谭玉茹 综述 程蔚蔚审校
上海交通大学附属国际和平妇幼保健院( 20030)
人绒毛膜促性腺激素( hCG) 是由胎盘合体滋养细胞分泌的一种激素,血hCG 水平随着孕周的增加而变化。血hCG 测定常用于确定妊娠及妊娠相关疾病。早在1950 年有学者发现血hCG 水平变化可能与子痫前期( PE) 有关,随后大量基础研究和临床研究证实,血hCG 的变化与PE 密切相关,hCG 成为研究PE 的热点之一。利用hCG 与PE 之间的相关性,临床医生可通过测定血hCG 筛选PE 高风险患者,并提前采取防治措施,降低不良妊娠结局,提高母儿生存质量。
PE 指既往血压正常的女性在妊娠20 周后出现新发高血压,并伴蛋白尿和( 或) 终末器官功能障碍。PE 患病率占妊娠的4.6%,可导致10%~15%孕产妇死亡[1]。目前PE 确切病因不明,初产妇、多胎妊娠、高龄、PE 病史及家族史、慢性高血压病史、糖尿病、肥胖症等是发病的高危因素[2]。PE 的病理学变化是全身小血管痉挛。该病可使胎盘早剥、急性肾损伤、脑出血、肝衰竭或肝破裂、肺水肿、弥漫性血管内凝血、子痫以及HELLP 综合征[3-4]。胎儿宫内生长受限,围产儿病死率增高,故对母儿健康危害极大[5]。关于PE 的发病机制,目前国际上比较认可的是“胎盘浅着床”和“胎盘氧化应激及炎症反应”两阶段学说。
1958 年,Dixon 等[6]首先提出“子宫胎盘血管床发育生理现象”假说,认为正常妊娠10 周时绒毛外滋养细胞( EVT) 开始延螺旋小动脉逆行浸润,逐渐取代血管内皮,并使血管肌肉弹性层被纤维样物质替代,以致管腔扩大,阻力下降,血流量增加,这种浸润在妊娠20~22 周深达子宫肌层1/3,此现象称为血管重铸。“子宫胎盘血管床发育生理现象”这一假说经组织病理学证实: 正常妊娠时胎盘床的子宫蜕膜、子宫肌层及该部位的螺旋动脉均有滋养细胞浸润[7]。血管重铸这一过程是由滋养细胞完成的,在妊娠早期,滋养细胞处于低氧环境,只有增殖状态而无分化功能,此时没有浸润能力,随着EVT 与母血接触增加,滋养细胞周围氧分压增加,滋养细胞的浸润能力相应增加。在妊娠10 ~12 周,处于增值状态的滋养细胞浸润能力达到最高峰,并向EVT 转化,浸润能力加强,达到子宫螺旋动脉,形成子宫动脉重铸。血管生长因子( VEGF) 是一种主要由血管内皮细胞分泌的促血管生成因子,作为内皮细胞高效的有丝分裂原,可促进EVT 增殖分化,促进胎盘血管形成,增加血管通透性。胎盘生长因子( PIGF)是由胎盘合体滋养细胞和脐静脉内皮细胞共同合成,主要在胎盘中表达,是VEGF 家族成员之一,可促进滋养细胞增殖分化,与VEGF 起协同作用,可促进胎盘血管形成及血管重铸。彭梅等[8]通过对正常妊娠孕妇及PE 患者胎盘研究发现,滋养细胞浸润深度在底蜕膜中无差异,但滋养细胞浸润密度在重度PE 患者深层蜕膜中较正常对照组明显降低,同时还发现正常妊娠胎盘床子宫浅肌层有62.5%螺旋动脉管壁中有滋养细胞浸润,而重度PE 产妇中仅见27.5%滋养细胞浸润,滋养细胞浸润深度与密度与PE 病情呈负相关,提示PE 产妇胎盘床存在滋养细胞浅浸润。滋养细胞浸润过浅,子宫螺旋动脉肌层弹性血管壁无法被纤维素样物质替代,螺旋动脉不能转变为大的迂曲的血管通道,致子宫螺旋动脉重铸不足,重铸不足的子宫螺旋动脉仍较狭窄,血管阻力增大,导致胎盘血流灌注不足,使得胎盘缺血缺氧,孕妇全身小动脉痉挛,血压反射性升高,以此维持母体对子宫-胎盘大量的血液供应。大量研究发现PE 患者的子宫动脉血流阻力大于同孕周的健康孕妇[9-10],且子宫动脉血流阻力与PE 严重程度呈正相关,这与PE 的病理全身小血管痉挛是相符合的。灌注不足缺血缺氧的胎盘局部诱发血管内皮细胞损伤,从而释放大量炎症因子,形成炎症级联效应和过度炎症的发生,引起PE 的相关症状。
