孕前體質指數和孕期增重對新生兒代謝特征的影響

張 旭 朱 雯 沈方方 章愛蓮 馬秀珍 滕懿群

宮內營養環境對子代個體的生長發育、遠期疾病的發生風險至關重要[1-3]。孕前體質指數（BMI）和孕期增重是宮內營養環境的重要標志，也是易于監測控制的因素。孕前超重/肥胖和孕期增重過度不僅增加孕婦發生妊娠糖尿病、妊娠高血壓和早產的風險，也是分娩大于胎齡兒和巨大兒的重要危險因素[4-6]。本課題組前期研究結果顯示，孕前超重/肥胖孕婦分娩的子代在12 個月時存在糖脂代謝異常[7]。本研究觀察孕前BMI 和孕期增重對新生兒代謝特征的影響，并初步探討其可能機制。

1 臨床資料

1.1 一般資料 2019 年1 月—2019 年6 月浙江省嘉興市南湖區中心醫院和嘉興市第二醫院產科住院分娩孕婦及分娩的單胎新生兒45 例作為研究對象。獲取孕婦身高、孕前體質量（取自其第1 次產檢的測量值）、分娩前體質量等信息。根據身高和孕前體質量，計算孕前BMI（kg/m2）。根據孕婦孕前BMI 和孕期增重，分為三組，每組15 例。對照組孕前BMI 正常且孕期增重適宜；高BMI 組孕前超重/肥胖且孕期增重適宜；高孕期增重組孕前BMI 正常且孕期增重過度。本研究經嘉興市南湖區中心醫院和嘉興市第二醫院倫理委員會審核通過，所有受試者均簽署知情同意書。

1.2 納入及排除標準 納入標準∶（1）孕婦自愿參加本研究；（2）正常足月新生兒。排除標準∶（1）孕婦有內外科慢性疾病或妊娠合并癥病史；（2）新生兒為雙胎或多胎；（3）疑有先天性畸形、先天性代謝性疾病、染色體疾病、發生宮內感染或有其他異常的新生兒。

1.3 孕前BMI 及孕期增重判定 （1）根據《中華人民共和國衛生行業標準∶成年人體質量判定》[8]，18.5kg/m2≤BMI ＜24.0kg/m2為孕前體質量正常；24.0kg/m2≤BMI ＜28.0kg/m2為孕前超重；BMI ≥28.0kg/m2為孕前肥胖。（2）孕期增重為分娩前體質量減去孕前體質量，參考2009 年美國醫學研究所新修訂的孕期增重指南∶體質量正常、超重以及肥胖的孕婦孕期增重的適宜范圍分別為11.5～16.0、7.0～11.5 和5.0～9.0kg[9]（體質量正常孕婦，如孕期增重＜11.5kg 為增重不足；孕期增重≥11.5 且≤16.0kg 為增重適宜；孕期增重＞16.0kg 為增重過度。超重孕婦，如孕期增重＜7.0kg 為增重不足；孕期增重≥7.0 且≤11.5kg 為增重適宜；孕期增重＞11.5kg 為增重過度。肥胖孕婦，孕期增重＜5.0kg 為增重不足；孕期增重≥5.0 且≤9.0kg 為增重適宜；孕期增重＞9.0kg 為增重過度）。依據孕前BMI 和相應的孕期增重推薦范圍，將孕期增重分為增重不足、增重適宜和增重過度。

2 方 法

2.1 檢測血清瘦素、胰島素、血糖、血脂水平 對入選的孕婦分娩前取空腹靜脈血3mL，分娩后即刻取胎盤臍帶殘端臍靜脈血3mL，血樣標本于EDTA 抗凝管中，室溫放置2～4h，3500r/min 離心10min，收集上清液于-80℃冰箱備用。酶聯免疫吸附法（ELISA）檢測瘦素含量，放射免疫法檢測胰島素含量、葡萄糖氧化酶法檢測血糖含量，全自動生化分析儀檢測血脂水平。人瘦素ELISA Kit 試劑盒（批號E-ELH0113c，武漢伊萊瑞特生物科技有限公司）；葡萄糖氧化酶法血糖測定試劑盒（批號T20020011，北京利德曼生化股份有限公司）；放射免疫法胰島素測定試劑盒（批號S20083078，濰坊三維生物工程集團有限公司）；全自動生化分析儀（C16000，美國雅培公司）。

