胎盘生长因子预测先兆子痫临床研究进展

苏 铭 黄建华 张 颖

1 天津医科大学总医院空港医院，天津市 300300； 2 天津医科大学总医院

子痫前期是妊娠期特有的多因素、多系统的一类综合征，发生在妊娠20周以后，以高血压、蛋白尿等多系统器官功能紊乱为临床表现。子痫前期在我国平均发病率为9.4%[1]。因子痫前期死亡的孕产妇及围产儿，约99%发生在发展中国家。其发病机制尚不明确，目前认为是母胎多因素联合作用导致胎盘发育不良和内皮细胞损伤，从而引发子痫前期一系列临床症状和并发症。胎盘生长因子(Placental growth factor，PLGF)是妊娠期间重要的细胞因子，在胎儿胎盘循环过程中发挥促血管生成的重要作用。研究发现妊娠期妇女血浆中PLGF水平下降发生早于子痫前期临床症状的发生，是极佳的子痫前期预测指标。对PLGF的研究有助于探索子痫前期发病机制，为临床预防和治疗子痫前期，减少不良妊娠结局打下基础。

1 子痫前期的发病机制探讨

子痫前期具有极大的产妇发病率和死亡率风险。子痫前期病因复杂，受母体和胎盘等多种因素综合性影响，但确切的病因和发病机制并不明确。学者们对子痫前期发病机制进行深入研究，目前认为其发病机制与胎盘缺陷、遗传易感性、免疫耐受、全身炎症反应、血管生成失衡、营养不良等有关[2]。早在2009年Redman就提出子痫前期发病机制的“二阶段模式”[3]。随后学者们对“二阶段模式”进行了更为详细的阐释：第一阶段发生在妊娠8～18周，由于绒毛滋养细胞侵袭过浅子宫螺旋小动脉重塑不足，胎盘发育不良，胎盘缺血再灌注功能受损，一系列血管生成因子生成出现差异，此阶段无临床症状产生。第二阶段发生在妊娠中晚期，母胎界面持续位于氧化应激状态，胎盘过度产生炎性细胞因子与细胞碎片，致使血管内皮细胞受损，多脏器功能损伤，引发全身炎性反应，出现子痫前期临床表现和并发症。2014年Redman[4]提出了分期更为细化的子痫前期“六阶段模式”。第一阶段发生于受精至胚胎着床，表现为母体对胚胎的免疫耐受不良。第二阶段是胎盘形成关键时期，发生在妊娠第8～18周，滋养细胞侵袭不足导致子宫螺旋动脉重塑受阻。随后进入应激反应阶段(第三阶段)。第四阶段发生于妊娠后半期，各种胎盘源性的损伤因子释放进入母体血液循环。第五阶段出现临床症状如高血压、蛋白尿等，此阶段可以诊断为子痫前期。第六阶段病情急剧恶化，伴随着螺旋动脉血栓形成以及胎盘梗死。综合近几年国内外学者对子痫前期的病因学和发病机制研究来看，母胎多因素联合作用导致胎盘发育不良和内皮细胞损伤，从而引发子痫前期一系列临床症状和并发症。

2 PLGF

2.1 PLGF的结构与功能 PLGF最早是在绒毛滋养层细胞中发现。PLGF是血管内皮生长因子(Vascular endothelial growth factor，VEGF)家族成员之一，由PLGF基因编码，是糖基化的同源二聚体蛋白，参与血管生成。人类PLGF基因定位于14号染色体2区4带，由7个外显子组成，通过mRNA选择性剪切形成4个转录本，PLGF-1、PLGF-2、PLGF-3和PLGF-4。其中PLGF-2和PLGF-4具有肝素结合结构域，编码细胞膜相关蛋白并以自分泌方式发挥作用，而PLGF-1和PLGF-3以旁分泌方式发挥功能。通过自分泌和旁分泌机制PLGF促进滋养细胞增殖与分化、诱导内皮细胞的增殖和迁移、抗内皮细胞凋亡、增加血管通透性、增强VEGF的生物活性。

