抗血管生成因子与子痫前期

王盼盼（综述），孔 祥（审校）

（扬州大学医学院妇产科，江苏扬州 225001）

子痫前期是妊娠期特有的疾病，临床上以妊娠20周后新出现的高血压、蛋白尿为主要特征，发病率高达5%～7%，全世界每年有（5～7.5）万孕妇死于子痫前期/子痫的并发症。最近研究认为子痫前期与循环中血管生成因子的平衡失调有关，抗血管生成因子可溶性血管内皮生长因子受体1（soluble fmslike tyrosine kinase 1，sFlt1）、可溶性 Endoglin（soluble Endoglin，sEng）水平升高，而促血管生成因子胎盘生长因子（placenta growth factor，PLGF）和血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）水平下降。子痫前期曾一直被视为一种自限性疾病，胎盘娩出后产妇症状很快消退，几乎不留有长期的后遗症。然而，最近研究资料显示母体血管内皮细胞功能障碍可能持续至产后数年，有子痫前期病史的妇女将来发生心血管事件的风险增加。

1 胎盘的作用

成功的妊娠取决于良好的胎盘生长和发育，滋养细胞侵袭和子宫螺旋动脉重铸是胎盘形成过程中的重要环节。子痫前期的发病起源于胎盘的病理生理改变，子宫螺旋动脉重铸障碍是子痫前期发病的中心环节。滋养细胞浸润子宫螺旋动脉的能力下降，螺旋小动脉重铸的数量减少，重铸的深度仅限于蜕膜段，从而导致“胎盘浅着床”。子痫前期的胎盘存在着血流灌注不足和缺血缺氧，其组织学标志包括纤维素沉积、坏死、动脉粥样硬化、胎盘梗死和血管内皮损害［1］。来源于胎盘和子宫的多种血管生成因子在启动和调节螺旋动脉重铸过程中起关键作用。近来有学者提出促血管生成因子和抗血管生成因子之间的不平衡导致滋养细胞浸润不足，子宫螺旋动脉重铸障碍，而全身血管反应等病理生理表现则是胎盘再灌注损伤的继发反应。

2 抗血管生成因子与子痫前期的关系

2.1 sFlt1

2.1.1 sFlt1 的结构和生物学特征 VEGF及其受体是参与调控血管生成的因子，具有促使血管内皮有丝分裂并最终形成新生血管的作用，同时维持内皮细胞的存活。Flt1是VEGF的高亲和力受体，主要存在于合体细胞滋养层。PLGF是VEGF家族中的一员，53%蛋白质氨基酸组成与VEGF相同，生物活性也与VEGF相似。PLGF能特异性地与受体Flt1结合，且在体内、体外均能显著增强低浓度VEGF的生物学活性。sFlt1是VEGF受体Flt1的剪接变体，只有配体结合域，缺少胞质区和跨膜区。循环中的sFlt1可以通过其配体结合域与VEGF、PLGF结合，阻止后者与其内皮细胞上同源的Flt1结合，使VEGF、PLGF信号不能传到细胞内，导致血管生成障碍和内皮损伤。

2.1.2 sFlt1与子痫前期 研究已证实sFlt1在子痫前期患者胎盘及循环中表达和分泌增加，循环中sFlt1水平升高与VEGF、PLGF水平下降表现为一种抗血管生成状态，是内皮细胞功能紊乱的标志。循环中sFlt1的浓度与子痫前期的严重程度呈正相关［2］。Maynard 等［3］给孕鼠注射外源性 sFlt1，可诱导孕鼠出现蛋白尿、高血压、肾小球内皮增生等子痫前期样表现，病检见典型子痫前期的肾脏组织学表现。据报道，通过拮抗VEGF来治疗癌症患者也可能产生高血压、蛋白尿、内皮障碍等类似子痫前期的表现［4］。体外血管生成研究实验显示，给予外源性的VEGF/PLGF或抗sFlt1抗体能够逆转子痫前期的抗血管生成效应，因此推测VEGF/PLGF信号通路在子痫前期的发病机制中起关键作用，子痫前期患者出现全身血管内皮细胞损伤与循环中sFlt1的升高密切相关。

Maynard等［5］发现双胎妊娠发生子痫前期的风险比单胎妊娠增加2～3倍。Bdolah等［6］证实，在双胎妊娠中母体循环sFlt1水平和sFlt1/PLGF比值是单胎妊娠的2倍，双胎妊娠血清sFlt1水平的升高与增加的胎盘重量有关，而胎盘中sFlt1 mRNA没有变化。由此表明，双胎妊娠子痫前期风险率增加可能是胎盘重量增加所致，从而引起循环中sFlt1水平升高。另外一个导致子痫前期风险增加的因素是13-三体，因为sFlt1基因定位于13号染色体，增加的“基因效应”可能是孕有21-三体患儿的孕妇发生子痫前期的病因［7］。

