妊娠晚期血浆雌三醇-16-葡萄糖醛酸苷、17-羟基孕酮与分娩启动的关系研究*

康 祺， 查 莹， 曾万江， 刘海意

华中科技大学同济医学院附属同济医院妇产科，武汉 430022

早产是新生儿及5岁以下儿童死亡的主要原因[1]。早产的定义为妊娠37周前的活产[2]，是由分娩启动过早发生引起的。因此，研究及预测分娩启动有助于预防早产。目前预测早产的指标主要有两种：经阴道宫颈长度超声检测及宫颈分泌物(如胎儿纤维连接蛋白)生化检测[3]，这两种指标评估早产阴性的预测价值高，但对阳性预测价值较低[4]。因此，探索及发现新的相关生物标记物对研究及预防早产具有重要临床意义。

近年来，斯坦福大学及丹麦血清研究所对30名孕妇在孕期和产后每周采集血样，对总共784份血样进行了非靶向代谢组学分析。该研究发现，雌三醇-16-葡萄糖醛酸苷(estriol-16-glucuronide，E3-16-G)、17-羟基孕酮(17-hydroxyprogesterone，17-OHP)在妊娠期间发生了显著改变，两者皆随孕周的增加而增加，于分娩前达高峰，分娩结束后迅速降至基线水平。此外，E3-16-G和17-OHP参与构建的代谢物模型可以预测孕妇的分娩启动[5]。然而，该研究并未进一步探索E3-16-G、17-OHP与分娩启动的关系。

E3-16-G是类固醇激素雌三醇的葡萄糖醛酸衍生物[6]，是雌三醇的终末代谢产物。葡萄糖醛酸化反应有助于排泄有毒物质、药物或其他不能作为能量来源的物质，因此常被称作“解毒”过程[7]。葡萄糖醛酸通过糖苷键连接到雌三醇上，所得到的E3-16-G水溶性较雌三醇高，最终由肾脏排泄。目前，对妊娠晚期孕妇血浆E3-16-G的定量研究较少，且血浆E3-16-G水平与分娩启动的关系仍不清楚。

17-OHP是孕酮的17α羟基衍生物，是多种内分泌激素生物合成的中间体，主要在肾上腺中产生[8]。有研究发现，血浆17-OHP浓度随孕周的增加而增加，自发分娩启动前30 d开始，血浆17-OHP水平变化呈显著上升趋势[9]。然而，另有研究表明，分娩启动前后血浆17-OHP水平变化不明显[10]或分娩启动前17-OHP呈下降趋势[11]。因此，17-OHP与分娩启动的关系仍存在争议。

本研究收集单胎孕妇妊娠晚期血浆，应用前期建立的液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)法测定血浆中E3-16-G、17-OHP水平，对测定结果进行Pearson相关分析、单因素Logistic回归分析、受试者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲线等统计学分析来探索这两种代谢物与分娩启动的关系及其对分娩启动的预测价值。

1 材料与方法

1.1 一般资料

本研究为病例对照研究，选择2020年11月至2022年2月至我院诊治的孕妇为研究对象。纳入标准包括：孕周≥ 28周且<42周；单胎；无吸烟、饮酒史；学历高中以上的孕妇。排除标准包括：妊娠期糖尿病、妊娠期高血压疾病、妊娠期肝内胆汁淤积症、妊娠合并甲减等产科并发症及合并症。

本研究共募集妊娠晚期孕妇150例，排除妊娠期高血压疾病者9例、糖尿病者10例、妊娠期肝内胆汁淤积症者2例、双胎妊娠者5例、妊娠合并甲状腺疾病者7例。最终符合入排标准的孕妇共117例，其中包括足月孕妇97例，早产孕妇20例。采集117例孕妇血浆用于检测。本研究获得华中科技大学同济医学院医学伦理委员会批准，伦理编号：[2020]伦审字(S190)号。所有纳入研究的孕妇均已签署知情同意书。

1.2 分组

根据采血时孕妇是否足月、临产分为4组，早产未临产组(preterm non-labor，PNL)、早产临产组(preterm labor，PL)、足月未临产组(term non-labor，TNL)、足月临产组(term labor，TL)。其中，PNL组和PL组统称为早产组；TNL组与TL组统称为足月组；PNL组和TNL组统称为未临产组(non-labor，NL)；PL组与TL组统称为临产组(labor，L)。

