妊娠期高血压患者肠道菌群分布及其与血清HtrA3、25(OH)D水平的关系

李文辉,崔丽茹,张慧然,田莹珺

(1.保定市第二医院产科,河北 保定 071000;2.保定市儿童医院新生儿科,河北 保定 071000;3.蠡县医院妇产科,河北 保定 071400;4.保定市第二医院检验科,河北 保定 071000)

妊娠期高血压(gestational hypertension)是孕中晚期常见的一种妊娠期并发症,主要表现为出现高血压、蛋白尿、水肿等临床症状,严重时会导致患者抽搐、昏厥,极易引发胎盘早剥、产后出血等危重症,严重威胁母婴生命健康[1]。目前,妊娠期高血压病因及发病机制尚未完全明晰,研究认为可能是内在遗传因素与外在环境因素之间的相互作用,导致胎盘缺氧缺血[2]。丝氨酸蛋白酶A(high-temperature-requirement A,HtrA)是一类具有热休克蛋白性质的分泌蛋白,目前已发现的4种HtrA同系物HtrA1、HtrA2、HtrA3、HtrA4在生理和病理过程中均发挥着重要作用[3]。其中,有研究发现,HtrA3在早期妊娠母体中高表达,推测其可能在胎盘形成、滋养细胞分化、侵袭及细胞间相互作用等过程发挥着重要作用[4]。25羟基维生素D[25(OH)D]主要功能是促进钙离子吸收和利用,在调节机体钙、磷代谢中具有重要作用,其作为孕期营养补充剂还调节机体免疫等功能。有研究表明,在妊娠期高血压患者中,其血清HtrA3水平明显升高,25(OH)D水平明显降低[5-6]。此外,有研究证实,肠道菌群产生的多种代谢物如氧化三甲胺(trimetlylamine oxide,TMAO)、短链脂肪酸(short-chain fatty acid,SCFAs)、皮质酮及硫化氢(hydrogen sulfide,H2S)等与高血压的发生密切相关[7]。然而目前有关妊娠期高血压患者肠道菌群与血清HtrA3、25(OH)D之间是否有关联的研究鲜有文献报道,因此,本研究检测了妊娠期高血压患者肠道菌群分布,分析其与血清HtrA3、25(OH)D的相关性,以期为临床治疗妊娠期高血压提供一定理论依据。

1 资料与方法

1.1 研究对象

选取2021年5月至2023年5月期间在本院就诊的106例妊娠期高血压患者作为研究组,选取同期体检健康的妊娠孕妇98例作为对照组。纳入标准:①符合《妊娠期高血压疾病诊治指南》中妊娠期高血压诊断标准[8];②单胎妊娠;③近1月内未服用过维生素类补剂;④临床资料完整。排除标准:①有糖尿病、肥胖、原发性高血压;②患其他妊娠疾病;③合并恶性肿瘤、甲状腺功能异常、脏器功能损害;④有认知障碍、精神等疾病,无法配合治疗者。本研究获得本院医学伦理委员会批准(编号:202103-1702),所有患者及家属均已知晓此项研究内容,并自愿签署知情同意书。

1.2 研究方法

1.2.1 16s rDNA测序检测肠道菌群

分别采集两组研究对象新鲜粪便约2.0g于无菌EP管中,-80℃保存待测。本研究采用第三代16s rDNA测序技术,基于Illumina Mi Seq2×300bp测序平台对肠道菌群进行检测,步骤主要有:粪便总DNA提取→细菌16s rDNA片段PCR扩增→PCR扩增产物检测→DNA测序分析,以上具体步骤参照祝江红等[9]的研究方法。其中细菌16s rDNA通用引物序列为27F:5′-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3′,1492R:5′-GGTTACCTTGTTACGACT-3′;PCR扩增反应程序为:预变性94℃ 5min,变性94℃ 1min,复性49℃ 1min,延伸72℃ 1min,30个循环后72℃延伸10min;DNA测序分析主要包括α-多样性分析及肠道菌群相对丰度比较。

