氧 化 应 激 与 自 然 流 产 关 系 的 研 究 进 展

郭若楠 王英兰

[暨南大学第二临床医学院(深圳市人民医院)产科，广东省深圳市 518000，电子邮箱：390076779@qq.com]

【提要】 自然流产发生率逐年升高，多次自然流产可发展成为复发性流产，对育龄女性及其家庭造成极大的伤害，因此研究该病的病因显得尤为重要。但自然流产的病因复杂，氧化应激作为其重要的发病机制之一近年来受到广泛关注。本文就氧化应激与自然流产关系的研究进展进行综述，以提高对自然流产的认识，为自然流产的治疗提供参考。

自然流产是一种常见的不良妊娠结局，近年来受婚育年龄推迟、生活方式改变、环境污染加剧等因素影响，早期自然流产的发生率呈上升趋势，约10%～15%的临床妊娠会发生早期自然流产[1]。发生早期自然流产的原因很多，包括胚胎因素、母体因素、父亲因素、环境因素等[2]，其中胚胎染色体异常是最常见的因素，约占50%[3]，且上述因素所致的自然流产中，均有某一个环节与氧化应激状态有关。agód等[4]研究表明，氧化应激与自然流产的发生有关，流产妇女的胚胎组织中氧化/抗氧化失衡，处于氧化应激状态中。氧化应激状态可通过影响卵母细胞、孕囊着床、胚胎和胎盘发育、胎盘血管生成与血流分布等，成为自然流产的发病机制之一[5]。

1 氧化应激及其标志

氧化应激是指活性氧生成与抗氧化防御系统之间的不平衡状态[6]。正常生理状态下，体内存在着氧化/抗氧化平衡。物质在有氧代谢过程中，产生许多活性氧，包括超氧自由基、羟基和过氧化氢3种类型。活性氧作为特定的第二信使，在细胞的生长、分裂和凋亡中的调节中发挥重要作用。同时，机体也形成一套抗氧化防御系统，以清除不断产生的活性氧，保护机体免受氧化损伤，维持氧化/抗氧化的动态平衡。抗氧化系统可分为酶抗氧化系统及非酶抗氧化系统两类，前者常见的有超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化氢酶等，后者主要包括麦角硫因、维生素C、维生素E、还原型谷胱甘肽及一些微量元素。在病理状态下(如缺血、缺氧、炎症等)，由于活性氧生成过多，或抗氧化物质含量减少和(或)活性降低，机体内氧化/抗氧化平衡状态受到破坏，容易引发氧化应激[7]。

2 氧化应激与生理妊娠

滋养细胞的增殖、分化、凋亡及侵袭能力是妊娠成功的关键。妊娠早期，滋养细胞迅速分裂增殖，合体滋养细胞发育形成具有侵入性的绒毛外滋养细胞(extravillous trophoblast，EVT)。EVT迅速侵入子宫肌层，根据“双波侵入”理论[8]，EVT初步侵入到子宫蜕膜层，并出现一个短暂停顿直到孕12周左右。第一波EVT侵入母体子宫螺旋动脉管腔时，滋养细胞聚集并堵塞螺旋动脉，限制了母体血液流入胎盘，故在妊娠12周之前，胎盘绒毛间隙实际上是处于低氧状态，可使分化细胞在低氧环境中发育，免受活性氧激增的伤害，也可上调血管内皮生长因子及胎盘生长因子表达，有利于胎盘的发育。到妊娠早期末，这些滋养细胞形成的栓塞逐渐消失并伴随着第二波EVT侵入，此时期EVT广泛侵入子宫内膜及部分肌层，并有效扩张子宫螺旋动脉，母体血流流入绒毛间隙，建立母胎血液循环。故妊娠早期存在氧化应激，过早和过量的活性氧刺激均可能会导致妊娠失败[9]。

3 氧化应激与自然流产的关系

不良生活习惯、衰老、内分泌疾病及免疫紊乱均可导致体内氧化/抗氧化失衡，从而损伤细胞DNA、脂质及蛋白质等体内大分子物质[10]，导致细胞功能丧失甚至死亡，最终导致多种生殖类疾病与病理妊娠的发生，如妊娠期糖尿病、子痫前期及自然流产等[11]。

3.1 氧化应激对卵母细胞质量的影响 研究发现，复发性流产可能与卵巢储备功能降低有关，即有多次自然流产史妇女的卵母细胞质量可能较差[12]。卵母细胞发育过程中，卵母细胞周围的微环境及卵泡液中活性氧和抗氧化物水平可直接影响卵母细胞的质量，以及胚胎植入和早期胚胎发育[13]。有研究表明，活性氧的过度升高可引起卵母细胞的减数分裂停滞，继而导致细胞凋亡，对卵母细胞的成熟和后续胚胎发育造成负面影响，增加自然流产的发生率[14]。Perkins等[15]研究发现，卵母细胞减数分裂过程中，体内活性氧水平升高会导致姐妹染色单体之间的凝聚力过早地丧失，从而导致染色体分离错误，导致非整倍体的发生。而染色体数目异常是早期自然流产最常见的原因，占病因的50%～60%[16]。Tamura等[17]通过培养小鼠卵母细胞证实，过氧化氢对卵母细胞成熟有毒性作用，而褪黑素(氧自由基清除剂)可直接预防卵母细胞中的线粒体损伤，进而减少卵母细胞的DNA损伤，从而改善卵母细胞的质量。