1.3 标本采集与检测

使用EDTA抗凝采血管采集孕妇静脉血4 mL，并立刻轻轻上下颠倒混匀采血管5～10次，以确保抗凝剂发挥作用，采血后尽快离心分离出血浆，保存于-80 ℃冰箱。本课题组前期已建立了血浆E3-16-G、17-OHP同步定量检测的LC-MS/MS法，并进行了方法学验证，包括精密度与准确度、基质效应、回收率、稳定性等。应用此方法同批次检测所有血浆样本。

1.4 统计学分析

Logistic回归分析用于探究分娩启动的相关因素，包括年龄、体重指数(body mass index，BMI)、妊娠天数、孕次、产次、胎儿性别以及E3-16-G/17-OHP比值。以双侧P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 孕妇一般资料比较

本研究共纳入117份孕妇血浆进行检测，其中TNL组57份，占比48.72%；TL组40份，占比34.18%；PNL组10份，占比8.55%；PL组10份，占比8.55%。足月组孕妇妊娠天数均值约275 d(39+2周)，早产组孕妇妊娠天数均值约248 d(35+3周)。除TNL组与TL组妊娠天数的差异存在统计学意义(P<0.01)外，年龄、BMI、孕次、产次及胎儿性别在TNL组与TL组、PNL组与PL组比较中，差异均无统计学意义(表1、表2)。

表1 足月未临产(TNL)组与足月临产(TL)组孕妇一般资料比较[例(%)]Table 1 Comparison of general information of pregnant women in term non-labor(TNL)group and term labor(TL)group [n(%)]

表2 早产未临产(PNL)组与早产临产(PL)组孕妇一般资料比较[例(%)]Table 2 Comparison of general information of pregnant women in preterm non-labor(PNL)group and preterm labor(PL)group [n(%)]

2.2 妊娠晚期未临产与临产孕妇血浆E3-16-G、17-OHP水平情况

本研究共纳入孕妇117例，血浆E3-16-G的中位数浓度为52.59 ng/mL，17-OHP的中位数浓度为8.35 ng/mL。其中，NL组共有67名孕妇，其血浆E3-16-G的中位数浓度为47.22 ng/mL，17-OHP中位数浓度为8.42 ng/mL。L组共有50例孕妇，其血浆E3-16-G的中位数浓度为76.86 ng/mL，17-OHP中位数浓度为8.09 ng/mL(表3)。

表3 妊娠晚期未临产(NL)与临产(L)孕妇血浆中E3-16-G、17-OHP水平(ng/mL)Table 3 Plasma E3-16-G and 17-OHP levels of pregnant women in non-labor(NL) group and labor(L) group in the third trimester (ng/mL)

2.3 妊娠晚期未临产与临产孕妇血浆中E3-16-G、17-OHP浓度的比较

利用PSM匹配对TNL组与TL组中孕妇个体进行异体配对，配对比例1∶1，匹配的变量有：年龄、BMI、妊娠天数、孕次、产次及胎儿性别。匹配容差为0.02。TNL组和TL组经PSM匹配后有24对(48例)符合要求。配对后的两组在年龄、BMI、妊娠天数、孕次、产次及胎儿性别上差异均无统计学意义。

2.3.1 PSM匹配前未临产与临产孕妇血浆中E3-16-G、17-OHP水平的比较 如图1所示，PSM匹配前L组E3-16-G平均水平高于NL组[(76.86vs.47.22)ng/mL]，TL组E3-16-G平均水平高于TNL组[(82.06vs.44.00)ng/mL]，差异有统计学意义(P<0.05)。NL组与L组[(8.42vs.8.09)ng/mL]、TNL组与TL组[(8.42vs.7.91)ng/mL]的17-OHP平均水平差异均无统计学意义(P> 0.05)。E3-16-G/17-OHP比值，L组高于NL组(10.24vs.5.40)，TL组高于TNL组(10.97vs.5.25)，差异均有统计学意义(P<0.05)。

2.3.2 PSM匹配后未临产与临产孕妇血浆中E3-16-G、17-OHP水平的比较 PSM匹配后L组与NL组、TNL组与TL组、PNL组与PL组，血浆E3-16-G、17-OHP浓度差异均无统计学意义(均P> 0.05)。L组E3-16-G/17-OHP比值仍高于NL组(9.61vs.6.45)，TL组E3-16-G/17-OHP比值高于TNL组(10.71vs.5.92)，差异均具有统计学意义(均P<0.05)(图1)。