1.2.2 ELISA检测血清HtrA3、25(OH)D水平

采集两组研究对象晨起空腹静脉血2mL,室温静置4h,待析出血清后,采用低温高速离心机(美国Thermo Scientific公司)于4℃,3 000r/min离心15min,收集上清,转至-20℃保存待测。采用酶联免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)检测试剂盒(上海赛默飞世尔有限公司)测定两组血清HtrA3、25(OH)D水平。采用AU2700型全自动生化分析仪(上海玉研科学仪器有限公司)进行生化分析。

1.3 统计学分析

2 结果

2.1 一般资料

研究组患者106例,年龄22～34岁,平均(24.27±4.13)岁;体质量指数(body mass index,BMI)(23.15±4.53)kg/m2;孕周24～36周,平均(28.32±1.76)周;妊娠次数0～2次,平均(1.07±0.26)次。对照组患者98例,年龄20～33岁,平均(23.79±3.35)岁;BMI(22.99±3.57)kg/m2;孕周24～36周,平均(28.43±1.54)周;妊娠次数0～2次,平均(1.12±0.42)次。两组一般资料差异无统计学意义(均P>0.05)。

2.2 两组肠道菌群α-多样性指数比较

与对照组相比,研究组Chao1指数、Ace指数、Shannon指数明显降低,Simpson指数明显升高(P<0.05),见表1。

表1 两组肠道菌群α-多样性指数比较 [M(P25,P75)]Table 1 Comparison of α-diversity indexes of intestinal flora of the pregnant women between the two groups [M (P25,P75)]

2.3 两组肠道菌群相对丰度比较

表2为两组门、属水平前10的差异菌群。门水平上,与对照组相比,研究组厚壁菌门、拟杆菌门、放线菌门菌群相对丰度明显降低,变形菌门相对丰度明显升高(均P<0.05);属水平上,乳杆菌属、双歧杆菌属、毛螺菌属、Rikenellaceae属、真杆菌属相对丰度明显降低,肠球菌属相对丰度明显升高(均P<0.05)。

表2 两组肠道菌群相对丰度比较Table 2 Comparison of relative abundance of intestinal flora of the pregnant women between between the two

2.4 两组血清HtrA3、25(OH)D水平比较

与对照组相比,研究组血清HtrA3水平明显升高,25(OH)D水平明显降低(P<0.05),见表3。

表3 两组孕妇血清HtrA3、25(OH)D水平比较Table 3 Comparison of serum HtrA3 and 25(OH)D levels of the pregnant women between the two groups

2.5 妊娠期高血压患者肠道菌群与血清HtrA3、25(OH)D水平的相关性分析

通过Pearson法分析妊娠期高血压患者肠道属水平差异菌群与血清HtrA3、25(OH)D水平之间的相关性,见表4。结果显示,乳杆菌属、双歧杆菌属、真杆菌属、毛螺菌属、Rikenellaceae属与血清HtrA3水平呈负相关,与25(OH)D水平呈正相关;肠球菌属与血清HtrA3水平呈正相关,与25(OH)D水平呈负相关(均P<0.05)。

表4 妊娠期高血压患者肠道菌群与血清HtrA3、25(OH)D水平的相关性分析Table 4 Correlation analysis of intestinal flora with serum HtrA3 and 25(OH)D levels in the patients with gestational hypertension