hCG 由α 和β 两个不同的亚基以非共价形式结合而成,α 亚基与卵泡刺激素( FSH) 、黄体生成素( LH) 、促甲状腺激素( TSH) 等有高度同源性,是很多蛋白类激素所共有的;而β 亚基则是hCG 所特有的。hCG 在受精后第7 天即可在孕妇血、尿中检测出,正常妊娠情况下,hCG 在妊娠前8 周快速增长,约1.7~2d 增长1 倍,至妊娠第8 ~10 周血清浓度达到最高峰,持续10d 后迅速下降,直到20 周左右达到相对稳定水平,妊娠中晚期血清浓度仅为峰值的10%,分娩后若无胎盘组织残留约在产后2 周内消失[11]。影响hCG 生成的主要因素有: 滋养细胞增生和胎盘绒毛处于低氧的环境,因此,胎盘功能不良和胎盘血流灌注不足、胎盘绒毛血管损害及组织缺氧均能使hCG 升高[12]。以往人们常认为hCG 是一种单一分子,近年来,随着对hCG 的深入研究,发现在其分泌、代谢过程中会发生断裂、解离等变化,从而在血液及尿液中有多种存在形式,其中具有独立生物学功能主要有3 种,即规则hCG、高糖基化hCG及高糖基化hCG 游离β 链[13]。无论正常妊娠或异常妊娠,体内规则hCG 占大部分。目前临床采用的hCG 定量检验大多是总hCG 分析,最常用的是针对β 链核心结构的抗体为标记抗体,测出的总hCG 即我们平常所谓β?hCG。根据不同的检测试剂和方法,可检验出的hCG 形式各不相同,所有实验室都能检验出规则hCG,但不一定能检测到hCG 其他形式。
2.2.1 规则hCG(R-hCG) R-hCG 主要由合体滋养层细胞分泌,具有生物活性。血清浓度由孕早期逐渐升高,至妊娠第10 周达到峰值,然后逐渐降低,降到峰值1/5 并维持至妊娠结束。孕早期主要生理作用是在妊娠第3 ~6 周取代垂体分泌的LH,刺激黄体酮分泌,以维持妊娠,直至完全被胎盘取代。在整个孕期主要与子宫螺旋动脉上的hCG 受体结合,促进子宫螺旋动脉形成。此外,还具有促进绒毛膜合胞滋养细胞融合。
2.2.2 高糖基化hCG(H-hCG) H-hCG 是近年来人们发现hCG 的又一存在形式,也被称为侵蚀性滋养细胞抗原( ITA) ,主要由细胞滋养层细胞分泌。HhCG 与R-hCG 蛋白骨架基本相同,区别在于H-hCG亚基上糖基比例显著增多,使得分子质量更大,分子结构更为复杂。H-hCG 在妊娠第3 周占血清总hCG 90%,至妊娠8 周时降至总hCG10%以下,从妊娠8周起一直维持在极低水平。其生物学作用主要是促进滋养细胞浸润及受精卵着床[14-15]。
2.2.3 高糖基化hCG 游离β 链 存在于所有恶性肿瘤癌细胞细胞膜内及恶性肿瘤组织切片中,可能与促进恶性肿瘤细胞侵袭性有关。多项研究发现,非妊娠滋养细胞肿瘤细胞可产生游离β 亚单位[16]。H-hCG 游离β 链可阻止肿瘤细胞凋亡,促进细胞生长和恶性转化,常作为肿瘤侵袭性的标志。
hCG 通过与子宫螺旋动脉的内皮细胞和平滑肌细胞的细胞膜上存在hGG 的功能性受体相结合,产生生物学效应:降低子宫动脉的血流阻力;促进胎盘新血管形成;经过环加氧酶通路调节子宫血管壁上血管舒张类物质的合成[17]。鉴于hCG 的生物学作用,临床测定hCG 水平可用于诊断早期妊娠、滋养细胞疾病并监测治疗和预后。此外还可预测不良妊娠结局,如早期异位妊娠、先兆流产、辅助生殖妊娠结局、胎儿宫内生长受限、胎膜早破、唐氏综合征、PE 等。
Smith 早在1934 年就发现在PE 患者血清中hCG 水平明显升高。20 世纪50 年代有学者发现在妊娠期高血压疾病孕妇血清中hCG 水平较同孕周正常妊娠孕妇明显升高。邹璐等[18]检测10~14 周单胎妊娠孕妇血清hCG 水平,PE 组血清hCG 水平为(50.61±0.34) U/ml,对照组hCG 水平为( 38.22±0.41) U/ml( P<0.05) 。郑琪珍等[19]对孕15 ~20 周孕妇血清进行检测,发现重度PE 组血清hCG 的MoM 值为1.7,正常对照组MoM 值为0.96( P=0.021) 。