子癇前期相關生物標志物研究進展

趙舒 綜述 宋鴻碧 審校

(貴州省人民醫院產科，貴州 貴陽 550002)

子癇前期(PE)主要是孕20周以后以血壓升高、蛋白尿、多器官功能受損為主的臨床綜合征，嚴重者可發展為HELLP綜合征、子癇。PE的高危因素包括：年齡>40歲、肥胖、初產、家族史或既往PE病史、腎臟疾病、自身免疫性疾病、多胎妊娠等[1]。僅靠以上高危因素來預測PE是有限的，而臨床中診斷PE時患者已出現相應臨床表現，因此尋找早期預測PE的生物標志物至關重要。關于PE血管形成、免疫調節、基因組學的研究揭示了PE相關的細胞/分子事件，為我們尋找早期預測PE的生物標志物提供依據。本文就幾項具有臨床應用潛力的標志物進行綜述。

1 子癇前期相關生物標志物

1.1sFlt和 PIGF、VEGF 實驗研究[2]發現PE是一個抗血管生成過程，抗血管生成因子(sFlt) 在PE中因合體滋養細胞功能紊亂而高表達并釋放入母體血液循環，它可與Flt-1競爭結合血管內皮生長因子(VEGF)、胎盤生長因子(PIGF)，引起血管生成障礙并影響血管壁的完整性和通透性。研究[3]發現sFlt在PE中較正常孕婦明顯升高，這種改變發生在PE臨床表現出現前，且和PE的嚴重程度相關。研究[4]報道sFlt有助于PE及合并PE的診斷，并且可用于鑒別診斷，如妊娠期高血壓、腎臟疾病、慢性高血壓、妊娠期血小板減少癥及免疫性血小板減少性紫癜。K.Bramham等[5]研究發現患慢性腎臟疾病(CKD)或(和)慢性高血壓(CHTN)的患者，PIGF水平低的孕婦同時合并有PE，在未來兩周內需終止妊娠，并且sFlt 水平升高。而那些沒有合并PE的CKD/CHTN孕婦，PIGF水平與正常妊娠孕婦無差別。S.Verlohren 等[6]研究提供了診斷早發型和晚發型PE的范圍及閾值，發現sFlt/ PIGF比值≥85(20～33+6周)或>110(34～36+6周)高度提示PE，其陽性似然比分別為176 (95% CI 24.88～1245) 和 13 (95% CI 7.34～23.0)。此外在任何孕周sFlt/ PIGF≤33可排除PE，其陰性似然比為0.05 (95% CI 0.02～0.13)(<34周)和 0.14 (95% CI 0.09～0.24)(≥34周)。換而言之，sFlt/ PIGF比值在34周前≤33/≥85、34周及以后≤33/≥110 可排除/診斷PE，其敏感性達89.6%，特異性達95.5%。同樣，研究[7]認為孕期PIGF<第五百分位數或者<36 pg/mL可診斷PE， PIGF濃度<12 pg/mL是PE高風險的指標，>100 pg/mL可排除PE，且均具有較高敏感性及特異性。一些研究發現中孕期PIGF低水平與隨后發展為PE相關，最近一項較大范圍的研究[8]評估了在孕20周左右抗血管生成因子預測PE的價值，該研究認為孕早期運用并不能很好的預測PE。最近，PROG-NOSIS的一項包含1 273名受試者、跨14個國家(均為可疑PE孕24～36+6周的孕婦)的研究[9]發現sFlt/ PIGF比值≤38可排除在未來1周發展為PE，并具有較高的陰性預測值，這一研究結果有助于合理的安排治療及解除患者的焦慮。但這項研究僅限于孕24～37周高風險的單胎孕婦，不能廣泛應用于所有孕婦，因此，有待更多的研究。另外，sFlt/ PIGF比值可用于預測PE的預后。研究[3,9]發現，初次檢測sFlt/ PIGF比值≥38的孕婦有2.9倍的早分娩風險，但這是基于醫源性分娩，暫時沒有自發分娩相關的研究。同樣，研究發現sFlt/ PIGF比值>85，在未來兩周內可發生胎盤早剝、肺水腫、子癇等。基于sFlt與促血管生成因子的失衡是導致PE的主要原因，我們可以通過改善其平衡來治療PE。我們可以在小鼠模型中將PIGF/VEGF增加用以觀察是否能改善PE的癥狀，或者用小化合物、RNA干擾素、他汀類或其他方式來調節sFlt-1 或 PlGF的表達[10]。R.Thadhani等[11]用右旋糖酐硫酸來降低循環中sFlt的水平，孕周延長了兩周，而未治療的PE僅延長了3～5 d。