A、B：各组E3-16-G水平的比较情况；C、D：各组17-OHP水平的比较情况；E、F：各组E3-16-G/17-OHP比值的比较情况；PNL：早产未临产组；PL：早产临产组；TNL：足月未临产组；TL：足月临产组；NL：未临产组(PNL+TNL)：L：临产组(PL+TL)；TNL-PSM：倾向评分配对后的足月未临产组；TL-PSM：倾向评分配对后的足月临产组；NL-PSM：倾向评分配对后的未临产组；L-PSM：倾向评分配对后的临产组图1 妊娠晚期未临产(NL)与临产(L)孕妇血浆中E3-16-G、17-OHP水平的比较Fig.1 Comparison of plasma E3-16-G and 17-OHP levels in pregnant women in non-labor(NL) group and labor(L) group in the third trimester

2.4 妊娠晚期血浆E3-16-G、17-OHP水平的相关性分析

对孕妇年龄、BMI、妊娠天数与代谢物E3-16-G、17-OHP浓度进行相关性分析，结果示血浆中E3-16-G与17-OHP水平为弱正相关关系(r=0.225，P<0.05)，17-OHP水平与妊娠天数为弱负相关关系(r=-0.219，P<0.05)(图2)。

0：未临产组(NL，PNL+TNL)；1：临产组(L,LPL+TL)；PD：妊娠天数；Corr：相关系数；*P<0.05，**P<0.01图2 妊娠晚期临产前后血浆中E3-16-G、17-OHP水平的相关性分析Fig.2 Correlation analysis of plasma E3-16-G and 17-OHP levels before and after labor onset during the third trimester of pregnancy

2.5 血浆E3-16-G、17-OHP水平与足月分娩启动的关联性研究

单因素Logistic回归分析结果示，E3-16-G/17-OHP比值是足月分娩启动的独立影响因素。在其他因素不变的情况下，E3-16-G/17-OHP比值每增加1，分娩启动风险增加0.15倍(表4)。

表4 母婴特征、代谢物水平与足月分娩启动的单因素Logistic回归分析[例(%)]Table 4 Univariate logistic regression analysis of maternal and infant characteristics，metabolite levels，and full-term labor onset [n(%)]

2.6 E3-16-G/17-OHP比值预测分娩启动的ROC曲线分析

为探究血浆E3-16-G/17-OHP比值预测分娩启动的可行性，本研究对E3-16-G/17-OHP比值进行ROC曲线分析。结果显示，E3-16-G/17-OHP比值的AUC为0.69，P=0.02，95%CI：0.54～0.84，具有统计学意义。当E3-16-G/17-OHP比值为8.68时，正确指数最大，此时敏感度为62.50%，特异度为79.17%。

图3 E3-16-G/17-OHP比值预测分娩启动的ROC曲线分析Fig.3 ROC curve analysis of E3-16-G/17-OHP ratio for predicting labor onset

3 讨论

早产是新生儿及5岁以下儿童死亡的主要原因[1]，是现代产科面临且亟待解决的临床问题之一。早产定义为妊娠37周前的活产[2]，由分娩启动过早发生所致。因此，研究及预测分娩启动有助于预防早产。分娩启动是子宫肌层由安静状态转向活跃状态的过程，此过程受多种内分泌激素调控[12]。其中孕激素功能性撤退或雌激素激活可引起分娩的开始，与妊娠维持和分娩启动有关[13-14]。近年来，孕妇血液代谢组学研究发现，E3-16-G或17-OHP参与构建的代谢物模型可以用来预测孕妇的分娩启动[5]，但目前关于E3-16-G的研究较少。对E3-16-G的前体物质雌三醇的研究发现，足月分娩及自发早产与孕期雌三醇的快速增长时间有关[15]，提示雌三醇与分娩启动存在联系。17-OHP与己酸结合形成的17-OHPC是一种合成孕激素，临床常用于保胎及预防早产[16]。因此，E3-16-G、17-OHP或许与分娩启动或早产有关，但尚缺乏系统的观察数据。本研究应用前期建立的LC-MS/MS法对孕妇临产前后血浆中E3-16-G、17-OHP水平同时进行定量检测，并探索二者与分娩启动的关系及其对分娩启动的预测价值。

Numazawa等[17]应用RIA测定妊娠晚期孕妇血浆E3-16-G的均值浓度为58 ng/mL。Mathur等[10]应用RIA测得足月孕妇临产前17-OHP的相对浓度均值为4.6 ng/mL，足月临产后为5.08 ng/mL。Kadivnik等[18]应用LC-MS/MS法测得足月孕妇临产后血浆中17-OHP的中位数浓度为6.05 ng/mL。本研究测定妊娠晚期孕妇血浆中E3-16-G的中位数浓度为52.59 ng/mL，足月未临产者血浆17-OHP中位数浓度为8.42 ng/mL，足月临产者血浆17-OHP中位数浓度为7.91 ng/mL，与Numazawa等人检测结果相近。

