胎膜早破孕妇血清Caspase-1、IL-1β与IL-18的测定及意义

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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