羊水栓塞的发病机制与血清标志物研究进展

张杰生　苏放明

摘 要：羊水栓塞是一种罕见而危重的产科并发症，严重威胁母婴健康。羊水栓塞的临床过程极其复杂，临床表现多种多样，其病因及发病机制目前尚不十分明确，免疫反应可能是最重要的病理生理机制，过敏反应、炎症反应及补体反应等均参与其中。据此展开的羊水栓塞血清标志物研究对于预测、早期诊断及防治羊水栓塞具有重要的指导意义，但目前尚缺乏成熟的临床应用。

关键词：羊水栓塞；免疫反应；血清标志物

中图分类号：R714.4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2018.03.018

文章编号：1006-1959（2018）03-0056-05

Abstract：Amniotic fluid embolism is a rare and critically important obstetric complication that threatens the health of mothers and infants.The clinical process of amniotic fluid embolism is extremely complicated，the clinical manifestations are varied，its etiology and pathogenesis are not yet clear，immune response may be the most important pathophysiological mechanisms，allergic reactions， inflammatory reactions and complement reactions are involved.Therefore，the study on serum markers of amniotic fluid embolism has important guiding significance for the prediction，early diagnosis and prevention and treatment of amniotic fluid embolism.However， there is still no mature clinical application.

Key words：Amniotic fluid embolism；Immune response；Serum markers

羊水栓塞（amniotic fluid embolism，AFE）是最危重的产科并发症之一，具有发病率低、死亡率高、难以预测和防范、往往引起严重脏器损伤及后遗症、甚至致死的特点，一般发生在分娩时或产后，亦有发生于羊膜腔穿刺术中、清宫术中的报道。羊水栓塞因其灾难性的发病进程及结局，严重危害母儿的安全及生命，一直是世界各国孕产妇死亡的首要原因之一，因而也是产科学界研究的热点及难点。

1 发病率、病死率和死亡率

羊水栓塞发病率将近1/4万，病死率约20%～60%[1]。Benson最新的统计分析指出，有最佳证据支持的羊水栓塞病死率为20.4%[2]。Kramer MS等[3]通过分析估计美国的羊水栓塞发病率约3.22/10万，病死率约22.5%，加拿大羊水栓塞的发病率约2.5/10万，病死率 27%[4]。Fitzpatrick K等[5]通过英国产科监控系统得出该国羊水栓塞的发病率约1.7/10万，死亡率约0.3/10万。

我国有学者总结出：在全球，羊水栓塞的发病率大约为2～6/10万。羊水栓塞引起的产妇死亡率，在发达国家为0.5～1.7/10万，发展中国家为1.9～5.9/10万[6]。

Knight M[7]在一篇综述中指出：通过不用方法学估算的发病率有着明显的差异，最低的发病率是通过验证确诊病例估算出的（1.9～2.5/10万），而通过回顾性分析人口登记数据得出的发病率则明显偏高（5.5～6.1/10万）。

2 发病机制与病理生理

以往的“羊水机械性梗阻学说”已不被接受，近年来对于羊水栓塞发病机制的研究主要集中在免疫学机制方面。现在认为免疫学机制在羊水栓塞中扮演重要的角色。

2.1过敏反应及炎症反应 早期的研究认为，羊水栓塞是羊水中的胎兒抗原刺激产生一系列内源性免疫介质介导发生过敏反应，以及内源性炎症介质不恰当释放引起的全身炎症反应[8]。Mustari Farhana等[9]研究34例临床怀疑羊水栓塞的产后出血病例的子宫标本，发现了肥大细胞脱颗粒、大量炎性细胞浸润的证据，对子宫肌层的免疫组化研究显示，羊水及胎儿成分极可能是诱发产妇子宫局部免疫激活的原因。肥大细胞脱颗粒后释放组织胺、类胺、蛋白酶、细胞因子及其他介质，同时羊水中含有的大量的生物活性物质如白三烯、前列腺素、血栓素、缓激肽、组织因子，这些物质具有强烈的血管活性和促凝作用，以及强大的中性粒细胞、单核细胞和巨噬细胞趋化聚集作用，从而通过体液机制引起凝血障碍、血管通透性增加、肺血管收缩、全身和冠状动脉血管收缩，以及支气管痉挛，并趋化炎症细胞引起全身多处组织损伤[10]，从而引起一系列严重的病理生理变化和与过敏性休克相似的临床表现。

