堿性磷酸酶與妊娠及其并發癥的關系研究進展*

趙 倩 李賽男 黃 蓉 祁文瑾

昆明醫科大學第一附屬醫院產科，云南省昆明市 650032

堿性磷酸酶(alkaline phosphatase，ALP，EC3.I.3.1)化學名為正磷酸單酯磷酸水解酶(orthophosphoric monoester phosphohydrolase),是一類廣泛存在于自然界，由多種同工酶組成的胞外核苷酸酶。通常ALP被認為是膽汁淤積及骨代謝的指標，近年來國內外研究發現，母體血清ALP濃度在圍產期低磷酸血癥(Hypophosphatasia，HPP)、自發性早產(Spontaneous preterm birth，SPB)、妊娠期高血壓疾病(Hypertensive disorders of pregnancy，HDP)、妊娠期糖尿病(Gestational diabetes mellitus, GDM)、妊娠期肝內膽汁淤積癥(Intrahepatic cholestasis of pregnancy，ICP)等多種病理妊娠中發生顯著變化。本文將概述ALP在正常及病理妊娠時的作用及變化。

1 堿性磷酸酶的生理作用

人類ALP分為四種同工酶：其中三種是組織特異性堿性磷酸酶(Tissue specific Alkaline phosphatases，TSAP)：腸堿性磷酸酶(Intestinal alkaline phosphatase, IAP)、胎盤堿性磷酸酶(Placental alkaline phosphatase, PLAP)、生殖細胞堿性磷酸酶(Germ cell alkaline phosphatase,GCAP)，而第四種是組織非特異性堿性磷酸酶(Tissue-nonspecific alkaline phosphatase,TNAP)，因TNAP在肝、骨骼和腎組織中含量最高也稱為肝/骨/腎堿性磷酸酶(liver/bone/kidney type ALP，L/B/K ALP)。ALP具有廣泛的底物特異性，能夠在體外水解多種磷酸化合物和催化磷酸轉移反應，在胞外可將腺苷三磷酸水解為腺苷二磷酸、腺苷一磷酸和腺苷，同時又將腺苷二磷酸及腺苷一磷酸進一步水解為腺苷參與核苷酸的代謝。ALP是唯一可以將核苷三磷酸依次去磷酸化為核苷的胞外核苷酸酶[1]。以上底物和催化性能讓ALP在人體發揮著多種生理作用：(1)在細胞受損應激或凋亡時ALP把具有促炎作用的胞外核苷酸水解為具有抗炎作用的腺苷，從而在免疫系統的嘌呤能調節中扮演重要角色[2]。(2)TNAP可在囊泡上將骨骼礦化抑制劑無機焦磷酸水解為無機磷酸鹽，維持正常的骨骼礦化；KALP 使腺苷三磷酸去磷酸化并終止肝內膽管上皮細胞膜表面P2 受體激活，從而調解膽汁的流量和酸堿度[3]；TNAP通過消除細胞外腺苷三磷酸，可以阻止抑制軸突生長的P2X7受體的激活，從而促進神經元軸突生長[4]。(3)妊娠時PLAP錨定在合體滋養層細胞頂膜和基質膜以及細胞滋養層細胞表面，隨胎盤外泌體及合體滋養層微粒釋放到孕婦外周血中，也在較小程度上從微絨毛膜上脫落[5]。體外研究證明[6]PLAP具有與胰島素、Zn2+和Ca2+協同作用促進人胎兒成纖維細胞增殖、DNA復制、細胞周期延長的功能。PLAP可以使磷酸乙醇胺脫磷酸化，后者是細胞生長和存活的潛在調節劑。此外，PLAP通過激活生長調節酶，如p42/44絲裂原活化蛋白激酶、p70核糖體蛋白S6 激酶、Akt/PKB激酶和RAF激酶，誘導人胎兒成纖維細胞增殖[7]。PLAP也可以通過提高胰島素樣生長因子結合蛋白-1的生物利用度來促進胎盤的發育[8]。(4)IAP特異性地由腸上皮分泌，可直接調節碳酸氫鹽分泌從而調節十二指腸表面pH值和Ca2+的吸收和脂質代謝[9]，通過水解內毒素脂多糖、核苷酸、鞭毛蛋白和CpG DNA基序，從而下調Toll樣受體-4依賴型和MyD88依賴型的炎癥級反應，改善腸道和全身性炎癥反應和細菌易位從而參與塑造腸道菌群[10]。(5)GALP短暫高表達于植入前的原始態胚胎干細胞表面，它與胰島素樣生長因子2-mRNA結合蛋白1相互作用，調節原始態多能性轉錄因子Tfcp2l1和STAT3的mRNA水平，調節胚胎干細胞多能性狀態的轉化[11]。