2.2MMP 基質金屬蛋白酶(MMPs)是一個大家族，因其需要Ca、Zn等金屬離子作為輔助因子而得名,可降解細胞外基質成分，MMPs分為膠原酶、間質溶解酶、解素、膜結合型MMPs等[12]。MMPs廣泛存在于組織中，參與多種病理生理過程中基質成分的降解和轉換，與生殖系統疾病相關[13]。滋養細胞入侵受多種因素影響，包括一些促進因子，如細胞因子、生長因子、MMPs,也包括一些抑制因子，如基質金屬蛋白酶組織抑制因子(TIMPs)。在子宮胎盤界面至少有三種細胞系表達除MMP-20以外的所有MMPs，這些細胞系是滋養細胞、子宮內膜基質細胞和自然殺傷細胞[14]。另外，那些與滋養層細胞密切接觸的蛻膜基質細胞也高表達MMPs。滋養層入侵的具體時間特征導致了MMPs的差異表達，孕早期MMPs為著床提供一個良好的環境，孕6～8周pre-MMP-2的表達升高占主導作用，而孕8～11周MMP-9逐漸發揮主導作用，并且在隨后的妊娠中仍起主要作用，由此得出MMP-2主導胚胎植入而MMP-9主導胎盤入侵。這些酶的表達失調將干擾生理性的滋養層細胞入侵[15]。MMPs和TIMPs的比例在生理狀態下是保持平衡的，B.Rahat等[16]研究發現這種平衡由DNA的甲基化操控，低甲基化、去甲基化或基因沉默有助于MMPs的基因表達及隨后的滋養層種植入侵，研究發現PE的絨毛樣本中MMP-2、MMP-9甲基化增加。MMPs參與正常妊娠的血管舒張、生成及重建，胎盤中MMPs紊亂與PE血管功能紊亂相關。研究[17]發現MMP-2濃度在PE中升高，并且由VEGF介導，除了有助于血管重建，亦能介導血管反應，因為MMP-2可促進血管收縮肽內皮素-1的產生、清除血管舒張降鈣素基因相關肽的產生，此外，MMP-2還能作為孕中期預測PE發生的一項指標。另一項研究[18]發現，孕晚期發展為PE的孕婦孕早、中期MMP-9水平明顯升高，有證據證明MMPs可影響PE孕婦的脈管系統，并且能在臨床癥狀發生之前檢測出其變化。研究[19]發現MMP-1能提高血管緊張素II等血管收縮激素的功能。H.Feng等[20]認為MMP-2和MMP-9這兩種酶和他們在血漿中的相對比例可用于早期預測PE，通過檢測未來發生PE的孕婦孕20周MMP-2及MMP-9的濃度，發現在PE中MMP-2/MMP-9是顯著升高的。另一項研究[21]通過檢測孕婦不同孕周(12、16、20周)尿液中MMPs濃度發現，孕12及16周時MMP-2的濃度在PE中明顯升高。而另一項研究[22]發現和正常妊娠相比，PE患者尿液MMP-2及MMP-9水平顯著升高，并且持續至產后6～8周。關于MMPs基因組學的研究有很多不同的意見，一項早期關于MMP-9-1562 C/T多態性的研究[23]發現攜帶T等位基因的婦女更容易發展為PE。相反，另一項研究[24]認為MMP-9多態性的相同變體和妊娠期高血壓及子癇前期高風險相關。此外，M.R.Luizon等[25]報道MMP-9-1562CC和 VEGF-634CC、MMP-9-1562CT和VEGF-634CC或-634GG結合多出現在PE患者中，表明這種異位顯性高度傾向發展為PE。K.Mayor-Lynn等[26]研究發現，PE胎盤中對MMP-1 MMP-9和TIMP-3具有潛在調節功能的miRNA發生了改變，導致滋養層細胞的遷移、入侵減少。miR-346 和 miR-582-3-p可通過下調EG-VEGF水平、抑制MMP-2及MMP-9表達促進PE發生[27]。miR-855-5p在PE中水平較高，并且和MMP-9水平呈負相關，這為miRNA作為一種新的治療手段打開了思路[28]。

2.3PP13 胎盤蛋白13(PP13)在19世紀80年代首次被發現，它是一個胎盤特異性的分子，主要在胎盤組織中特異性表達，同時也被發現在一些胎兒組織中表達，其編碼基因位于染色體19q13.1上，是半凝集素超家族一員。孕5周母體血液循環中PP13即可被檢測到，并且隨著孕周進展而升高。研究[29]發現，PP13隨著孕周增加是緩慢升高的，而每單個絨毛釋放的PP13數量是減少的，這與增加的胎盤絨毛細胞數量有關，即與胎盤表面積的增加有關，在分娩后的2～5周消失。當獨立培養胎盤組織，發現胎盤絨毛釋放PP13，并且加入阿司匹林可誘導PP13的表達[30]。研究[28-30]發現PP13是PE的一項生物標志物，并且具有較高的檢出率及較低的假陽性率。研究[31]發現，PE中PP13 mRNA水平明顯低于正常妊娠孕婦，且在整個孕期，無論血循環中還是胎盤組織中PP13 mRNA水平均明顯降低。在LGALS-13 基因上的-98位點是PP13基因的啟動子，包括三種基因型：A/C(雜合型)、A/A (腺嘌呤核苷酸純合型)、C/C(胸腺嘧啶核苷酸純合型)。研究發現，在正常妊娠中三者遵循哈溫定律，且A/A型占最大比例，約65%，而在隨后發展為PE的孕婦孕早期A/A型比例升高達82%，并且這三者不再遵循哈溫定律。研究[32]發現有-98C的較-98A更高表達PP13，說明“C”參與誘導PP13的高表達。S.Gizurarson 等[33]發現在PP13的開放閱讀框架221位點胸腺嘧啶的缺乏導致截短型PP13產生，這種突變導致PP13分子損傷，引起早期嚴重的PE發生，而完整的PP13(w/t pp13)參與母胎免疫耐受過程，有助于正常妊娠。