亦有学者认为，在羊水栓塞早期、短暂的肺动脉高压和血流动力学改变中内皮素-1可能起主要作用。内皮素具有强烈的的血管收缩和支气管收缩作用，在羊水栓塞的病例中，采用免疫组织学技术可以观察到羊膜鳞状上皮内内皮素-1的高表达，而在肺泡上皮、细支气管上皮、肺泡巨噬细胞和血管内皮中可见较弱的染色[11]。

Chen 等[12]通过采集孕妇的血样和羊水并应用流式细胞计数研究羊水对血小板及中性粒细胞聚集和激活的影响，发现羊水能诱导血小板-中性粒细胞聚集、血小板-P-选择素的高表达以及中性粒细胞激活。氧自由基的测定显示，羊水能诱导氧化爆发并刺激中性粒细胞产生氧自由基。从而引起凝血功能障碍以及炎症损伤。这些数据表明，严重的炎症反应可能是羊水栓塞发病机制的重要环节，为羊水栓塞的诊断和治疗打开了新的思路。

2.2补体反应 随着研究的进展，有学者指出，肥大细胞的脱颗粒可能不是一种主要机制，而羊水栓塞亦不是一种偶然出现的过敏反应或类过敏反应[13]，补体激活反应在羊水栓塞的机制中可能更为重要。Benson等[14]发现在正常分娩前产妇血清中出现短暂的补体激活峰值，并在分娩后不久恢复，但是羊水栓塞患者体内补体C3和C4水平显著低于正常产妇。Oi H[15]等在对125个羊水栓塞病例的研究中，死亡病例组和非死亡病例组间的C3和C4水平的变化无明显差异，但研究中60% 病例的C3和C4低于正常值。他们认为可能是补体激活导致的细胞脱颗粒，这种由补体激活释放的物质所产生的症状与过敏反应相似，两者很难区分。Fineschi 等[16]甚至认为补体激活可能发生在肥大细胞脱颗粒作用之前，并认为补体途径比过敏反应更可能作为羊水栓塞的发病机制。

最近Tamura等[17]的研究发现羊水栓塞患者血清C1酯酶抑制剂（C1INH）的活性明显降低，表现为补体系统、舒血管素-激肽系统以及凝血-纤溶系统的激活。他们发现羊水栓塞死亡病例的C1INH水平远低于25%。C1INH的降低与羊水栓塞的多种病例状态有关，如子宫收缩乏力、DIC、类过敏样反应等[18]。C1INH是C1酯酶最主要的抑制剂，此外还能抑制血浆激肽释放酶及XIIa、XIa因子。XII因子在接触带负电荷的物质表面时可被激活，除了激活凝血系统，还能同时激活补体系统和舒血管素-激肽系统，产生缓激肽。活化的XII因子本身可以灭活纤溶酶原激活抑制物，起到增强纤溶的作用，而缓激肽具有强烈的舒血管作用，并增强血管的通透性，从而导致子宫张力减弱[19]。据此研究结论，日本首次成功应用100单位的C1INH抢救一个DIC型的羊水栓塞患者[20]，在应用C1INH后子宫收缩迅速改善，出血明显减少。且在应用C1INH前未使用任何抗DIC药物，如纤维蛋白原、新鲜冰冻血浆或抗凝血酶。这从一定程度上佐证了C1INH中断羊水栓塞DIC进程的独立效应。

3 血清学标志物

3.1 Zn-CP1和STN抗原 Zn-CP1和STN抗原已被证实是胎粪中的特征性成分，在羊水栓塞时，母血中的Zn-CP1和STN抗原的量明显升高。有报导，Zn-CP1的血清值在羊水栓塞病例中比对照组高8～9倍[21]。TKH-2是抗羊颌下腺黏液性糖蛋白的单克隆抗体，与STN抗原特异性结合，因此利用TKH-2能检测母血中极低浓度的 STN抗原。在日本，血清Zn-CP1和STN抗原的测定已经被广泛用于羊水栓塞的辅助诊断标志物[22]。血清Zn-CP1、STN的水平在心肺衰竭型羊水栓塞中是升高的，然而在DIC型的羊水栓塞中并不是很敏感，但在子宫动脉中粘蛋白的阿尔新蓝染色以及代表胎粪成分的Zn-CP1免疫染往往是阳性的[23]。此外，肺组织中Zn-CP1免疫染色阳性亦被认为是提示羊水栓塞的重要病理学证据[24]。