最近研究发现胎盘产生的sFlt1几个亚型，sFlt1-14是其中的一个亚型，仅仅在人类和灵长类动物表达［8］，不同于sFlt1，sFlt1-14缺乏C端的31个氨基酸，包含内含子14所编码的独特的28个氨基酸序列。Sela等［8］鉴定出sFlt1-14是子痫前期孕妇胎盘产生的主要亚型。他们认为胎盘合胞体结是产生sFlt1-14的主要来源，这些结构在子痫前期胎盘中很明显，受缺氧诱导。

临床研究显示子痫前期孕妇子宫胎盘血流灌注下降，胎盘上缺氧诱导因子1α和缺氧诱导因子2α蛋白表达明显增加，而前者能调节VEGF、Flt1基因的转录。Nagamatsu等［9］研究发现，初级绒毛滋养细胞在低氧张力下培养会产生大量的sFlt1，证明sFlt1可以为缺氧所诱导。Makris等［10］证实子宫胎盘灌注不足所诱导的子痫前期动物模型中，胎盘以及外周血单核细胞sFlt1 mRNA表达明显升高，循环中sFlt1水平亦升高。其他引起sFlt1产生的途径包括血红素加氧酶的缺乏、遗传因素、氧化应激、炎症、血管紧张素Ⅰ型受体自身抗体、改变的NK细胞信号以及儿茶酚邻甲基转移酶缺陷。这些途径在人类子痫前期中确切的作用仍在研究中。

2.2 sEng

2.2.1 sEng 的结构和生物学特征 Endoglin（简写为Eng）又称为CD105，位于人类染色体9q34，是一种同型二聚体跨膜糖蛋白。Eng是转化生长因子（transforming growth factor，TGF） β1和 β3型受体复合体的成分之一，在新生血管内皮细胞及胎盘合体滋养细胞高表达，而在正常组织的内皮细胞弱表达或无表达。TGF-β 有三种异构体即 β1、β2、β3，与此相配的受体分为R1、R2和R3，Eng的基因结构与R3高度同源。Eng蛋白能与R1、R2形成异聚体复合物，作为TGF-β与信号复合物接触的调节因子而起作用。Eng在血管生成中是必需的，其功能与TGF-β及其受体密切相关。Eng基因突变可导致遗传性出血性毛细血管扩张症。最近发现Eng位于细胞膜穴样凹陷，能与内皮一氧化氮合酶联合调节血管紧张度［11］，这提示Eng不仅与心血管发生有关，而且与血管稳定有关。

sEng由Eng胞外区脱落而形成，无跨膜区和胞质区，保留了配体结合域和TGF-β1高亲和力结合的特性，是TGF-β1在循环中的可溶性受体。在循环中sEng和 TGF-β1结合形成 sEng-TGF-β1复合物，使TGF-β1由活性形式转为无活性形式，从而阻断TGF-β1促进内皮细胞增殖和血管形成的作用，认为sEng是抗血管形成因子。

2.2.2 可溶性 Eng与子痫前期 体外实验发现sEng可诱导血管通透性增加，血管收缩，与妊娠期高血压疾病患者水肿及高血压有关;注射重组sEng的孕鼠，出现典型的妊娠期高血压疾病症状及病理表现，包括高血压、蛋白尿、肾小球毛细血管内皮细胞增生和胎盘血管广泛损伤，均支持sEng参与妊娠期高血压疾病的发病。Venkatesha等［12］研究显示，sEng在子痫前期患者胎盘与血清中均明显升高，循环中sEng浓度与疾病的严重性呈正相关。血清sEng水平在轻度子痫前期组、重度子痫前期组及HELLP综合征组随病情严重而升高，分别是同期正常妊娠组的3、5、10 倍。

sEng在子痫前期发病机制中的作用尚未完全阐明。Arthur等［13］认为 sEng 通过抑制 TGF-β1与内皮细胞上Eng受体的正常结合，干扰内皮细胞的增殖和毛细血管的形成，增加毛细血管通透性。TGF-β1可通过触发Thr495脱磷酸化而激活内皮型一氧化氮合酶的舒血管作用，sEng能够通过抑制TGF-β1调节的内皮型一氧化氮合酶活性来调控血管紧张度;sEng能抑制 TGF-β1与 TGF-β Ⅱ型受体（TβRⅡ）结合和在内皮细胞的下游信号的转导。Gilbert等［14］通过减少孕鼠子宫动脉灌注压建立胎盘缺血导致孕鼠血压升高的模型，证实缺氧可以诱导孕鼠胎盘及循环中sEng表达增加，且增高的sEng与孕鼠高血压密切相关。体外绒毛移植培养［15］证实Eng在胎盘发育过程中，调节绒毛外滋养细胞的分化发育，抑制滋养细胞的生长和迁徙。这提示Eng、sEng不适当的上调可能导致滋养层浸润不足，子宫螺旋动脉重铸障碍，胎盘缺氧。而胎盘缺氧可能进一步上调Eng、sEng的表达，最终导致子痫前期的发生。

