多普勒超声诊断胎儿宫内缺氧参数与氧化应激损伤相关性

姚金翠 张安红 张文琴 熊凌厉

南京医科大学附属江宁医院(211100)

胎儿宫内缺氧(IAH)也称胎儿窘迫，多发生在分娩期，也可见于妊娠中晚期。胎盘功能不全，或合并心血管疾病、重度贫血等高危妊娠产妇，发生IAH几率增加[1]。胎儿窘迫时，脐血流量显著下降，无法提供正常生理所需氧，发生氧化应激损伤，分泌凋亡因子阻碍胎儿生长，表现出胎动减少、死胎等[2]。IAH对胎儿神经系统发育产生不利影响，造成智力低下等不可逆后遗症，严重时可造成新生儿窒息，也是围生期胎儿死亡的重要病因[3]。因此产前及时预测IAH，尽早发现并施加干预，对减少胎儿死亡及围生儿疾病防治有重要作用[4]。目前，临床判断IAH主要依靠胎心、胎动等相关指标[5]。多普勒超声可检测脐动脉血流相关参数，推测脐血流变化程度，帮助分析胎儿是否发生IAH。本研究分析脐动脉血流参数提示IAH的相关参数变化，以及脐动脉血流与氧化应激产物的相关关系，为临床判断IAH提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性收集2017年1月-2019年12月本院产前检查并住院分娩产妇临床资料。均排除可能影响胎儿血流动力学因素，如胎儿存在心脏疾病、染色体异常；以及母体因素，如产妇合并有甲亢、妊娠期糖尿病、先兆子痫等器质性基础疾病。分娩后立即对新生儿脐带血进行血气分析，以脐动脉血pH<7.2作为诊断胎儿宫内缺氧。本研究经医院伦理委员会同意，所有产妇及家属签署知情同意书。

1.2 检测方法

1.2.1超声检查分别于孕妇孕28～31周、32～36周、37～41周时采用多普勒超声(飞利浦，Affiniti70)，探头频率2.0～6.0MHz检测，将取样点放在脐带离胎盘附着点2cm内，开启频谱多普勒，使声束方向与血流束方向平行，或夹角<30°,取样容积2～3mm，选取连续5个形态完整的血流频谱，测量阻力指数(RI)，搏动指数(PI)以及收缩期峰值血液流速比舒张末期血液流速(S/D)等血流参数：记录胎儿双顶径以及胎盘、脐带发育状况等。

1.2.2标本检测脐动脉和胎盘中氧化应激产物以及细胞凋亡分子检测[6]：于分娩后30min内收集脐带血及适量的胎盘母体面中间位置组织，将脐带血用生理盐水清洗后放入液氮中冷冻，加裂解液研磨，除掉悬浊液后4℃离心取上清液。酶联免疫吸附法检测两种标本中热休克蛋白70(HSP70)、氧化修饰的低密度脂蛋白(ox-LDL)、脂肪酸合成酶(Fas)、脂肪酸合成酶配体(FasL)、B细胞淋巴瘤/白血病基因2(Bcl-2)及其相关X蛋白(Bax)、X连锁凋亡抑制蛋白(XIAP)等；放射免疫法检测8-异前列腺素(8-iso)、丙二醛(MDA)。

1.3 统计学方法

2 结果

2.1 一般临床资料

无宫内缺氧新生儿220例(正常组)，有宫内缺氧新生儿80例(缺氧组)。缺氧组新生儿出生时脐动脉pH(7.13±0.05)，体重(2.3±1.7)kg(1.3～4.7kg)；产妇年龄(28.8±5.1)岁(22～34岁)，体质指数(BMI)(22.5±2.5)kg/m2，初产妇71例、经产妇9例。正常组新生儿出生时脐动脉pH(7.31±0.06)，体重(2.9±1.4)kg(1.4～4.9kg)；产妇年龄(27.9±4.3)岁(24～32岁)，BMI(20.4±3.0)kg/m2，初产妇152例、经产妇68例。两组新生儿体重、新生儿出生时脐动脉pH有差异(t=2.827、26.086，P=0.003、0.001)，产妇BMI有差异(t=6.296，P=0.001)，年龄无差异(t=1.407，P=0.080)。