3.2胰岛素样生长因子结合蛋白-1 胰岛素样生长因子结合蛋白-1（IGFBP-1）被认为是一种特定的羊水中的标志性蛋白质，通过试纸测量阴道中的GFBP-1已被广泛用于检测胎膜早破，而越来越多的学者推测羊水栓塞患者血中GFBP-1的浓度会有明显的升高。血清中高水平的胰岛素样生长因子结合蛋白-1近来被认为是羊水进入母体血循环的标志物，而且有可能用于肺组织学病理缺乏时的确诊依据[25]。

有学者总结出，血清IGFBP-1水平在羊水栓塞的临床症状发生时增加约4倍，因而很可能有助于羊水栓塞的早期、快速诊断[26]。Legrand、Rossignol等[27]的研究指出，羊水栓塞组血清中的IGFBP- 1水平显著高于非羊水栓塞组、产后出血组和正常妊娠组，且后三者的血清中的IGFBP- 1水平没有显著差异。这提示血清中的IGFBP-1可能是很有价值的羊水栓塞的诊断标志物。他们认为IGFBP- 1作为潜在的诊断羊水栓塞的标志物具有以下几个特点：①正常妊娠孕妇血清中的IGFBP- 1处于较低水平；②由于羊水中存在高浓度的IGFBP- 1，即使是少量的羊水进入母体血循环中亦能够被检测出来；③羊水中的IGFBP- 1水平从孕14 周开始直至分娩都处于一个相对稳定的水平，且与孕周无关；④与其他羊水中的蛋白质不同，IGFBP- 1的濃度主要依赖于蜕膜的分泌，而不是胎儿的分泌或清除。

3.3补体C3、C4 现已经证实在羊水栓塞发作时存在补体系统激活，且有可能是触发环节。补体激活虽然也发生在正常的分娩过程中，但是其补体水平减少的程度并不像在羊水栓塞发作时那样大[28]。Benson等在一个对8个羊水栓塞病例的研究中统计出，羊水栓塞患者血清C3、C4的平均水平分别为44.0 mg/dl、10.7 mg/dl，显著低于相对应的对照组1.3 mg/dL、29.4 mg/dL。而且，正常分娩后的C3、C4水平虽然处于正常水平，但较分娩时的C3、C4水平仍分别下降了8%和5%[29]。Fineschi等[30]在分析8个羊水栓塞死亡病例的研究中使用了免疫组化的方法，利用抗C3a抗体测出羊水栓塞组的补体C3a水平比对照组低了一半，表明羊水栓塞的病理生理反应中存在补体的激活。

据报道，血清C3和C4水平对于诊断羊水栓塞有88%～100%的敏感性，特异性甚至达到100%。如果临床表现和羊水检查怀疑羊水栓塞，那么血C3、C4的减少则高度支持羊水栓塞的诊断[31]。

3.4 C1酯酶抑制剂 C1酯酶抑制剂是血清中高度糖基化的一种蛋白质，又叫α2神经氨酸糖蛋白。C1INH不仅能够抑制C1酯酶的活性，也能够抑制XIIa、XIa因子和激肽释放酶的激活[32]，起到调控补体系统、舒血管素-激肽系统以及凝血-纤溶系统的作用。羊水栓塞死亡病例的C1INH水平远低于25%。C1INH的降低与羊水栓塞的多种病例状态有关，如子宫收缩乏力、DIC、类过敏样反应等[18]，因而C1INH可能是羊水栓塞病理生理过程的一个关键枢纽。

Tamura等[17]在最近的一個研究中测定了106例羊水栓塞患者的血清C1INH活性水平，并与对照组的88个非羊水栓塞患者进行对比，结果表明羊水栓塞组的C1INH活性水平显著低于对照组，且致死性的羊水栓塞的C1INH活性水平（22.5%±3.4%）显著低于非致死性的羊水栓塞的C1INH活性水平（32.0%±2.1%）。此外，与非妊娠状态相比，C1INH的活性在妊娠期和分娩期显著降低。其结果表明C1INH的活性水平与羊水栓塞的发病机理密切相关，该因子活性水平低的孕妇其羊水栓塞的发病风险可能增高，C1INH活性水平有可能作为判断羊水栓塞预后的指标。