2 正常妊娠時ALP的變化

母體血清ALP濃度隨著孕周增加、胎盤成熟具有時間依賴性地升高，以晚孕期尤著，足月時達峰值并持續高水平直至分娩。早孕期孕婦血清TNAP值占總ALP值的90%以上，PLAP從妊娠6周起在胎盤組織中合成并釋放到孕婦外周血中[12]，孕婦ALP 水平較正常非妊娠期婦女相比無明顯差異或略低，孕中期至孕晚期孕婦血清ALP濃度逐漸升高，約孕16+周起孕婦血清TNAP水平明顯升高，約孕25+周起PLAP水平明顯升高?！?7周時母體血清 ALP值的參考區間為(203±102)U/L，為非孕婦女的2～3倍，過期妊娠時該值明顯降低。正常孕婦血清TNAP于孕37～38周達峰值，參考區間為(96.8±32.3)IU/L，約占血清總ALP的44%；孕36～40周時PLAP參考區間為(93.8±17.4)IU/L，約占血清總ALP的45%，為晚孕期血清ALP升高的主要原因[13-14]。伴隨分娩，血清ALP總體趨勢迅速下降，其中血清PLAP生物半衰期為7d，產后6周可達最低水平[15]，而TNAP在產后6周后仍持續高水平以代償孕期的鈣流失及骨質轉化。LALP及IAP表現為隨孕周增加的輕度降低，考慮為血液稀釋所致。

3 ALP與妊娠并發癥的關系

3.1 ALP與HPP HPP是由人非特異性堿性磷酸酯酶基因(Alkaline phosphatase gene，ALPL)突變導致的常染色體顯性或隱性遺傳的系統性疾病，因其編碼的TNAP活性降低而表現為骨骼和牙齒礦化不全以及血清ALP活性偏低。圍產期HPP通常分為良性型和致死型，該病患者孕期血清 ALP 活性持續性地顯著降低、孕期B超及X線攝影顯示胎兒的骨骼鈣化缺失(以四肢和顱骨為重點)，可結合母親產前ALPL基因檢測及參考父親血清ALP確診圍產期型HPP。圍產期良性型 HPP約占HPP人群的10%，由常染色體隱性遺傳或顯性遺傳，96%的病例其母親攜帶TNAP基因突變，常表現為胎兒宮內四肢短小彎曲，長骨凹陷，但骨骼異常和礦化在孕晚期PLAP釋放增多時可得到改善，并在出生后進一步自發性地改善[16]。圍產期致死型HPP多為常染色體隱性遺傳，發病率低但發病早、預后差，通常在胎兒期發病表現為明顯的骨礦化不良，前臂或腿部有皮膚包裹的骨/軟骨刺突，死亡率高達60%。目前尚無可以治愈 HPP 的方法,但通過使用重組人TNAP靶向酶Asfotase alfa的酶替代治療可有效改善患者的臨床癥狀[17]。

3.2 ALP與SPB 1995年Meyer RE等[18]首次報道：在15～20周時檢測母體血清PLAP水平，該值≥ 2倍中位數值時孕婦SPB風險增加2.9倍，隨著母體血清PLAP值對比中位數值倍增，早產風險顯著增加。Moawad AH等[19]多中心納入2 929名孕婦的前瞻性巢式病例對照研究表明：在24周和28周時檢測母體血清ALP活性，母血ALP>第90個百分位時，與后期發生的<32周、<35周和<37周SPB均顯著相關，尤其與<32周、<35周發生的SPB具有更強的關聯。Goldenberg RL等[20]對10個中心3 000多名婦女進行的前瞻性病例對照研究發現，在第19周時測得的孕婦血清ALP值無法顯示出與早產的相關性。但是，孕24周時母體血清ALP>第90百分位是預測<32周SPB最有效的獨立因素之一。妊娠26周時母體血清ALP>第75百分位者早產風險增加約3倍。Hubert Huras等[21]認為盡管血清ALP水平的升高不是早產的獨立預測因子，但血清ALP可聯合血清C-反應蛋白(C-reactive protein,CRP)預測早產風險。Zahra Shahshahan等[22]進行的前瞻性隊列研究發現：當未足月孕婦血清ALP水平接近399U/L時，早產風險顯著增加(94%早產,P<0.001)，當ALP水平超過399U/L時將面臨早產。該研究提示CRP>27和ALP>399的是預測早產的最佳臨界值。 一項對506個早產兒和54個足月兒在內的橫斷面研究發現：臍帶血清ALP與胎齡負相關[23]。檢測母體血清ALP值有較好的預測SPB風險的作用，當該值升高明顯時，可聯合孕婦血清CRP值、甲胎蛋白值及宮頸纖維蛋白等預測SPB的發生并積極采取措施改善妊娠結局。