2.2 孕期超声诊断参数及羊水量对比

如表1所示，缺氧组各孕期胎儿脐动脉血流RI、PI、S/D均高于正常组，其中RI与S/D的κ=0.6584、P=0.0417，PI与S/D的κ=0.7097、P=0.0325，说明RI、PI与S/D对IAH检测结果有较好一致性。孕晚期羊水量正常组(45.92±5.31 ml)高于缺氧组(27.65±4.98 ml)(t=27.601，P=0.001)，胎心监护正常占比正常组(206例，93.6%)高于缺氧组(26例，32.5%)(χ2=125.094，P=0.001)。

表1 两组不同孕期超声诊断IAH参数比较

2.3 脐动脉血流参数诊断IAH效率

以孕28～31周脐动脉血流S/D>3.0为标准，诊断IAH的敏感度95%，特异度69%，阳性预测值为31%，阴性预测值为100%，约登指数0.64；对RI、PI、S/D制作ROC曲线，曲线下面积分别为0.882、0.893和0.872，临界值分别为0.67、1.12和3.27。以孕28～31周脐动脉S/D>3.27为标准，诊断胎儿IAH的敏感度91%，特异度84%，阳性预测值47%，阴性预测值99%，约登指数0.75。

2.4 脐带血及胎盘组织内氧化应激产物水平对比

缺氧组胎儿脐动脉血及胎盘组织内ox-LDL、8-iso、MDA和HSP70含量均高于正常组，κ=0.7097、0.6892、0.6703、0.7135,P=0.0325、0.0394、0.0401、0.031，表明上述指标与IAH相关参数有较好一致性。见表2。

表2 两组不同标本内氧化应激产物水平对比

2.5 胎盘组织内细胞凋亡分子对比

与正常组相比，缺氧组胎盘组织中Fas、FasL以及Bax含量升高，Bcl-2、XIAP含量下降(P<0.05)，κ=0.6254、0.6480、0.6814、0.6947,P=0.0408、0.0407、0.0398、0.043，表明上述指标与IAH相关参数有较好一致性。见表3。

表3 两组胎盘组织内细胞凋亡分子含量对比

2.6 相关性分析

如表4所示，RI、PI、S/D与脐带血和胎盘组织中MDA、ox-LDL、8-iso、HSP70含量呈正相关，与胎盘组织中Fas、FasL以及Bax含量呈正相关，与Bcl-2、XIAP含量呈负相关(均P<0.05)。

表4 不同标本各指标水平与超声诊断IAH参数相关性

3 讨论

3.1 IAH时血流动力学改变

正常生理状态下，伴随孕周增加、胎盘增大，胎盘血供增加、血管阻力降低。本研究中，两组孕28～31周血流参数RI、PI和S/D达峰值，而后逐渐降低，足月时达到最小值[7]。而当胎儿发生IAH时，胎盘功能下降，胎盘内血管阻力增加，胎儿-胎盘循环受阻，血供不足，舒张末血流速率减低。分析IAH主要因素为脐带异常，脐动脉血流障碍造成胎盘缺氧、缺血[8]，胎儿各系统发育不良。造成脐血流障碍的原因有胎盘前置、胎盘早剥以及胎儿血管异常等，因而监测脐血流可以反映胎儿宫内生长状况。脐动脉连接胎儿和胎盘，脐动脉血流动力学与胎儿心功能以及血管阻力有关，血管末稍阻力增加时舒张期血流下降，发生负性血流；而阻力减小时舒张期血流增多[9]。脐动脉血流动力学也与胎盘、胎儿以及母体生理状态有关。正常情况下脐带血流的特点为流速高而血管阻力较低，至妊娠末期，随着绒毛间隙增宽，血管阻力逐渐下降，血流量增加[10]。IAH时脐动脉、绒毛血管痉挛，管腔缩窄，阻力增加而血流量下降，造成胎盘功能障碍[11]。