PE 患者血清hCG 升高现象引起研究者高度重视,认为孕妇血清中hCG 这种变化可能预示PE 发病风险增加。研究发现,PE 孕妇在胎盘娩出后多数症状能迅速缓解,而目前流行病学和实验数据支持胎盘在PE 的病理生理学中起关键作用,这些数据显示:胎盘组织是发生PE 所必须的因素,但胎儿不是;在胎盘娩出后,PE 总是可以治愈,因此提示PE 可能是胎盘相关性疾病[20-22]。而hCG 大多数是由胎盘滋养细胞合成的,血清hCG 的水平与胎盘功能及滋养细胞密切相关。根据上述PE 患者血清hCG 升高,且二者均与胎盘关系密切,目前已有研究者把动态检测血清hCG 水平与其他生化因子相结合预测PE 发病,根据检测孕周及联合的生化因子不同,对预测PE的敏感性及特异性有所差异[23]。
Keikkala 等[24]用巢式病例对照研究,检测孕8~13 周孕妇血清中H-hCG 浓度中位数及H-hCG 占总hCG 百分比,结果发现PE 组血清H-hCG 中位数及H-hCG 百分比均低于对照组,尤其是早发型PEH-hCG 百分比较对照组低( P <0.001) 。Keikkala等[25]检测孕14 ~17 周孕妇血清H-hCG 浓度及HhCG 占总hCG 百分比,发现PE 组孕妇血清H-hCG浓度及H-hCG 占总hCG 百分比随着孕周增加而下降( P<0.001) ,且PE 组H-hCG 浓度及H-hCG 百分比较对照组低。PE 患者血清H-hCG 较正常对照组降低,可能与胎盘滋养细胞浸润受损有关,目前已有研究者通过检测血清H-hCG 水平用于预测PE。
张燕等[26]通过对PE 患者及正常妊娠孕妇的胎盘研究发现,VEGF 阳性表达率正常对照组为86.7%、晚发型PE 组为61.4%、早发型PE 组为32.2%( P<0.05) 。目前已有很多研究者将VEGF 作为预测PE 的又一生化因子。Kumar 等[27]对早孕期妇女进行前瞻性队列研究,发现妊娠期高血压组患者PIGF 值为30.42±10.22pg/ml,对照组PIGF 值为37.31±13.28pg/ml( P<0.001) 。Keikkala 等[28]发现PE患者血清PIGF 较对照组低。根据这一研究发现,众多研究者将PIGF 作为预测PE 的生化因子。
根据上述,PE 患者血清H-hCG 降低、VEGF 及PIGF 表达水平下调,而R-hCG 水平升高。H-hCG、VEGF、PIGF 均与促进滋养细胞浸润有关,PE 患者血清中上述3 个因子降低,使滋养细胞浸润能力下降,从而使子宫螺旋动脉重铸障碍,胎盘浅着床,导致胎盘血流灌注不足,缺血缺氧的胎盘诱发内皮细胞损伤,释放大量炎症因子,形成炎症级联效应和过度炎症的发生,引起PE 的相关症状。关于PE 患者血清R-hCG 升高机制目前尚不明确。Esterman等[29]推测,PE 患者胎盘浅着床,组织灌注不足,为了维持妊娠,导致滋养细胞反应性增生,增生的滋养细胞迅速转化为合体滋养细胞,使R-hCG 生成增多。吴英等[30]研究发现PE 患者的胎盘中存在增生的合体滋养细胞,有学者认为胎盘的这种变化是引起R-hCG 增高的病理基础。孔德华等[31]认为PE 患者血清R-hCG 升高是机体的一种代偿机制,对机体有保护作用,胎盘滋养细胞生成增多,使hCG合成增多。
鉴于上述研究,PE 患者较正常妊娠孕妇血清RhCG 升高而H-hCG 降低。已有研究者根据PE 与血清hCG 这种相关性,将R-hCG 和H-hCG 水平变化用于PE 的预测,并取得了良好的效果,但目前PE 与血清hCG 这种相关性的机制尚不明确,需要进一步研究。PE 可引起严重不良妊娠结局。有研究发现服用低剂量阿司匹林可预防PE 发生;补钙可降低先前严重PE 孕妇的血压;最新研究发现,联合使用二甲双胍和艾美拉唑可作为预防和治疗PE 的药物[32-34]。上述各种药物主要以预防PE 为主,目前PE 尚无有效治疗措施,终止妊娠是唯一有效方法。