魏薇 王会芝 肖文霞 栾艳秋
【摘要】 目的:测定胎膜早破孕妇血清中Caspase-1、IL-1β与IL-18的水平,并分析其在胎膜早破发病中的意义。方法:用ELSIA法对35例胎膜早破孕妇和30例正常孕足月妇女血清中Caspase-1、IL-1β与IL-18进行测定。结果:与正常孕足月组相比,胎膜早破组血清中的Caspase-1、IL-1β与IL-18水平均明显高,差异有统计意义(P<0.05);胎膜早破妇女血清中Caspase-1与IL-1β呈正相关(P<0.01);也与IL-18呈正相关(P<0.01)。结论:Caspase-1、IL-1β与IL-18参与了胎膜早破的发病过程。
【关键词】 胎膜早破; Caspase-1; IL-1β; IL-18
doi:10.14033/j.cnki.cfmr.2019.05.005 文献标识码 A 文章编号 1674-6805(2019)05-00-03
Detection and Significance of Caspase-1,IL-1β and IL-18 in Serum of Pregnant Women with Premature Rupture of Membranes/WEI Wei,WANG Huizhi,XIAO Wenxia,et al.//Chinese and Foreign Medical Research,2019,17(5):-13
【Abstract】 Objective:To determine levels of maternal serum Caspase-1,IL-1β and IL-18 in patients with premature rupture of membranes(PROM) in order to analyze their significance in pathogenesis of PROM.Method:The levels of maternal serum Caspase-1,IL-1β and IL-18 of 35 patients with preterm premature rupture of membranes,30 term-pregnant women were detected by ELISA.Result:The levels of maternal serum Caspase-1,IL-1β and IL-18 of patients with preterm premature rupture of membranes were all higher than that of term-pregnant women(P<0.05).The levels of maternal serum Caspase-1 of patients with preterm premature rupture of membranes were positively correlated with IL-1β(P<0.01),so were Caspase-1 with IL-18(P<0.01).
Conclusion:Caspase-1,IL-1β and IL-18 all take part in the pathogenesis of premature rupture of membranes.
【Key words】 Premature rupture of membranes; Caspase-1; IL-1β; IL-18
First-authors address:The First Maternal and Child Health Hospital of Eastern District in Beijing,Beijing 100007,China
胎膜早破是指臨产前胎膜自然破裂。胎膜早破可引起绒毛膜羊膜炎、败血症、胎盘早剥和子宫内膜炎,也可引起早产、新生儿脑室出血、脑室周围白质软化、脑瘫等[1],对母儿威胁较大。因此,积极寻找胎膜早破的病因,减少胎膜早破的发生,对于减少母婴并发症,改善母儿围生期结局具有重要意义。目前有研究表明感染是胎膜早破发生的重要原因之一[2]。而人体对抗感染的重要机制是固有免疫,固有免疫是机体的第一道防线,可区分“自己”和“非自己”[3],可以对病原体感染做出反应[4]。Caspase-1(半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶)可在固有免疫中发挥重要作用,Caspase-1可切割IL-1β与IL-18前体,使其变成活性形式,并可启动一种炎性细胞死亡——细胞焦亡[5]。因此笔者推测Caspase-1、IL-1β与IL-18参与了胎膜早破的发病过程。本研究应用酶联免疫吸附法(ELISA)测定胎膜早破及对照组血清中Caspase-1、IL-1β与IL-18水平,研究Caspase-1、IL-1β与IL-18在胎膜早破中可能发生的作用。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取2016年10月-2018年1月笔者所在医院产科病房孕妇65例,分为两组:胎膜早破孕妇35例为胎膜早破组;正常孕足月妇女30例为正常孕足月组。病例组年龄20~44岁,平均(29.5±1.4)岁,孕周28~41周,平均(37.1±0.8)周;正常孕足月组年龄22~42岁,平均(28.4±1.3)岁,孕周37~41周,平均(39.1±0.3)周。两组均为单胎孕妇,无其他妊娠并发症及内外科合并症,无宫内感染及其他临床发热征象。胎膜早破诊断标准:临产前孕妇感觉阴道内有尿样液体流出;窥器打开时,可见液体自宫颈流出或后穹隆较多积液,并见到胎脂样物质;阴道液pH测定:pH≥6.5;阴道液涂片可见羊齿植物状结晶(8版《妇产科学》)。本研究由笔者所在医院伦理委员会批准。
1.2 方法
1.2.1 标本制备 一旦确诊为胎膜早破,收入院后即抽取静脉血2~3 ml,正常足月孕妇在入院引产或择期剖宫产前抽取静脉血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。
1.2.2 实验步骤 用ELISA试剂盒检测血清中Caspase-1、IL-1β与IL-18的水平,测量的步骤严格按照说明书进行。
1.3 统计学处理