2.2 實時熒光定量PCR 法檢測瘦素受體、胰島素受體、細胞因子信號轉導抑制因子3（SOCS3）、信號轉導與轉錄活化因子3（STAT3）mRNA 表達 取EDTA抗凝提取血清后的剩余血，采用密度梯度離心法分離淋巴細胞。采用Trizol 法提取淋巴細胞的總RNA，嚴格按照試劑說明書操作。用分光光度儀檢測RNA純度和含量。以等量RNA 為起始模板，逆轉錄合成cDNA。在實時熒光定量PCR 儀上進行PCR，PCR 反應參數為∶95℃，10s；60℃，20s；72℃，30s，共40 個循環。瘦素受體上游引物∶5'-TGCACAGGAGCCAAGAGTGAA-3'，下游引物∶5'-TGCACAGGAGCCAAGAGTGAA-3'。胰島素受體上游引物∶5'-AGGCAGGCGGAAGACAGT-3'，下游引物∶5'-GATGCGATAGCCCGTGAA-3'。SOCS3 上游引物∶5'-CAGCTCCAAGAGCGAGTACC-3'，下游引物∶5'-TGACGCTGACCGTGAAGAAG-3’STAT3 上游引物∶5'-CGACCTGCAGCAATACCATT-GA-3'，下游引物∶5'-ACTCCATGTCA-AAGGTGAGG-GA-3'，內參β-actin 上游引物∶5'-CCCATCTATGAGGGTTACGC-3'，下游引物∶5'-TTTAATGTCACGCACGATTTC-3'。用2-△△ct 法分析mRNA 的表達量。熒光定量PCR 試劑盒（批號HZS0228，上海滬崢生物科技有限公司）；全自動熒光定量PCR 儀（ABI7500，美國ABI 公司）；瘦素受體、胰島素受體、SOCS3、β-actin 引物由上海生工合成。

2.3 統計學方法 應用SPSS 19.0 統計軟件，計量資料采用均數±標準差（） 表示，組間比較采用獨立樣本t 檢驗，相關分析采用Pearson 直線相關分析。本文所有檢驗均為雙側檢驗，以P＜0.05 為差異有統計學意義。

3 結果

3.1 三組孕婦年齡、身高、孕前體質量、分娩體質量和孕前BMI 比較 與對照組孕婦比較，高BMI 組孕婦和高孕期增重組孕婦年齡、身高差異無統計學意義（P＞0.05）；分娩體質量明顯升高（t=6.132、3.674，P均＜0.05）；與對照組孕婦比較，高BMI 組孕婦孕前體質量和孕前BMI 明顯升高（P 均＜0.05），而高孕期增重組孕婦孕前體質量和孕前BMI 差異無統計學意義（P＞0.05），見表1。

3.2 三組孕婦血清瘦素、胰島素、血糖、三酰甘油和總膽固醇水平比較 與對照組孕婦比較，高BMI 組孕婦和高孕期增重組孕婦血清瘦素（t=3.557、2.901，P 均＜0.05）、胰島素（t=2.906、2.230，P 均＜0.05）、血糖（t=3.418、2.157，P 均＜0.05）、三酰甘油（t=2.763、2.096，P 均＜0.05）和總膽固醇（t=2.191、2.141，P 均＜0.05）水平均明顯升高，見表2。

3.3 新生兒血清瘦素、胰島素及瘦素受體、胰島素受體及信號通路相關基因比較 與對照組孕婦分娩的新生兒比較，高BMI 組新生兒和高孕期增重組新生兒血清瘦素（t=2.978、2.374，P 均＜0.05）、胰島素（t=3.008、3.056，P 均＜0.05）水平明顯升高。與對照組孕婦分娩的新生兒比較，高BMI 組新生兒和高孕期增重組新生兒SOCS3（t=4.421、2.297，P=0.000、0.029）、STAT3（t=4.575、5.592，P 均＜0.05）表達顯著升高，而瘦素受體、胰島素受體表達差異無統計學意義（P＞0.05），見表3。

3.4 新生兒和孕婦瘦素、胰島素水平及其相關性新生兒瘦素、胰島素水平分別與孕婦瘦素、胰島素水平呈顯著正相關（r=0.818、0.666，P 均＜0.05）。

4 討論

研究表明，孕前超重/肥胖和孕期增重過度與不良妊娠結局、妊娠并發癥以及子代健康相關聯[4-6]。本研究發現，孕前超重/肥胖或孕期增重過度的孕婦血脂、血糖、血清瘦素以及胰島素水平明顯升高（P＜0.05），提示出現瘦素和胰島素抵抗，這與國內外的多項研究結果一致[10-12]。