3.5类胰蛋白酶 类胰蛋白酶（tryptase）是一种丝氨酸蛋白酶，是肥大细胞颗粒中主要的一种炎症介质，具有多种生物活性效应，已被证明有助于过敏反应的诊断[33]。

据统计，血清类胰蛋白酶水平在致死性的羊水栓塞病例中比对照组高出7～10倍[34]。Fineschi V等和Nishio等[30]测得的致死性羊水栓塞病例的血清类胰蛋白酶浓度分别是：47.2 ng/ml和 67.2 ng/ml。在Nishio等的研究对比了2例羊水栓塞和11例非羊水栓塞病例的血类胰蛋白酶浓度发现，除1例过敏性休克病例的血清类胰蛋白酶浓度（648 ng/ml）显著高于羊水栓塞组的外，其余10例病例的血清类胰蛋白酶浓度在3.4～9.8 ng/ml，显著低于羊水栓塞组。以上数据似乎佐证了羊水栓塞的病理生理机制中存在肥大细胞脱颗粒的过程，但是羊水栓塞组的病例数仅仅2例，显然不具有明确的统计学意义[35]。

然而在Benson等对9例怀疑羊水栓塞的女性和22例正常分娩女性的对比研究中，羊水栓塞组的血清类胰蛋白酶及尿组胺测量均为阴性，认为该系列的实验室数据并没有涉及羊水栓塞病理生理学上的肥大细胞脱粒（过敏反应）。有学者提出，致死性羊水栓塞病例的血清类胰蛋白酶轻度升高并不支持肥大细胞的脱颗粒过程在羊水栓塞的病理生理学中起关键作用[36]。因此，血清类胰蛋白酶能否作为羊水栓塞的血清还有待进一步的实验阐明。

3.6肿瘤标志物 糖基抗原125（CA125）、癌胚抗原（CEA）、鳞状上皮细胞癌抗原（SCC）、组织多肽特异性抗原（TPS）、前列腺特异性抗原（PSA），这些肿瘤标志物在临床上的应用已十分广泛，作为辅助肿瘤疾病的检验检查已被临床医生所熟悉，但是作为羊水栓塞的血清学标志物，在基础研究上尚有相当大的一片空白。

研究发现，上述4个肿瘤标志性抗原均存在于羊水中，且其浓度明显高于健康非妊娠母体血清中的浓度，可能是因为这些生物因子参与了胚胎、胎儿的发育、分化和成熟。其中，CA125在羊水中的浓度超过母体血清中的100倍；CEA在羊水中的水平达到母体血清水平的200倍以上；SCC为胎儿表皮细胞所释放，在羊水中的浓度更是超过母体血清水平的410倍；TPS在羊水中的水平最高达到母体血清水平的295倍。PSA在羊水中的水平从孕11周到孕22周呈现上升趋势，后趋于稳定，升高约20～40倍，在分娩时又下降[37]。也有研究指出，在正常孕妇中，妊娠显著影响了血清CA125、CEA等的水平，因此这些抗原在妊娠期并不能作为监控癌症的可靠指标[38]。总之，上述肿瘤标志物对于羊水栓塞的诊断意义及机制还有待进一步的研究来阐明。

4 总结

近年来产科界关于羊水栓塞的发病机制逐渐有了新的认识，陆续提出了炎症反应、过敏反应和补体反应等理论假说，补体激活在羊水栓塞的发病机制中越来越受重视。目前认为，羊水栓塞的发生主要是由羊水有形物质进入母体循环后，引起免疫反应、补体反应、肺栓塞及弥散性血管内凝血等，导致组织器官灌注不足，继而引起多脏器功能障碍及凝血障碍。

羊水栓塞的诊断目前强调的依然是临床诊断+排除诊断，尽管免疫学方面的研究如火如荼，但到目前为止仍没有可应用于临床的简便、快速、特异的诊断标志物。IGFBP-1、C1酯酶抑制因子、类胰蛋白酶、补体 C3、C4 等对羊水栓塞诊断的参考价值较大，是十分具有潜力的血清学诊断标志物。尽管许多指标目前都只能作为调查研究工具，缺乏对羊水栓塞诊断的特异性和敏感性，但这些研究为阐明羊水栓塞的发病机制和病理生理学奠定了良好的理论基础，也为羊水栓塞的诊断提供新的思路。

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收稿日期：2017-10-9；修回日期：2017-10-18

编辑/钱洪飞