所得数据采用SPSS 13.0处理,计量资料以(x±s)表示,检验方法采用方差齐性检验及t检验,P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 两组妇女血清中Caspase-1、IL-1β与IL-18含量比较
与正常孕足月组相比,胎膜早破组血清中的Caspase-1、IL-1β与IL-18均明显高,差异有统计意义(P<0.05),见表1。
2.2 胎膜早破妇女血清中Caspase-1与IL-1β、IL-18相关性
血清中Caspase-1与IL-1β呈正相关(r=0.378,P<0.01);Caspase-1与IL-18呈正相关(r=0.582,P<0.01)。
3 讨论
胎膜早破发生率在国外为5%~15%,在国内为2.7%~7%。胎膜由羊膜及绒毛膜组成。羊膜是胎膜的最重要结构,有两种细胞组成:表面的上皮细胞和下层的间质细胞。间质细胞可产生基质胶原(Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ型)以保持羊膜的完整性[6]。胎膜破裂可以由羊膜细胞死亡而引起;也可由组成细胞外基质的胶原蛋白降解,使细胞之间的连接破坏而引起,也可上述两种因素同时作用而引起。
Caspase-1又称IL-1β转化酶,是第一个在哺乳动物中发现的半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶[7],可以调节宿主抗菌、组织修复、肿瘤转移、代谢及膜的生物合成等[8]。Caspase-1以酶原的形式存在,并在炎性小体内被激活,炎性小体是一种胞浆内的大分子蛋白复合物,由识别分子、接头蛋白ASC(凋亡相关斑点样蛋白)及Caspase-1前体组成[9]。在病原相关分子模式(PAMPs)或危险相关分子模式(DAMPs)刺激下,炎性小体组装在一起[10],从而触发了Caspase-1前体自我催化切割,形成P10/P20四聚体,成为活性Caspase-1。激活的Caspase-1可激活炎性细胞因子IL-1β(白介素-1β)和IL-18(白介素-18)前体,使转化成为活性形式[11];激活的Caspase-1还可切割gasderminD(GSDMD)(消化道皮肤素D),使其形成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、裂隙形及環形的寡聚体,每个寡聚体都可形成穿透细胞膜的小孔[12]。小孔的形成破坏了细胞膜的完整性,可使阳离子特别是Ca2+内流,破坏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[13],引起一种程序性细胞死亡—细胞焦亡,随后细胞内的大量炎症介质包括活性IL-1β和IL-18分泌到细胞外;这些小孔直径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的通过[14],IL-1β和IL-18也可在细胞溶解前或无细胞溶解情况下分泌到细胞外[15]。因此细胞溶解、死亡和IL-1β和IL-18分泌是Caspase-1激活的下游事件。本研究结果显示:与对照组相比,胎膜早破组血清中Caspase-1明显升高,差异有统计学意义(P<0.05),说明Caspase-1参与了胎膜早破的发病过程。因此本研究推测Caspase-1在激活后,切割了gasderminD,形成了穿透细胞膜的小孔,导致了胎膜细胞肿胀和溶解,引起胎膜细胞焦亡,从而引起胎膜早破。
IL-1β属于IL-1细胞因子家族,是强有力的促炎因子。IL-1β前体在细胞内被Caspase-1激活形成成熟的活性形式,并依赖于gasderminD形成的小孔在细胞溶解前分泌到细胞外[15],或在gasderminD引起细胞溶解、细胞焦亡后大量分泌到细胞外。在分泌到细胞外后,活性IL-1β可与IL-1受体相结合以启动免疫反应,这对于保护机体免受病原体侵害及调节组织损伤后愈合非常重要[16];分泌到细胞外的活性IL-1β还可引起白细胞迁移和激活,有利于机体控制和最终清除细菌[17];IL-1β还可诱导细胞迁移和归位,并能激活下游蛋白激酶级联反应,引起炎性蛋白表达;还可增加淋巴细胞和嗜伊红细胞黏附和跨内皮迁移[18]。另外,IL-1β还可引起痛觉过敏和血管舒张,并可作为一种内源性热原质,引起发热或激活免疫细胞[14]。一些研究表明,IL-1β可诱导不同类型的基质金属蛋白酶(MMPs)表达增加[18],而MMPs可通过调节胎膜组织的细胞外基质蛋白代谢,从而降解细胞外基质胶原而引起胎膜破裂[19-20]。本研究结果显示:与正常孕足月组相比,胎膜早破组IL-1β水平明显高,说明IL-1β在胎膜早破过程中发挥了重要作用。
IL-18是另一种强有力促炎因子,与IL-1β同属于IL-1细胞因子家族。与IL-1β一样,IL-18也可被Caspase-1激活形成成熟的活性形式,在细胞溶解前通过gasderminD小孔或在细胞溶解后分泌到细胞外。在分泌到细胞外后,IL-18可促进Th1细胞、自然杀伤细胞(NK cell)和细胞毒性T细胞分泌干扰素-γ(IFN-γ)[7],而IFN-γ能诱导MMP-2的表达[21]。本研究结果显示:与正常孕足月组相比,胎膜早破组IL-18水平明显升高,说明IL-18在胎膜早破过程中也发挥了重要作用。因此本研究推测:Caspase-1可激活IL-1β和IL-18,而IL-1β和IL-18可诱导多种基质金属蛋白酶(MMPs)表达增加,从而降解胎膜细胞外基质,导致胎膜早破。
本研究還显示:胎膜早破妇女血清中Caspase-1与IL-1β呈正相关(r=0.378,P<0.01);也与IL-18呈正相关(r=0.582,P<0.01),说明Caspase-1可能通过IL-1β、IL-18发挥作用,从而在胎膜早破发病过程中发挥重要作用。
总之,胎膜孕妇血清中Caspase-1、IL-1β与IL-18水平均升高,说明Caspase-1、IL-1β与IL-18参与了胎膜早破的发病过程。Caspase-1、IL-1β与IL-18可作为新的预防与治疗靶点。因此,寻找Caspase-1、IL-1β与IL-18的拮抗剂,抑制其作用,截断其反应通路,有望成为预防与治疗胎膜早破的新途径。关于Caspase-1、IL-1β与IL-18与胎膜早破的关系有待于进一步深入研究。
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