的血管内皮损伤来保护肺组织^［31］。体外培养原代人肺泡上皮细胞，在单层肺泡上皮细胞上制造交叉划痕，并于划痕处放置肺成纤维细胞，发现肺成纤维细胞加速了伤口愈合并且分泌较高水平的HGF，在单层肺泡上皮细胞的划痕处单独加入重组人HGF伤口愈合明显加快，从而证实肺成纤维细胞主要通过HGF/c-Met信号通路加速伤口愈合^［32］。

BPD是早产儿致残和致死的主要疾病之一，其致病原因复杂，多有肺发育不全的病理基础，除此之外，氧化应激、感染、高浓度氧暴露、机械通气造成的肺组织损伤以及损伤后的异常修复是BPD发生发展的关键环节。HGF在促进肺发育、抗肺组织损伤和促进组织修复过程中均具有重要作用，有望成为治疗BPD的新方向。

1.HGF与BPD相关的基础研究：Ohki等^［33］将出生第3天的小鼠随机分为BPD组、HGF治疗组和对照组，BPD组和HGF治疗组小鼠暴露在90%的氧气中7 d制作BPD动物模型，对照组小鼠饲养于空气中，HGF治疗组小鼠高氧暴露的第3天腹腔注射重组人HGF，第17天检测所有小鼠的肺功能、支气管反应性和肺组织病理，结果显示，与对照组相比，BPD组小鼠气道阻力和支气管反应性显著增高，肺血管结构简单化，腹腔注射HGF的小鼠上述肺损害明显减轻。血管内皮生长因子的信号传导受损会导致BPD的发生^［34］，Seedorf等^［35］通过高氧诱导仔鼠肺组织损伤，结果显示仔鼠肺组织HGF表达显著降低，发生与BPD类似的肺组织结构简单化；在体外内皮细胞和肺泡上皮细胞的共同培养基中分别加入重组HGF和血管内皮生长因子，发现HGF与血管内皮生长因子均有促进肺泡Ⅱ型上皮细胞和肺动脉内皮细胞增殖的功能，而在培养基中加入HGF抗体会减弱血管内皮生长因子促进肺成熟的作用，提示血管内皮生长因子与HGF之间信号传递异常可能是发生BPD的重要因素。

2.HGF与BPD相关的临床研究：1994年国外一项纳入32例早产儿的研究中，17例发生BPD的患儿生后2周内气管抽吸物中HGF水平显著低于15例未患BPD的患儿^［36］。我国2014年一项纳入60例早产儿的研究中，分别采集了需呼吸机辅助通气治疗早产儿生后第3、7、14天的支气管肺泡灌洗液并检测HGF水平，结果显示患BPD的早产儿支气管肺泡灌洗液HGF水平显著低于非BPD早产儿，生后第3天HGF水平越低，BPD病情越严重^［37］。后续研究中，张勇等^［38］按照类似方法检测72例早产儿生后3 d内支气管肺泡灌洗液HGF水平，结果显示BPD患儿生后第1 h、24 h、72 h HGF水平均低于非BPD患儿，提示HGF水平与BPD的发生发展相关，但是受到样本例数的影响，并未发现HGF水平在BPD患儿中的具体变化以及预警值。近年来已生产出纯品重组人HGF，在肺部疾病相关的动物及体外实验中广泛应用，显示出良好的抗肺损伤和促进肺修复作用，但是尚未进入临床试验阶段。值得关注的是，MSCs移植治疗BPD已进入临床Ⅰ期实验，并显示出良好的安全性，但是后期发现MSCs移植进入人体数天内即消退，植入时间短，移植后成活率、持续时间和抗肺损伤物质的分泌量均无法精确掌握，同时体外研究证明含有MSCs衍生物的培养基培养肺组织细胞也能够达到与MSCs相同的治疗效果，因此近年来应用MSCs衍生物治疗BPD成为研究热点^{［39, 40, 41］}。HGF是MSCs的重要衍生物，具有抗肺损伤和促进组织修复的作用，而且重组HGF纯品可精确掌握用量，这可能是HGF用于临床治疗的巨大优势。但是近年来肺部肿瘤相关研究显示，肺组织HGF/c-Met通路的过度激活会促进肿瘤的发生发展，因此HGF的安全性需反复验证。

目前早产儿成活率不断上升，BPD患病人数也不断增加，有效预防和治疗BPD成为临床亟需解决的难题。HGF抗肺损伤和修复肺组织的作用在动物和体外研究中经过了反复验证，并获得认可，但仍需进一步开展更多临床研究评估HGF在BPD发生及治疗中的作用。由于目前HGF与BPD相关的临床研究较少，其后期用于临床的安全性、应用方式和计量等均面临较大挑战。