HIF1α及脂质氧化应激标记物对早期妊娠结局的影响研究

［摘要］目的探究早孕期母体缺氧诱导因子1α（HIF1α）诱导的氧化损伤对早期妊娠结局的影响，并分析脂质氧化损伤标记物对氧磷酶1（PON1）和8异前列腺素F2α（8isoPGF2α）预测早期妊娠丢失的临床价值。方法选取2020年9月至2021年9月于青岛市市立医院妇产科就诊的早期妊娠孕妇61例为研究对象，其中早期先兆流产19例、胚胎停育20例、正常妊娠22例。收集孕妇基本信息，采集血样，通过酶联免疫法（ELISA）检测血清HIF1α、PON1和8isoPGF2α水平。采用受试者工作特征（ROC）曲线分析本实验中生物指标的灵敏度、特异度并计算曲线下面积（AUC）。结果先兆流产组和胚胎停育组HIF1α、8isoPGF2α水平均高于正常妊娠组，PON1水平均低于正常妊娠组，且胚胎停育组8isoPGF2α水平高于先兆流产组，差异有统计学意义（F值分别为16.21、20.65、21.46，P＜0.01）；Pearson相关性分析显示血清HIF1α和8isoPGF2α呈正相关性（r=0.357，P＜0.05），血清中PON1与HIF1α、8isoPGF2α均呈负相关性（r值分别为-0.420、-0.309，P＜0.05）；ROC曲线中HIF1α、PON1、8isoPGF2α及HIF1α和8isoPGF2α二者联合指标预测早期妊娠丢失的AUC分别为0.854、0.886、0.815、0.929，灵敏度分别为79.49%、74.36%、69.23%、84.62%，特异度分别为81.82%、95.45%、86.36%、95.45%。结论母体血清HIF1α、8isoPGF2α、PON1水平与早期妊娠结局有关，HIF1α和8isoPGF2α水平升高、PON1降低者易发生早期妊娠丢失。血清HIF1α和8isoPGF2α联合对早期妊娠丢失具有较高的临床预测价值。

［关键词］早期妊娠；妊娠丢失；脂质氧化应激；缺氧诱导因子1α；8异前列腺素F2α；对氧磷酶

Doi：10.3969/j.issn.1673-5293.2024.12.003

［中图分类号］R173［文献标识码］A" " "［文章编号］1673-5293（2024）12-0022-06

［Abstract］ Objective To explore the effects of oxidative damage induced by hypoxiainducible factor 1α （HIF1α） on early pregnancy outcomes and analyze the clinical value of lipid oxidative damage markers，paraoxonase1 （PON1） and 8isoprostaglandin F2α （8isoPGF2α），in predicting early pregnancy loss. Methods A total of 61 early pregnant who visited the department of obstetrics and gynecology at Qingdao Municipal Hospital from September 2020 to September 2021 were selected for the study.Among them，19 cases were early threatened abortion，20 cases embryo arrest，and 22 cases normal pregnancy.Basic maternal information was collected，and blood samples were obtained.Serum levels of HIF1α，PON1，and 8isoPGF2α were measured by enzymelinked immunosorbent assay （ELISA）.The sensitivity and specificity of these biomarkers were analyzed using the receiver operating characteristic （ROC） curve，and the area under the curve （AUC） was calculated. Results The levels of HIF1α and 8isoPGF2α were higher in the threatened abortion and embryonic arrest groups compared to the normal pregnancy group，while PON1 levels were lower in these groups，and the embryonic arrest group had higher 8isoPGF2α levels than the threatened abortion group，with statistically significant differences （F=16.21，20.65，and 21.46，respectively，P＜0.01）.Pearson correlation analysis indicated a positive correlation between serum HIF1α and 8isoPGF2α （r=0.357，P＜0.05），while PON1 was negatively correlated with both HIF1α and 8isoPGF2α （r=-0.420 and -0.309，respectively，P＜0.05）.The AUC values for predicting early pregnancy loss using HIF1α，PON1，8isoPGF2α，and the combined markers of HIF1α and 8isoPGF2α were 0.854，0.886，0.815，and 0.929，with corresponding sensitivities of 79.49%，74.36%，69.23% and 84.62%，and specificity of 81.82%，95.45%，86.36% and 95.45%，respectively. Conclusion Maternal serum levels of HIF1α，8isoPGF2α，and PON1 are associated with early pregnancy outcomes.Elevated HIF1α and 8isoPGF2α levels and reduced PON1 levels increase the risk of early pregnancy loss.The combination of serum HIF1α and 8isoPGF2α has high clinical predictive value for early pregnancy loss.