3.2 超声相关参数诊断IAH

通过多普勒超声观察脐动脉血液流速，相关参数RI、PI和S/D是反映血流量的重要参数，血管阻力越大，血流量越小，三者的数值越大[12]。本研究结果中，缺氧组RI、PI和S/D在各孕期均高于正常组，说明缺氧组血管末梢阻力增加。目前有标准以脐动脉S/D<3.0作正常参考值判断孕晚期胎儿IAH状况[13]，但这一标准忽略了各孕周期间的差异。本研究结果表明，孕28～31周时正常胎儿脐动脉血流RI、PI和S/D达峰，用脐动脉S/D>3.0诊断孕32～41周胎儿IAH的灵敏度、特异度以及阳性和阴性预测值均较好，但评估孕28～31周胎儿IAH的特异度和阳性预测值不高，约登指数仅0.64。对脐动脉血流RI、S/D、PI制作ROC曲线，计算以脐动脉S/D>3.27为标准诊断孕28～31周胎儿IAH时，约登指数达0.75，因而诊断孕28～31周胎儿IAH的临界值以3.27最佳，S/D>3.0更适用于诊断≥孕32周[14]。

3.3 IAH发生氧化应激损伤及其与血流参数的相关性

在IAH发展进程中，胎盘组织会由于血流量下降造成细胞凋亡增多，胎盘滋养细胞、内皮细胞迅速减少影响母体与胎儿物质交换。细胞凋亡主要通过死亡受体通路以及线粒体凋亡通路调节，前者主要由Fas、FasL参与，后者主要依赖Bax、Bcl-2。Fas属肿瘤坏死因子，与配体结合后刺激一类蛋白酶凋亡，从而加速细胞凋亡。Bax、Bcl-2可影响线粒体膜的通透性，调节细胞色素C水平。Bax能够促进细胞色素C释放，而Bcl-2可发挥对前者促释放作用的抑制效应，最终降低细胞色素C水平。XIAP则可发挥多种抗细胞凋亡的作用。IAH时胎儿体内发生氧化应激，生成自由基导致氧化损伤。自由基增多易引起胎儿体内氧化反应加快，其中脂质氧化产物主要有ox-LDL及MDA等，花生四烯酸可生成8-iso，所以ox-LDL、MDA和8-iso水平可以反映体内自由基代谢情况。在氧化应激损伤中，体内HSP70可代偿性过表达。因而上述ox-LDL、MDA、8-iso、HSP70水平可一定程度反映宫内氧化应激损伤情况，脐动脉血流量下降，氧化应激损伤加重，上述物质增多[15]。本研究结果显示，缺氧组脐带血、胎盘组织中ox-LDL、8-iso、HSP70、MDA含量均高于正常组，且脐动脉血流参数与上述氧化应激损伤相关物质含量呈正相关，说明IAH时氧化加快引起细胞凋亡增多，氧化应激产物增多。本研究中，缺氧组胎盘组织中Fas及其配体和Bax含量均高于正常组，而XIAP 和Bcl-2均低于正常组。脐动脉血流参数与Fas及其配体和Bax正相关，而与XIAP 和Bcl-2负相关。表明氧化应激下，促细胞凋亡物质增多，而相应的拮抗物质减少。然而，考虑到正常分娩过程存在非感染性炎症反应，分娩过程受母体多种激素调控，胎儿也会产生与孕期不同的免疫反应，因此本研究探讨孕期超声参数与氧化应激指标的关系尚存在偏倚，宫内缺氧还需考虑到各产程状况，但目前相关研究较少，需今后进一步研究。同时本研究分析分娩后脐带血及胎盘组织氧化应激产物、应激细胞凋亡分子含量，分析其与孕期超声指标的相关关系，也存在一定偏倚，但也在一定程度上说明了超声参数可以帮助预测胎儿缺氧以减少氧化损伤。目前，晚孕期及足月胎儿IAH的临床判断很大程度上参考胎心监测，本研究所讨论的效应指标应用于临床价值还需积累资料深入探讨。

3.4 总结与展望

综上所述，对胎儿脐血流多普勒超声检测可辅助评估胎儿缺氧情况，减少由于缺氧造成的不良损伤。但仅以脐动脉血流参数评估胎儿IAH的严重程度仍不够严谨，如发生重度IAH时，需动态监测胎儿其他血管情况综合考虑，以增加胎儿IAH的诊断效能。