虽然过度表达的sFlt1在孕鼠能引起子痫前期样临床表现，但是经sFlt1处理的动物不会出现溶血、凝血异常等 HELLP综合征表现。Venkatesha等［12］给孕鼠同时注射sEng和sFlt1，导致了严重的子痫前期样症状，甚至诱发了弥散性血管内凝血、HELLP综合征等严重并发症;临床研究中亦发现子痫前期患者血清sEng水平升高同时伴随sFlt1升高，两者呈正相关［16］，说明体内sEng与sFlt1可能存在协同作用，通过不同机制诱导血管内皮功能障碍，参与子痫前期的病理生理过程。Sandrim等［17］最近提出sEng、sFlt1下游调节剂一氧化氮产物的减少可能是两者共同的发病机制。

3 诊断、筛选及可能的治疗方法

sFlt1血清水平在子痫前期临床症状出现前5～8周即升高［16］。重度或早发型子痫前期患者，sFlt1水平高于轻度或足月子痫前期孕妇。sEng母体循环水平的升高也是先于子痫前期发病前，变化类似于sFlt1。妊娠早期血清中及尿液中PLGF水平明显降低者随妊娠进展容易发展为子痫前期。循环中血管生成因子的失衡可能预示了临床发病，因此这些血管生成因子可作为识别子痫前期患者的筛选或诊断试验。中晚孕期联合测定血sEng、sFlt1及PLGF，计算（sEng+sFlt1）/PLGF比值可以预测早发型子痫前期的发病风险［16］。Stepan等［18］研究发现对中孕期子宫血流灌注异常的孕妇联合检测血清中sEng、sFlt1水平，对预测早发型子痫前期敏感度可高达100%，特异度达 93.3%。

恢复子痫前期中血管生成因子的平衡是治疗子痫前期可能的方法，Li等［19］用VEGF-A新型变异体（VEGF-121）治疗腺病毒载体构建的sFlt1过度表达的子痫前期孕鼠模型，试图逆转因高水平sFlt1引起的子痫前期样表型。他们证实sFlt1的过度表达诱发了伴有蛋白尿的高血压和肾小球硬化症，而给予鼠VEGF-121治疗能够缓解这些症状，而且能够逆转sFlt1诱导的VEGF基因表达的变化。研究者认为，VEGF121对子痫前期孕鼠模型是有益的，对胎儿无明显的损害，为治疗人类子痫前期提供了新的思路。其他治疗策略有抗血管生成因子的中和抗体，如他汀类药物，能够抑制抗血管生成因子的生成，目前正在研究阶段。

4 远期的心血管并发症

流行病学调查发现有子痫前期病史的妇女今后发生高血压、心血管和肾脏疾病的风险将增加，这些远期影响是子痫前期持续的内皮损害所致，还是这些妇女本身存在共同的血管危险因素的结果，目前仍然不清楚。肥胖的遗传素因、内皮功能紊乱、胰岛素抵抗共同增加了子痫前期患者将来发生心血管疾病和肾脏疾病的风险，而子痫前期是妊娠应激下遗传易感性的一个“早期警告”。

乳腺癌等实体肿瘤依赖于VEGF和其他血管生成因子促进新生血管形成、肿瘤的生长代谢和转移。因此有学者提出一种富有争议的理论，他们认为有子痫前期病史的患者体内残存的抗血管生成因子可以保护这些妇女避免患上乳腺癌等实体肿瘤。然而，子痫前期患者远期心血管并发症可能是由于体内抗血管生成状态所致。Yinon等［20］最近通过对患有子痫前期、胎儿宫内生长受限（不伴子痫前期）病史的妇女产后6～24个月血管功能的研究，发现早发型子痫前期和不伴子痫前期的胎儿宫内生长受限的妇女血管功能受损明显，将来发生心血管事件的风险高于晚发型子痫前期和正常妊娠者。

5 小结

子痫前期的发病机制目前仍不清楚。循环中血管生成因子的水平尤其是sFlt1、sEng、PLGF在子痫前期发病前几周即已改变，大量的研究证实这些变化与子痫前期的临床表现有关。临床上可通过联合检测这些与血管生成有关的生物标记来预测子痫前期的发病。恢复母体循环中血管生成因子之间的平衡，如应用VEGFA-121或抗sFlt1、sEng的中和抗体，为治疗子痫前期提供了一种新的思路。人类子痫前期中sFlt1、sEng产物确切的发病机制以及其在远期心血管并发症中的作用有待进一步阐明。

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