3.2 氧化应激与胚胎发育的关系 生理妊娠的胎盘绒毛组织在妊娠初期可爆发氧化应激，绒毛间的氧分压从8周时的低于20 mmHg迅速上升，到12周时高于50 mmHg[18]。徐又先等[19]通过比色法检测正常早孕组与健康非孕组外周血氧化应激产物丙二醛含量发现，正常早孕组丙二醛含量高于健康非孕组，提示正常妊娠早期存在氧化应激。活性氧在生理浓度下可刺激细胞增殖分化，然而如果母体血流过早地到达绒毛间隙，则胎盘绒毛间的氧化应激会提前发生并损伤滋养细胞，可能导致早期胚胎丢失[20]。Ghneim等[21]通过测定健康孕妇与复发性流产患者的全血、血浆及胎盘组织中活性氧水平和抗氧化活性发现，健康孕妇体内的活性氧产生和抗氧化活性之间通常保持着平衡，维持妊娠进展，而复发性流产患者体内的氧化应激指数水平明显升高，总抗氧化能力降低。有学者研究发现，流产患者体内超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性显著低于健康孕妇[22]。有学者通过比较健康孕妇与自然流产孕妇血浆中的抗氧化参数发现，除超氧化物歧化酶外，自然流产孕妇的前列腺素E2及血浆铜均明显低于健康孕妇组，提示非酶抗氧化系统功能低下也是导致自然流产的原因之一[23]。

活性氧已被证实是调控细胞生长、增殖、迁移和凋亡的重要第二信使[24]。文献表明，丝裂原活化蛋白激酶途径参与了氧化应激诱导人类滋养细胞的损伤[25]。研究发现，人滋养细胞在过氧化氢的诱导下，其亚家族c-Jun氨基末端激酶和p38激酶均磷酸化增加，提示c-Jun氨基末端激酶和p38激酶是氧化损伤诱导细胞凋亡的关键介质[26]。叉头框转录因子O(forkhead box O,FoxO)3a作为FoxO家族的成员之一，是氧化应激中多个信号通路的交汇点，其活性受多种化学性修饰的调节，以生成p-FoxO3a的磷酸化修饰为主，在增殖、凋亡、自噬、炎症、氧化应激中发挥着重要作用[25]。研究显示，人EVT中活性氧增加的同时，FoxO3a转录活性增加，磷酸化FoxO3a减少，从而调控BNIP3，增强细胞自噬，诱导细胞凋亡，致使滋养细胞增殖侵袭能力不足而引起早期妊娠丢失[27]。

由上可知，在自然流产过程中活性氧过量表达及抗氧化系统功能低下，可诱导母胎界面脂质过氧化。过多的活性氧可能通过损伤细胞膜或蛋白质等，使蜕膜组织破坏、出血、脱落，从而引发流产[28]。同时，活性氧激活核因子和丝裂原活化蛋白激酶信号通路，上调内皮细胞中细胞间黏附分子1和淋巴细胞功能相关性抗原1的表达，导致蜕膜中淋巴细胞活化剂白细胞与内皮细胞的黏附和游走，母胎界面发生免疫失调，从而导致早期胚胎丢失[29-30]。然而目前氧化应激在早期胚胎的发育中的作用机制尚未完全阐明，需要更多的研究来证实活性氧在流产发生过程中的分子机制。

3.3 氧化应激对精子的影响 早期妊娠丢失的原因复杂，在排除女性致病因素后，亦需检测男性致病因素。目前精液常规检测也纳入自然流产患者伴侣的初步筛查范围，然而传统的常规精子检测指标存在局限性，不能全面地综合评估男性的生育能力。精子DNA完整性的检测不仅能评价精子的质量，也能对男性的生育能力有重要的预测价值。

近年来精子DNA的损伤与妊娠结局的关系成为研究热点，DNA完整性受损的精子将影响受精和胚胎发育，导致自然流产、死产、辅助生殖技术失败、子代遗传缺陷的风险增加[31]。Robinson等[32]通过系统回顾及Meta分析发现，精子DNA损伤严重的人群其自然流产率明显高于正常人群。精子DNA的损伤是多种内外因素共同作用的结果，如环境污染、不良生活习惯、放疗和化疗、内分泌异常等。有研究表明，活性氧是导致精子DNA损伤的重要原因[33]。精子质膜富含的多不饱和脂肪酸者更容易遭受氧化应激的损害，导致细胞膜中多不饱和脂肪酸氧化、蛋白激酶破坏以及细胞核DNA受损[34]。

4 小 结

氧化应激可通过降低卵母细胞的质量、损伤精子DNA的完整性及对胚胎发育的毒性作用导致自然流产。尽管有报告表明使用抗氧化剂补充剂有助于预防流产[35]，但目前对于补充抗氧化剂对降低自然流产发生率的作用及机制仍存在争议。由于体内氧化/抗氧化系统分子多样化，其含量及分布不尽相同，作用各异[36]，因而目前难以全面揭露其与自然流产相关的作用机制。因此，今后需要进一步研究，以期寻求新靶点，为自然流产的预防和治疗提供新对策。