血管生成是胚胎发育的关键性进程，受多种因素复杂性的调控，其中最重要的是VEGF家族。PLGF通过竞争性地结合血管内皮生长因子受体VEGFR-1(也称FLT1)来增强VEGF的活性，使VEGF结合到具有更强酪氨酸激酶活性的血管内皮生长因子受体VEGFR-2，发挥促血管作用。此外，PLGF还可以激活VEGFR-1致VEGFR-2分子磷酸化，增强VEGFR-2对VEGF结合反应。除胎盘组织外，PLGF主要作用是促进血管生成以应对病理性缺血或损伤。PLGF-/-基因敲除的小鼠在心脏、肢体和眼部缺血等病理状态下，动脉血管生成受损。正常生理运动诱导的骨骼和心肌缺血不会刺激PLGF的产生，但在病理条件下，如冠状动脉疾病，PLGF水平会上升。因此，在非滋养细胞中PLGF的表达水平因缺氧而上调[5]。与此相反，滋养细胞中PLGF的转录活性缺氧环境下会受到抑制[6]，PLGF表达会随着胎盘氧合改善而增加，表明PLGF在滋养细胞和非滋养细胞中存在不同的功能和调控机制。肿瘤细胞中，PLGF高表达促进肿瘤血管生成。在大多数癌症(实体瘤和血液学肿瘤)中，癌症的严重程度与PLGF的表达水平呈正相关，PLGF和生存率呈负相关，给临床肿瘤治疗提供了新的靶点和治疗思路。已有研究表明，阻断PLGF可以改善了肿瘤血管的质量[7]，但对PLGF的临床应用仍需要进一步研究。此外，一些炎性反应伴随着血管新生，如类风湿关节炎、迟发型变态反应中的病理性血管新生，PLGF的表达是上调的。此外，PLGF还可以与VEGFR-1阳性淋巴细胞结合，导致单核细胞激活、趋化，参与炎性反应。

2.2 PLGF与正常妊娠 在月经周期的黄体期，子宫内膜组织被证明可以分泌PLGF，这表明PLGF可以影响胚胎着床。学者们首先在小鼠中发现PLGF缺乏与大脑血管发育受损有关，子痫前期小鼠后代与正常小鼠后代在大脑血管发育方面存在差异，这表明PLGF可能对妊娠和血管发育产生重要影响。

妊娠期血液循环中的PLGF明显升高，其来源是胎盘，功能可能与促进胎盘血管系统发育成熟有关。PLGF敲除的小鼠胚胎植入部位显示形成了异常的胎盘血管网络[8]，具体表现为胎盘血管分支减少，腔隙增加，血管形成不均匀，子宫淋巴管发育异常。人胎盘形成主要发生在妊娠中期，子宫肌层螺旋动脉开始“第二波”侵袭，子宫胎盘间循环逐渐完善。此阶段伴随着PLGF水平逐渐升高，PLGF增强了滋养细胞侵袭。滋养细胞在血氧张力增加时表现出侵袭性特征，PLGF表达也随着胎盘氧合改善而增加，但二者是否存在直接的调控机制目前尚不清楚。子宫自然杀伤细胞的分化受PLGF的影响，这些细胞反过来介导滋养细胞侵入蜕膜。PLGF促进滋养细胞的增殖，减少滋养细胞饥饿时因炎性细胞因子增多而导致的凋亡，在PLGF缺失的子痫前期中表现为滋养细胞碎片的增加，但PLGF介导的细胞凋亡减少在胎盘发育中的机制尚不清楚。

