细胞焦亡与稽留流产的相关性

肖文霞,王会芝,周广杰,栾艳秋

(北京市东城区第一妇幼保健院妇产科,北京 100007)

稽留流产是指胚胎或胎儿发育停止,超声检查提示空妊娠囊或胚胎(胎儿)没有胎心[1]。稽留流产的发生率大约为15%,稽留流产可给家庭带来经济及心理负担,尤其是复发患者,往往给孕妇带来焦虑、紧张、沮丧与不安等。因此,积极寻找稽留流产的发病原因,减少其发生,对于临床工作及社会发展具有重要意义。目前国内外学者主要从基因、子宫异常、内分泌与免疫异常、感染、营养与环境、心理及子宫内膜异位症等多种因素进行研究[2],然而稽留流产的确切病因尚未完全明确。本研究从细胞焦亡角度探讨稽留流产的病因及发病机制,为临床预防与治疗稽留流产提供理论依据。

1 资料与方法

1.1 研究对象

选取2017-05～2018-02之间本院门诊就诊的稽留流产妇女35例作为稽留流产组,另外选取同时期在本院门诊就诊的正常早孕要求人工流产妇女35例作为正常早孕组。两组妇女年龄均为20-42岁。稽留流产组年龄为(26.5±1.1)岁,正常早孕组年龄为(27.1±1.2)岁,两组年龄差异无统计学意义。孕周均为8-10周,稽留流产组孕周为(8.3±0.3)周,正常早孕组孕周为(8.6±0.5)周,两组孕周差异无统计学意义。两组孕妇均无妊娠合并症及内外科合并症,无宫内感染及其他临床发热征象。经超声检查证实稽留流产组宫内孕未见胎心,正常早孕组为宫内孕可见胎心。本研究由本院伦理委员会批准。

1.2 标本制备

①两组妇女均在完善术前化验时，抽取清晨空腹静脉血2-3 ml，室温下充分凝血，2 000 r/min离心10 min，分离血清，置于-80 ℃冰箱待测。②稽留流产妇女清宫后或早孕妇女人工流产后，取蜕膜组织0.5-1.0 g，以冷生理盐水漂洗至内含血块洗净，吸干，称重，置于-20 ℃冰箱备用。

1.3 实验步骤

①将已称重的蜕膜组织加9倍的生理盐水,倒入放置于冰块中的玻璃管内,匀浆,以3 000 r/min离心15 min,取上清液分装待测。②用ELISA法检测血清及蜕膜组织中caspase-1和IL-1β和IL-18的水平,测量的步骤严格按照说明书进行。

1.4 统计方法

2 结果

2.1 稽留流产与正常早孕妇女蜕膜中caspase-1、IL-1β和IL-18含量比较

与正常早孕组相比,稽留流产组蜕膜组织中caspase-1、IL-1β和IL-18均明显升高,两者差异均有统计意义(见表1)。

表1 两组妇女蜕膜中caspase-1、IL-1β和IL-18水平比较Table 1 Comparison of caspase-1,IL-1β and IL-18 in decidua between two

2.2 稽留流产与正常早孕妇女血清中caspase-1、IL-1β和IL-18含量比较

与正常早孕妇女相比,稽留流产妇女血清中caspase-1、IL-1β和IL-18均明显升高,两者差异均有统计意义(见表2)。

表2 两组妇女血清中caspase-1、IL-1β和IL-18测定结果Table 2 Result of caspase-1,IL-1β and IL-18 in serum of two

2.3 稽留流产妇女血清和蜕膜组织中caspase-1、IL-1β及IL-18相关性

稽留流产妇女血清和蜕膜中caspase-1呈正相关(r=0.422,P<0.01),IL-1β呈正相关(r=0.567,P<0.01),IL-18也呈正相关(r=0.376,P<0.01)。

3 讨论

3.1 细胞焦亡

细胞焦亡(pyroptosis)是一种程序性细胞坏死形式,也称细胞炎性坏死[3]。“细胞焦亡”最早由华盛顿大学学者Cookson等[4]在2001年首次提出。pyroptosis一词来源于希腊词根“pyro”,意思是“火”或“热”;“ptosis”,意味着“降落”,二者组合起来用以描述炎性程序性细胞死亡[5]。