3.3 ALP與HDP Rajagambeeram R等[14]報道的病例對照研究表明孕36～40周之間的HDP(未分類)患者與對照組相比，血清ALP、PLAP、尿酸水平和PALP/ALP的比值比正常妊娠顯著升高；HDP患者血清PLAP、ALP、舒張壓、PLAP/ALP比值和平均動脈壓呈顯著正相關，HDP患者PALP/ALP的比例較正常上升10%左右。且該研究給出HDP患者血清PALP/ALP、PALP、ALP的截斷值分別為：0.44、69U/L、169.5U/L。何麗萍[24]發現妊高征患者中血清ALP值升高與更差的妊娠結局(低出生體重、早產、新生兒窒息)和更嚴重的病情程度相關。林克萍等[25]研究提示：孕晚期婦女中，輕度妊高征孕婦血清ALP總活力與正常孕婦區別不大，但中重度妊高征患者血清ALP顯著升高，尤以重度妊高征為著；同時隨妊高征病情加重，產婦血清ALP總活力明顯升高而血清PLAP卻持續低水平表達的分離趨勢越明顯。

3.4 ALP與GDM Ting Xiong等[26]納入2 073名產婦的多中心前瞻性隊列研究顯示：孕早期較高的血清ALP水平(即使在正常范圍內)也會增加GDM的患病風險，高的血清ALP水平可增加空腹血糖受損和糖耐量異常的風險；且不論孕周如何，GDM組的血清ALP水平均顯著高于非GDM組。ALP水平與胰島素抵抗、代謝綜合征呈正相關，升高的ALP可以導致孕婦基礎狀態下產生過量的葡萄糖。孕24～28周時GDM患者與正常妊娠對照組相比血清ALP值明顯升高，且與血清甲狀旁腺激素水平和BMI顯著正相關。研究證明[27]GDM婦女對比正常妊娠婦女表現出脊椎骨密度的相對減少，且40%的GDM婦女在產后3個月內出現了比正常人更多的骨丟失。無論GDM患者還是正常妊娠孕婦，整個孕期母體血清胰島素水平變化都與ALP同步，考慮GDM患者表現的高胰島素血癥也可能是導致ALP升高的原因之一[27]。

3.5 ALP與ICP ICP對于孕婦來說是一種良性疾病，但對圍產兒可能造成嚴重的不良影響。研究表明ICP患者體內ALP升高，對比正常妊娠者具有統計學意義。Dann AT等[28]報道的多中心前瞻性隊列研究表明：與對照組及患有妊娠瘙癢癥病例組對比，ICP患者體內ALP活性明顯升高，同時ICP患者血清總膽汁酸濃度與ALP活性正相關(r=0.56)。Jin Jin等[29]回顧性研究發現母體血清ALP水平的升高是早發型(≤28周)和晚發型(>28周)ICP患者胎兒不良結局的獨立危險因素。早發型ICP母體血清ALP水平預測胎兒不良結局的臨值為263.4U/L，靈敏度為75.0%，特異度為67.6%。晚發型ICP患者母體血清ALP水平預測胎兒不良極具的臨界值為295.1U/L，靈敏度為46.3%，特異度為80.6%。ICP可導致諸多不良妊娠結局，其中早發型ICP患者較晚發型患者肝功能障礙更嚴重，AFO發生率更高。目前研究表明孕婦血清膽汁酸水平不僅是ICP診斷及臨床分級的重要指標，ICP患者體內血清膽汁酸的升高還與胎兒并發癥的發生率呈正相關[30-31]。但是ICP患者血清ALP水平在20周以前升高不明顯，在預測部分早發型ICP時可能會導致較高的漏診率。

4 結語與展望

ALP基因的表達及其同工酶的改變可影響或反映妊娠期胎盤、胎兒的健康，在正常妊娠及妊娠并發癥中扮演著重要角色。目前報道提示，除外上文提及的妊娠期并發癥妊娠，當孕婦血清ALP值對比相應孕周的正常值明顯升高時還應警惕早產、低出生體重、妊娠期急性脂肪肝等疾病；而當該值明顯低于正常范圍時應警惕胎兒宮內生長受限、胎死宮內、胎兒宮內窘迫等疾病，可適時結合患者病情進一步診治[32]。近年來關于胎盤來源的外泌體和合體滋養層微粒在人類生殖中的作用成為研究的熱點，這使我們得以了解PLAP錨定于人滋養層細胞表面并隨合體滋養細胞微粒及胎盤外泌體不斷釋放至孕婦血清中，該結論解釋了母體血清PLAP于孕期不斷升高的現象，但PLAP在妊娠及其相關并發癥中的確切作用機制還有待進一步研究[33]。

綜上所述，ALP及其同工酶在妊娠并發癥的發病機理、診斷和治療中具有廣闊應用前景，孕期母體血清ALP的變化對于妊娠期并發癥的疾病發生及進展具有重要指導意義。未來可進行大樣本量臨床研究測定各孕周對應母體血清ALP值的標準參考值范圍以供臨床使用。