2.3 PLGF与子痫前期 PLGF在正常妊娠胎盘及母血中呈高表达，且伴随妊娠进展水平逐渐上升。妊娠前3个月PLGF的浓度较低，从第11～12周开始增加，于第30周达到峰值，之后快速下降。研究者通过大量的回顾性和前瞻性实验分析，发现PLGF水平在正常孕妇和子痫前期患者中存在明显差异。Bramham等[9]发现，在患有子痫前期的女性中，无论是早发型子痫前期还是晚发型子痫前期，母体血清PLGF水平均低于正常妊娠期妇女；随着子痫前期病情严重程度增加，PLGF浓度逐渐降低；此外，与无并发症妊娠的患者相比，先兆子痫妇女的胎盘PLGF水平降低。Levine等[10-11]研究发现PLGF浓度的降低比高血压和蛋白尿的出现早9～11周，并伴随着可溶性类fms酪氨酸激酶-1(sFLT-1)水平的增高，sFLT-1/PLGF值可以评估子痫前期及妊娠结局，比值与不良妊娠结局呈正相关。Zeisler等[12]研究发现，与临床常用的其他检测因子相比，PLGF对子痫前期的预测价值更高，低水平的PLGF更易发生子痫前期，这表明妊娠期PLGF水平检测对子痫前期的筛查有重要指导作用。

低水平的PLGF可能是胎盘异常早期事件的结果，也是妊娠后期胎盘持续异常生长的一个原因。PLGF是异常胎盘指标这一假设得到了研究支持，生育小于胎龄儿的妇女，即使没有存在子痫前期，在孕早期也存在低水平的PLGF。PLGF表达下降被认为是子宫胎盘循环不发达导致的持续性胎盘缺氧。然而，PLGF表达调控机制尚不清楚，一些学者认为与内质网应激[13]和转录因子缺氧诱导因子-1的表观遗传改变[14]有关，尽管缺氧诱导因子-1在滋养细胞生长过程中的作用还存在争议。

3 PLGF预测子痫前期

尽管对子痫前期的诊断和治疗近几十年来一直没有改变，但科学家们从未放弃对子痫前期预测标记物的探索。认识到子痫前期与正常妊娠之间重要的血管生成因子水平存在差异，研究这些因素有助于确定需要密切监测的人群，减少子痫前期发生率和围生期死亡率。

先兆子痫妇女孕期PLGF水平降低早于疾病临床表现的产生，系统评价和meta分析也表明，PLGF在预测子痫前期方面优于其他生物指标[15]。但单一使用PLGF检测存在敏感度低和假阳性率高的问题。一些研究者在妊娠早期使用PLGF结合病史或超声检查结果多参数联合预测来提高子痫前期的临床检出率。例如胎儿医学基金会[16]在妊娠11～13周使用母体因素，包括平均动脉压、子宫动脉搏动指数、血清妊娠相关血浆蛋白和PLGF在内的多因素预测模型，分别检测出95%早发型先兆子痫和46%的晚发型先兆子痫，假阳性率10%。美国妇产科医师协会提出[17]孕11～13周进行两阶段筛查，第一阶段平均动脉压联合PLGF筛选出高危人群；第二阶段利用子宫动脉搏动指数进行复检，可以预测90%的子痫前期，大大提高了子痫前期检出率且具有更佳的经济效益。多参数联合预测法在特定人群中，如抗磷脂综合征和系统性红斑狼疮患者，也取得了较好的效果[18]。对于怀疑有先兆子痫但尚未达到诊断标准的妇女，sFLT-1/PLGF比值或血浆PLGF单独作为高阴性预测值的排除试验。sFLT-1/PLGF比值在1周内排除子痫前期的阴性预测值达到99.3%[12]。利用PLGF可以提高疑似子痫前期孕妇诊断的准确率。在传统的依靠母体因素的筛查方法加入PLGF检测可以预测出93.1%的早发型子痫前期，而且低水平PLGF诊断2周内分娩的先兆子痫的女性优于任何其他多因素检测模型[19]。PLGF检测将子痫前期的平均诊断时间从4.1d缩短至1.9d，将严重产前并发症发生率从5%显著降至4%[20]。上述研究表明，PLGF是良好的子痫前期预测指标。

子痫前期发病速度凶猛，孕产妇死亡率高。对子痫前期高危孕妇群体进行早期预测和采取针对性的预防管理迫在眉睫。胎盘发育不良是子痫前期形成的关键环节。PLGF作为胎盘功能监测的敏感指标，在子痫前期疾病的预测和临床治疗方面拥有广阔的应用前景，对PLGF的深入研究有助于揭示子痫前期的发病机制，为临床子痫前期早期预测和诊断治疗打下基础。