细胞焦亡作为细胞死亡的一种形式,可被多种危险因素所触发。目前研究表明细胞焦亡可通过两种途径触发:经典途径及非经典途径[5]。经典途径可由炎性小体启动。炎性小体由识别分子、接头蛋白ASC(凋亡相关斑点样蛋白)及caspase-1(半胱氨酸蛋白酶-1)前体组成[6]。炎性小体是caspase-1的激活平台,当机体受到刺激时,可触发caspase-1前体自我催化切割,形成P10/P20四聚体,变成具有活性的caspase-1。激活的caspase-1可促进炎性细胞因子IL-1β(白介素-1β)和IL-18(白介素-18)从未成熟的前体形式转化成为活性形式;激活的caspase-1也能引起细胞焦亡[7]。

非经典途径是通过非炎性小体途径触发。在鼠类,激活的caspase-11可直接触发细胞焦亡。在人类caspase-4、caspase-5具有与鼠类caspase-11相同的功能[5]。caspase-11(人的caspase-4/5)不能切割IL-1β和IL-18前体而形成活性形式,但可以促进炎性小体的组装,从而激活caspase-1,间接诱导IL-1β和IL-18前体的成熟[8]。因此caspase-1激活是两种途径中的关键[9]。

最近研究表明:gasderminD(GSDMD)(消化道皮肤素D)是细胞焦亡的执行者。GSDMD可被caspase-1/11/4/5切割,形成31 kD的N末端(GSDMDNterm)和22 kD的C末端(GSDMDcterm)片段,N末端可锚定细胞膜上的脂质及其他成分,组装成弧形、裂隙形及环形的寡聚体,每个寡聚体都可形成穿透细胞膜的小孔[10],这些小孔直径大约10-16 nm,而成熟的IL-1β和IL-18分子直径大约为4 nm,这种孔的直径足以允许成熟的IL-1β和IL-18通过[11];这种孔可使阳离子特别是Ca2+内流,破坏了细胞的渗透压和电化学梯度,使水分内流,增加了细胞内的压力,导致细胞肿胀和溶解,引起细胞焦亡,随后细胞内的大量炎症介质包括尚未分泌到细胞外的活性IL-1β和IL-18释放到细胞外[12]。目前caspase-1、IL-1β和IL-18是常用的研究细胞焦亡的指标[13]。

3.2 细胞焦亡与稽留流产

本研究结果显示:与正常早孕组相比,稽留流产组蜕膜组织中caspase-1、IL-1β和IL-18均明显升高,差异均有统计学意义。这说明稽留流产妇女的蜕膜组织中存在着细胞焦亡,提示蜕膜细胞焦亡与稽留流产具有相关性。蜕膜具有多种功能:可以保护胚胎免受母体的免疫排斥;可在胎盘形成前给发育中的胚胎提供营养[14,15];可调节滋养细胞的侵入和胎盘形成,还具有生物合成和分泌功能。蜕膜可以分泌催乳素(PRL)和胰岛素生长因子样蛋白-1(IGFBP-1),在蜕膜-胎盘界面上,这两种蛋白可以刺激滋养细胞生长和侵入,可以防止免疫排斥,可以调节uNK细胞(子宫自然杀伤细胞)的生存以及促进血管生成。因此蜕膜在妊娠建立时及整个孕期都起到支持妊娠的作用[16]。因此本研究推测:稽留流产的发生是由于蜕膜细胞发生了细胞焦亡,蜕膜细胞死亡,不能给胚胎提供营养,不能保护胚胎免受母体排斥,不能促进滋养细胞的生长与侵入,也不能分泌激素促进胚胎发育及血管生成,因而导致胚胎失去蜕膜支持而死亡引起。本研究结果还显示:与正常早孕组相比,稽留流产组血清中caspase-1、IL-1β和IL-18均明显升高,差异均有统计意义,更进一步证明细胞焦亡与稽留流产具有相关性。

通过对稽留流产妇女蜕膜和血清中caspase-1、IL-1β和IL-18的相关性分析,发现蜕膜和血清中的caspase-1、IL-1β及IL-18均呈正相关。这说明蜕膜组织和血清中的细胞焦亡具有一致性。

总之,稽留流产是常见的妊娠并发症,对孕妇及家庭影响较大。近年来国内外对稽留流产研究颇多,并已证实稽留流产是多个因素引起并相互作用的结果。本研究证实细胞焦亡与稽留流产具有相关性,因此,深入研究细胞焦亡的发病机制,积极寻找级联反应中的靶点,从而抑制细胞焦亡,有望成为预防和治疗稽留流产的新途径。关于细胞焦亡与稽留流产的关系及分子机制仍待进一步深入研究。