本研究比较了妊娠晚期未临产与临产孕妇血浆中E3-16-G、17-OHP的测定结果，提示E3-16-G/17-OHP比值增加可能主要与足月分娩启动有关。对妊娠晚期未临产与临产孕妇血浆中单个指标E3-16-G、17-OHP含量进行比较，均无显著差异。17-OHP的研究结果与Mathur等[10，19]研究结果相符。上述结果表明，分娩启动是多因素影响的过程，单一指标对分娩启动的影响及预测价值有限。本研究还发现PL组17-OHP水平高于TL组，差异具有统计学意义，提示足月临产后17-OHP低水平环境可能更有利于分娩启动的发生或产程进展。既往研究发现17-OHP可抑制肿瘤坏死因子或凝血酶导致的胎膜弹性减弱[20]，间接支持这一观点。足月临产后，血浆17-OHP低水平环境对肿瘤坏死因子或凝血酶的抑制作用减弱，肿瘤坏死因子或凝血酶减弱胎膜弹性的作用增强，胎膜破裂风险增加，促进产程进展。

本研究对妊娠晚期临产前后血浆E3-16-G、17-OHP浓度与孕妇基本临床特征(年龄、BMI、妊娠天数)进行相关性分析，结果示E3-16-G、17-OHP之间存在弱正相关关系；17-OHP与妊娠天数存在弱负相关关系。胎盘类固醇激素合成过程或许能解释E3-16-G、17-OHP之间的弱正相关性结果。妊娠期间，E3-16-G主要来自胎儿肾上腺、胎儿肝脏联合胎盘产生的雌三醇分解代谢。孕酮或孕烯醇酮是雌激素合成的底物，两者可以互相转化[21]。孕烯醇酮在酶的催化下产生17-孕烯醇酮参与雄烯二酮、雌激素的合成，孕酮则主要转化为17-OHP参与皮质醇的合成。17-孕烯醇酮与17-OHP在特定条件下可以相互转化。E3-16-G、17-OHP这种弱正相关性或许与17-孕烯醇酮和17-OHP间的相互转化有关。17-OHP与妊娠天数存在弱负相关性，这种负相关关系主要发现于妊娠晚期临产后孕妇血浆中，可能提示足月临产者对17-OHP的低水平环境需求高于早产临产者，此观点还有待进一步研究证实。

本研究探索了母婴基线特征、血浆代谢物与足月分娩启动的关系。单因素Logistic回归分析结果表明，血浆中E3-16-G或17-OHP的单个指标变化不提示分娩启动的风险增加，E3-16-G/17-OHP是足月分娩启动的独立影响因素。血浆中E3-16-G/17-OHP比值增加可提示分娩启动风险增加。Coats等[11]对10名孕妇产检时采集的血样进行放射免疫分析测定，结果示孕妇血浆17-OHP浓度自妊娠32周开始显著增加；对1名孕妇妊娠晚期每周一次采集并测定其血浆中17-OHP水平，发现该名孕妇最后一次采样后5天进入自然分娩，自发分娩启动前4周内17-OHP呈现下降趋势。然而，不同的研究者对17-OHP与分娩启动的关系研究的结果不完全一致。Stelzer等[9]收集63名孕妇分娩前100 d内的连续血液标本(共177个)进行多组学分析，利用血标本采集时间的个体差异来描述采样日与分娩日的差异，结果示在分娩前30天内，孕妇血浆中17-OHP水平显著增加，呈上升趋势。

本研究还绘制了ROC曲线用于评估E3-16-G/17-OHP比值对足月分娩启动的预测价值。结果提示，E3-16-G/17-OHP比值对足月分娩启动具有一定临床预测价值。然而，本研究尚存在以下不足之处：首先，早产组样本量较少，仍需要进一步纳入更多的早产样本以探究E3-16-G/17-OHP比值与早产分娩启动的关联性；其次，本研究为病例对照研究，研究结果尚需要前瞻性研究进行验证；此外，血浆样品中E3-16-G、17-OHP在-80℃储存条件下的长期稳定性也需要进一步实验进行探究。

综上所述，本研究结果表明E3-16-G/17-OHP比值增加可能与足月分娩启动有关。E3-16-G/17-OHP比值对足月分娩启动具有临床诊断价值，或可作为预测足月分娩启动的生物标记物。