2.4cffDNA 通常胎盤形成包括滋養層細胞的凋亡，在這個過程中，胎兒游離DNA(cffDNA)被釋放入母體血液循環。最先在1997年Y.M.Lo等[34]研究發現cffDNA可作為一個產前診斷標志，cffDNA在母體血循環游離DNA中占3%～6%，并且在產后2 h迅速消失。它可用于產前篩查非證倍體、單基因紊亂、染色體畸變、胎盤相關疾病等。一些研究發現PE中胎兒DNA明顯增加。關于cffDNA在預測PE中的作用得到越來越多的研究，最初用Y染色體特異性標志來發現、定量cffDNA，因此，這些研究僅限于懷男孩的孕婦[35]。隨后的研究[36]發現超甲基化RASSF1A基因可作cffDNA的檢測標志，發現那些孕早中期cffDNA升高的孕婦隨后發生了PE，推測cffDNA可作為早期預測PE的一項生物標志物。

2.5miRNA microRNAs 是一類內源性的小分子非編碼單鏈RNA，長度為22～25個核苷酸，在轉錄后水平通過與mRNA的3‘非編碼區完全或不完全互補配對結合引起該mRNA的降解或翻譯抑制[37]。miRNA參與細胞增殖、分化、凋亡、遷移等所有生命過程，在妊娠過程中，miRNA通過調節炎癥反應、免疫耐受、血管生成、凋亡等過程，參與調節妊娠起始及整個孕期的穩定[38]。研究[39]發現，miR-16 和miR-29可與VEGF-A結合，VEGF-A減少導致臍帶血內皮細胞遷移受抑制。miR-494通過抑制VEGF的表達抑制臍帶血內皮細胞的遷移[40]。miR-17,miR-20a和 miR-20b與內皮素B2、B4結合導致miRNA過度表達引起細胞滋養層遷移及螺旋動脈重塑不足[41]。HLA-G被認為與妊娠中的免疫耐受相關，有研究[42]發現miR-152可抑制HLA-G的表達，另外，miR-152在NK細胞介導的細胞凋亡中起到一個增強子的作用。對于妊娠相關性疾病(如PE、GDM等)的研究表明，miRNA有望成為妊娠相關性疾病診斷的標志物，特別是在PE中miRNA的研究成為一大熱門，其中以miRNA-210和miRNA-155為代表。研究[43]發現miR-210在PE中過度表達， miR-210與胚胎形成過程中的細胞遷移、血管重塑及生長有關，調節miR-210表達的轉錄因子包括缺氧誘導因子(HIF-1α、HIF-2α)和免疫調節因子NF-Kα，ephrin-A3 (EFNA3) 和homeobox-A9 (HOXA9)是miR-210的受體。另一研究[44]發現17-β羥化酶在PE發生前明顯降低，而17-β羥化酶主要在胎盤合體滋養細胞表達，并且是miR-210的受體。且miR-210可通過干擾KCMF1在胎盤中介導的信號通路導致PE的發生。另外，Y.Zhang等[45]研究發現miR-155可通過下調血管生成調節因子-CYR61誘導PE的發生。Q.Liu等[46]研究發現miR-155誘導VEGF低表達，從而導致PE的發生。研究[47]也發現，miR-155可調節細胞周期素D1，并且可與IRAKM、 NKIRAS1、PTEN靶向結合，增強AP-1/NK-kB炎癥反應通路,miR-155與PE的螺旋動脈淺著床有關。且miR-155可影響腎素血管緊張素系統的表達，從而導致PE的發生?？梢?，miR-210及miR-155均通過多種方式參與到PE的病理生理過程中?？傊琺iRNA與PE的病理生理過程密切相關，參與該病發生發展的多種過程，有望成為預測PE的生物標志物。

3 總 結

PE的病因并非單一因素導致，是多因素導致多系統功能紊亂的疾病，關于其病因的研究已深入至蛋白組學、基因組學等多方面的研究。通過PE的病因研究發現，血管因子、蛋白標志物、DNA、RNA等均有較大潛力用于早期預測PE，但仍需大量、廣泛和高質量的臨床研究進行驗證，以期制定經濟、高效的PE 早期預測指標提供依據。