3 讨论

3.1 妊娠期高血压患者肠道菌群分布特征

肠道菌群与机体免疫、遗传、环境等因素之间会通过相互作用对机体产生影响,在一定程度上能反映人体的健康水平[10]。近年来随着相关研究的不断深入,已有大量研究发现肠道菌群与心血管疾病密切相关。其中,肠道菌群产生的TMAO、SCFAs、H2S等代谢物已被证实与妊娠孕妇高血压有关,提示妊娠孕妇发生高血压与肠道菌群有一定关系[7]。本研究通过16s rDNA测序对妊娠高血压患者与健康妊娠孕妇肠道菌群多样性及相对丰度进行了比较,其中α-多样性指数中,Chao1与Ace指数用于衡量菌群丰度即物种的数量,指数越大,表明物种多样性越高;Simpson及Shannon指数强调的是微生物群落多样性,其中Simpson指数越高说明该微生物群落多样性越低,Shannon指数越高则反映该微生物群落多样性越高[11-12]。本研究结果显示,妊娠高血压患者肠道菌群Chao1指数、Ace指数、Shannon指数明显降低,Simpson指数明显升高,提示妊娠高血压患者体内肠道菌群紊乱,因而影响了肠道微生物对机体血管通透性等功能的调节作用。进一步通过比较妊娠高血压患者与健康妊娠孕妇肠道菌群相对丰度发现,妊娠高血压患者肠道变形菌门、肠球菌属丰度明显升高,而分别隶属于厚壁菌、放线菌门的乳杆菌属、真杆菌属及双歧杆菌属相对丰度明显下降。研究表明,变形菌门包括多种病原微生物,如大肠杆菌、沙门氏菌、幽门杆菌等;肠球菌属属于链球菌,已被证实其与血管内、呼吸系统感染等疾病密切相关;而真杆菌属、乳杆菌属、双歧杆菌属在许多研究中发现其与预防心血管疾病发生密切相关,而毛螺菌和Rikenellaceae在代谢过程中会产生大量对机体炎症有抑制作用的SCFAs,对维护肠道环境具有积极作用[13-14]。因此,本研究结果进一步提示妊娠高血压会导致机体肠道菌群失调,使肠道有益菌减少,有害菌增加。

3.2 妊娠期高血压患者血清HtrA3、25(OH)D水平变化

HtrA3是一种与妊娠密切相关的丝氨酸蛋白酶,在妊娠期间,HtrA3会在蜕膜细胞、合胞体滋养层细胞及绒毛外滋养层细胞中广泛表达,其主要通过降解细胞外基质、调节蜕膜细胞微环境和抑制滋养层细胞增殖、分化、侵袭,从而影响胎儿发育[15]。有研究发现,HtrA3在妊娠晚期高血压患者血清中水平异常升高,且其水平高低与患者病情严重程度相关[16]。在本研究中,妊娠晚期高血压患者血清HtrA3水平明显升高,与前人研究结果一致。而25(OH)D是机体钙磷代谢的重要前体物质,尤其是妊娠期间,孕妇及胎儿发育对25(OH)D的需求量较大,额外给予妊娠孕妇适量25(OH)D,对母婴营养补充及对机体的免疫功能均具有积极作用[17]。近年来有研究发现,NF-κB因子通过相关途径会诱发血管性炎症,而25(OH)D具有抑制血管平滑肌细胞增殖作用,进而维持血压平衡,产生抗炎作用,在预防心血管疾病中发挥着关键作用[18-19]。本研究结果显示,在妊娠高血压患者血清中,25(OH)D水平明显降低,提示妊娠高血压会导致患者机体25(OH)D缺乏,可能对患者及胎儿健康产生影响。

3.3 妊娠期高血压患者肠道菌群分布与血清HtrA3、25(OH)D水平的相关性

进一步通过Pearson法分析妊娠期高血压患者肠道属水平差异菌群与血清HtrA3、25(OH)D水平之间的相关性,发现妊娠期高血压患者肠道有益菌属乳杆菌属、双歧杆菌属、真杆菌属、毛螺菌属、Rikenellaceae属与血清HtrA3水平呈负相关,与25(OH)D水平呈正相关;有害菌属肠球菌属与血清HtrA3水平呈正相关,与25(OH)D水平呈负相关。此结果提示妊娠期高血压对肠道菌群及相关血清HtrA3、25(OH)D水平均有明显影响。前人研究也表明,妊娠期间体内代谢变化会影响肠道菌群分布,而肠道菌群组成变化会影响所产代谢物水平发生变化,可能进一步通过肠道渗透-血液循环影响血清HtrA3、25(OH)D水平变化[20]。

综上所述,本研究结果发现,妊娠期高血压患者肠道有害菌丰度升高,有益菌丰度降低;血清HtrA3水平明显升高,25(OH)D水平明显降低,且血清HtrA3、25(OH)D水平与肠道菌群之间有明显的相关性,这为临床上预防和治疗妊娠期高血压提供了一定参考依据。后续将对妊娠期高血压患者肠道菌群代谢物与血清HtrA3、25(OH)D及其他相关指标是否具有相互作用及其作用机制进行深入研究。