
子痫前期(PE)是导致围生期母婴死亡的主要原因之一,其发病机制目前尚不明确。近年研究表明,缺氧诱导因子(HIF)-1α及可溶性血管内皮生长因子受体(sFlt)-1,是导致及加重PE症状的2个重要因子。在PE患者外周血及胎盘组织中,HIF-1α表达增多,可促使靶基因sFlt-1表达增多,从而促进并加重孕妇血管损伤、各脏器功能障碍及母婴并发症的发生。根据HIF-1α及sFlt-1的生物学功能及其在PE患者外周血及胎盘组织中的表达水平,可作为预测PE发生、孕产妇并发症发生情况及围生儿预后的指标之一,为PE的早期预防、早期治疗,以及降低母儿并发症及死亡率,提供新的理论依据和途径。
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子痫前期(preeclampsia,PE)是妊娠期特有疾病,是指妊娠前血压正常的孕妇,在妊娠20孕周后出现高血压、蛋白尿的一组疾病,其发生率为3%~12%。PE严重影响母婴健康,是导致孕产妇和围生儿病死率升高的主要原因之一[1]。PE的病因及发病机制迄今尚未完全阐明。目前,国际较认可的PE发病机制包括免疫机制、血管内皮损伤、胰岛素抵抗、胎盘浅着床、营养缺乏等[2,3]。随着研究深入,子宫胎盘的缺血缺氧与PE的发病关系,日益受到重视。Sun等[4]研究发现,缺氧诱导因子(hypoxia inducible factor,HIF)-1α在人类胎盘组织中可持续表达,但在正常情况下表达很少,胎盘缺氧状态下表达增加。Herraiz等[5]研究结果显示,可溶性血管内皮生长因子受体(soluble fms-like tyrosine kinase receptor,sFlt)-1的表达水平,受上游基因HIF-1α的调控,在PE患者出现临床症状前6~11周,血清sFlt-1水平即有明显升高。因此,这2个因子与子宫胎盘缺血缺氧有密切关系。本研究就PE患者外周血及胎盘组织中HIF-1α及sFlt-1的表达水平,对预测PE发生、孕产妇并发症发生及围生儿预后作用的研究进展进行综述如下。
PE是机体多系统参与的妊娠期疾病,其基本病理变化为全身小血管痉挛,胎盘形成缺陷被认为是其中心环节[6]。在正常妊娠早期,由于胎盘血运障碍,滋养细胞一直处于低氧状态,在这种状态下,滋养细胞只增殖,在不发生分化的同时也无浸润能力。随着妊娠持续,胎盘血液循环逐渐改善,母血与滋养细胞的接触增加,使胎盘周围氧浓度亦随之增加,滋养细胞的浸润能力逐渐增强,因此很多学者又将PE称为"胎盘病"。胚泡植入后至妊娠第10周,胎盘滋养细胞以内膜基质浸润为主,很少侵及间质血管。滋养细胞的浸润能力在孕龄为10~12孕周时达到最高峰,此时滋养细胞从增生状态向绒毛外滋养细胞转化,浸润能力显著增强[7]。孕龄为12孕周后,滋养细胞加快入侵子宫蜕膜和临近1/3肌层及其螺旋动脉,破坏血管壁结构,以纤维素样组织取代血管壁,将原来狭窄的弹性血管变为低阻力、无弹性的子宫胎盘血管,同时血管直径显著扩张,对以HIF-1α,sFlt-1及血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)等为代表的血管活性物质的敏感性显著减弱,从而使流入绒毛间隙的血量迅速增加[8],此过程被称为血管重铸过程。在PE患者中,由于缺氧使胎盘发育不全,滋养细胞的浸润能力不足,而导致子宫动脉缺血再灌注损伤,从而使绒毛退化及绒毛膜形成停滞,严重者导致胎儿生长受限(fetal growth restriction,FGR),因此胎盘形成过程与其周围氧浓度密切相关[9]。若能及时了解子宫胎盘缺氧状态,则对预测PE发生具有重大意义。子宫胎盘缺血缺氧学说认为,HIF-1α和sFlt-1参与滋养细胞浸润及缺氧的发生,HIF-1α的表达水平受氧浓度调节,在低氧状态下表达增加,并促使其靶基因sFlt-1的表达增加[10]。因此,通过检测孕妇外周血中HIF-1α及sFlt-1浓度,在一定程度上可反映孕妇机体缺氧状态,进而预测PE的发生几率。
1992年,Semenza和Wang[11]于缺氧诱导的细胞核提取物中发现HIF-1,其为在低氧条件下可发挥生物活性的转录因子。HIF-1由α和β亚基组成,其中受氧浓度变化调控的亚单位为HIF-1α[12]。HIF-1α可以上调多种靶基因的转录,如内皮素-1、VEGF及促红细胞生成素等。正常氧浓度下,HIF-1α的氧依赖降解结构域,可被雌三醇-泛素-连接酶体降解,使其在母血中表达极少,甚至不表达。但是,在低氧状态下,该降解作用受阻,导致HIF-1α在细胞核内积聚,HIF-1α积聚增加后发生核转位,并与HIF-1β结合而形成二聚体,激活下游靶基因的转录[13]。此外,缺氧可诱导细胞产生HIF-1α的各种受体及生成素,并形成靶基因,导致相应蛋白产物形成,这些蛋白产物对血管功能的调节,以及对PE患者缺氧耐受的调节等,具有重要作用[14]。在PE患者外周血及胎盘组织中,HIF-1α的表达增加,提示机体处于缺氧状态。由于孕妇胎盘局部组织缺氧,抑制了滋养细胞对子宫内膜的浸润,从而导致PE发生。