胎兒生長發育受到遺傳和環境等多方面因素的影響，宮內環境因素對胎兒的生長發育尤為重要[13]。研究證實，新生兒宮內發育狀態與成年代謝綜合征之間的相關性，成年期的代謝綜合征可能起源于宮內胎兒時期[1，14]。孕前BMI 和孕期增重客觀反映孕前和孕期母體的代謝狀況，可以用來代表孕母宮內環境。本研究結果顯示，孕前超重/肥胖或孕期增重過度孕婦分娩的新生兒瘦素、胰島素水平明顯升高且和孕母呈正相關（P＜0.05），說明新生兒也存在一定程度的代謝異常，證實孕前和孕期母體營養狀況與新生兒代謝有關。

表1 各組孕婦年齡、身高、孕前體質量、分娩體質量和孕前BMI 比較（）

表1 各組孕婦年齡、身高、孕前體質量、分娩體質量和孕前BMI 比較（）

注∶對照組為孕前體質量正常且孕期增重適宜；高BMI 組為孕前超重/肥胖且孕期增重適宜；高孕期增重組為孕前體質量正常且孕期增重過度；BMI 為體質指數；與對照組比較，aP＜0.05

表2 各組孕婦血清瘦素、胰島素、血糖、三酰甘油和總膽固醇水平比較（）

表2 各組孕婦血清瘦素、胰島素、血糖、三酰甘油和總膽固醇水平比較（）

注∶對照組為孕前體質量正常且孕期增重適宜；高BMI 組為孕前超重/肥胖且孕期增重適宜；高孕期增重組為孕前體質量正常且孕期增重過度；BMI 為體質指數；與對照組比較，aP＜0.05

表3 各組孕婦分娩新生兒代謝指標比較（）

表3 各組孕婦分娩新生兒代謝指標比較（）

注∶對照組為孕前體質量正常且孕期增重適宜；高BMI 組為孕前超重/肥胖且孕期增重適宜；高孕期增重組為孕前體質量正常且孕期增重過度；SOCS3 為細胞因子信號轉導抑制因子3；STAT3 為信號轉導與轉錄活化因子3；BMI 為體質指數；與對照組比較，aP＜0.05

研究表明，不良宮內環境可通過改變胎兒生長發育所需關鍵基因的表達對胎兒產生影響[15]。STAT3-SOCS3 信號通路介導了許多細胞因子、生長因子和激素的信號轉導，調節免疫、炎癥反應和細胞的生長、增殖、分化等，維持機體內環境穩定[16]。STAT3 是一種重要的核轉錄因子，被激活后進入細胞核，結合目標基因啟動子，調節其轉錄及信號轉導。SOCS3 由STAT3 誘導產生，通過負反饋抑制STAT3 磷酸化，從而抑制STAT3 目標基因的信號轉導。STAT3-SOCS3 信號通路異常活化可抑制瘦素和胰島素的信號轉導，減弱其生理作用，導致機體代謝紊亂[16-17]。本研究中，孕前超重/肥胖或孕期增重過度孕婦新生兒SOCS3 和STAT3 基因表達上升（P＜0.05），提示胎兒SOCS3 和STAT3 基因在宮內已受到孕母代謝環境的影響而異常表達，導致STAT3-SOCS3 信號通路異常活化。同時，本研究也觀察到，不同組別中瘦素受體和胰島素受體表達無明顯差異（P＞0.05），提示STAT3-SOCS3 信號通路抑制瘦素和胰島素的信號轉導是發生在瘦素和胰島素與其受體結合后階段。

綜上所述，本課題組認為孕前超重/肥胖或孕期增重過度不僅可導致孕婦發生瘦素和胰島素抵抗，而且可以通過影響胎兒關鍵基因的表達對新生兒的代謝產生影響，STAT3-SOCS3 信號通路異常活化可能是其中的一個介導機制。本研究樣本量較少，且僅探討宮內環境通過STAT3-SOCS3 信號通路對代謝產生影響，是否存在其他機制需進一步探究。孕母宮內代謝環境是胎兒期、兒童期乃至成年期相關代謝性疾病發生發展的重要基礎。因此，還需要繼續進一步開展大樣本多中心前瞻性研究探明孕前超重/肥胖或孕期增重過度對子代兒童期乃至成年期代謝特征的影響。