sFlt-1属于血管内皮生长因子受体(vascular endothelial growth factor receptor,VEGFR)家族,VEGF及VEGFR家族是参与新生血管形成的重要因子。VEGFR包括VEGFR-1、-2、-3共计3种。其中,VEGF的高亲和受体为VEGFR-1,分为sFlt-1和fms样酪氨酸激酶(fms-like tyrosine kinase,Flt)-1。sFlt-1由膜表面受体Flt-1胞外域剪接而成,是抗血管生成因子,具有可分泌性[15]。Henao等[16]研究结果显示,sFlt-1能与Flt-1竞争性结合血液循环中的胎盘生长因子(placenta growth factor,PIGF)和VEGF,并具有抑制后二者的作用。PIGF的主要生物学作用为,诱导血管内皮细胞增殖、迁移和激活,促进血管生成。一旦sFlt-1与Flt-1产生竞争性抑制作用,PIGF和VEGF的生物活性则被阻断,促血管生成作用显著减弱。Chedraui等[17]研究结果显示,为非孕鼠注入表达sFlt-1的腺病毒载体,或1种VEGF的中和抗体后,可导致肾小球内皮细胞损害,产生蛋白尿;为孕鼠注入上述2种物质后,则出现高血压及蛋白尿等类似PE的症状。Ahamad等[18]研究结果显示,来自正常妊娠绒毛的条件培养液,可促进内皮细胞迁移及管状形成,在该条件培养液中加入外源性sFlt-1,则会削弱内皮细胞的迁移及管状形成。妊娠期过量的sFlt-1主要由缺氧状态下的胎盘产生,外周血中单核细胞也可少量合成,从而导致胎盘血管生成失衡,进一步引起胎盘功能不良及加重胎盘缺氧,如此循环,可诱发或加重PE的症状。
正常妊娠时,HIF-1α不表达或表达极少。对于PE患者,由于胎盘局部缺氧,滋养细胞的线粒体氧化呼吸链活性氧基团增多及血红蛋白变构,使HIF-1α表达增加,这提示机体处于缺氧状态。Sezer等[19]研究结果显示,HIF-1α在PE患者血清中表达增多,但在早发型和晚发型PE患者血清中的表达水平无显著差异。在胎盘组织中,HIF-1α可持续表达。Akhilesh等[20]研究结果显示,与正常妊娠孕妇娩出的胎盘比较,PE患者娩出的胎盘重量较轻,这可能由于血管生成紊乱,使胎盘局部缺血缺氧所致。鲁晓燕等[21]研究结果显示,HIF-1α在轻、重度PE患者血清中的表达水平无明显差异,但在合并FGR的PE患者血清中,HIF-1α表达水平显著高于未合并FGR者。这提示,胎盘慢性缺血缺氧,不仅可导致血清HIF-1α水平升高,还可能导致不良妊娠结局。sFlt-1是HIF-1α的下游因子,sFlt-1的表达水平在一定程度上受HIF-1α调控。Giguère等[22]动物试验研究结果表明,在孕鼠体内导入sFlt-1,会诱导类似PE的症状出现,但是这些临床症状并不随着导入sFlt-1剂量的增多而加重,提示孕鼠体内存在其他因子起着协调作用。冯敏等[23]采用酶联免疫吸附测定法检测孕妇血清及尿液中的sFlt-1及PIGF水平的结果显示,sFlt-1在血清及尿液中的表达均增多,PIGF表达则减少,sFlt-1与PIGF比值(sFlt-1/PIGF)增高;并且sFlt-1/PIGF与PE严重程度呈正相关。陶娅玲和漆洪波[24]研究结果显示,血清中sFlt-1水平高于尿液中的水平,是由于血液中sFlt-1可通过肾小球内皮细胞间隙,而从尿液排泄的缘故。因此,检测孕妇尿液或血清中的sFlt-1水平,对PE的临床诊断价值一样,前者更方便快捷。Rana等[25]研究结果显示,血清sFlt-1水平在PE临床症状出现5周前,即发生显著改变。综上所述,sFlt-1与PIGF可相互作用,孕妇血清及尿液中的sFlt-1/PIGF,对于预测PE的发生、发展较单独使用sFlt-1指标更具参考价值。
PE的发病率高,不仅对孕妇自身有影响,还会导致严重的新生儿并发症。因此,对PE的前期预测及诊断至关重要。但是,目前临床尚无具有确切价值的PE预测方法。HIF-1α、sFlt-1及PIGF等血清指标,在PE相关临床症状出现前即可发生异常,尤其是sFlt-1,在PE患者血清及尿液中检测的敏感度及特异度均可高达90%[26]。为提高预测PE的可靠性,还可在检测HIF-1α及sFlt-1的基础上,再进一步检测sFlt-1/PIGF。此外,HIF-1α对于预测PE合并FGR亦具有重要意义。综上所述,通过检测外周血中HIF-1α、sFlt-1或尿液中sFlt-1的水平,可有效预测PE发生,为PE的早期预防、早期治疗,降低母儿并发症及死亡率提供理论依据和途径。
