［Key words］ early pregnancy;pregnancy loss;lipid oxidative stress;hypoxiainducible factors 1α;8isoprostaglandin F2α;paraoxonase

早期妊娠丢失是指妊娠12周前有空孕囊或有胚胎，但无心管搏动的无法存活的宫内妊娠［1］，其发生率高达10%，是最常见的妊娠丢失形式。早期妊娠丢失的病因复杂，发病机制尚不明确。缺氧诱导因子1α（hypoxiainducible factors 1α，HIF1α）是一个具有基本螺旋环螺旋结构的核转录因子，可以在低氧环境中发挥作用，能够高特异性调控缺氧应答反应［2］。生理条件下细胞内的氧化——抗氧化系统处于动态平衡状态，而脂质氧化应激是活性氧（reactive oxygen species，ROS）引起不饱和脂肪酸发生的氧化损伤，可以产生一系列代谢产物，其中8异前列腺素F2α（8isoprostaglandin F2α，8isoPGF2α）是公认的一种特异性标记物。在脂质氧化损伤过程中，作为酶系因子的对氧磷酶1（paraoxonase1，PON1）具有调节胆固醇逆向转运，参与抗氧化反应等多种内皮细胞功能［3］。本研究以早孕期孕妇为研究对象，通过病例对照研究，探究HIF1α诱导的脂质氧化应激损伤参与早期妊娠丢失的可能发病机制，分析HIF1α、PON1和8isoPGF2α之间的关系，并进一步探讨HIF1α、PON1及8isoPGF2α预测早期妊娠丢失的临床价值。

1资料与方法

1.1研究对象

选取2020年9月至2021年9月于青岛市市立医院妇产科就诊的早期妊娠孕妇61例为研究对象，其中早期先兆流产19例、胚胎停育20例、正常妊娠22例。纳入标准：①经超声确诊为早期宫内妊娠，无复发性流产史，无胎儿畸形流产或分娩史；②平素月经规律，本次妊娠未服用保胎或激素类药物；③既往体健，无子宫内膜异位症，无生殖系统畸形，无家族遗传病史；④无甲状腺功能异常、糖尿病、肝病或心血管系统疾病等内科病史；⑤无吸烟、酗酒和吸毒等不良嗜好。本研究经本院医学伦理委员会批准（2019临审字第051号），且研究对象知情同意参与本项研究。

1.2研究方法

1.2.1一般资料采集

一般资料包括年龄、孕周、身高、体重、体质量指数（body mass index，BMI）、既往病史；超声指标包括胎芽、孕囊大小、顶臀长，并核实孕周。

1.2.2血样指标的检测

收集空腹静脉血5mL，避免试管震荡，静置30min，离心机3 000r/min，5min，取上清液置于灭菌的EP管内封存，于-80℃超低温冰箱中保存，集中检测。采用酶联免疫法（enzymelinked immunosorbent assay，ELISA）检测血清HIF1α、8isoPGF2α和PON1水平，试剂盒购自江苏晶美生物科技有限公司，操作严格按照试剂盒说明书进行。

1.3统计学方法

数据采用SPSS 23.0统计学软件分析。计数资料用例数（n）和百分比（%）表示。所有计量参数检验后皆符合正态分布，数据采用均数±标准差（x-±s）表示，组间比较采用单因素方差分析，组内两两比较采用LSDt检验法。采用Logistic回归分析建立联合预测模型。采用受试者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲线及曲线下面积（area under the curve，AUC）分析本实验中生物指标对妊娠丢失的预测价值，并计算灵敏度、特异度，各指标AUC之间的比较采用Delongs检验。P＜0.05认为差异具有统计学意义。

2结果

2.1一般资料比较

正常妊娠组、先兆流产组、胚胎停育组之间的年龄、BMI、孕周比较差异均无统计学意义（P＞0.05），见表1。

2.2血清HIF1α、PON1、8isoPGF2α水平的比较

先兆流产组和胚胎停育组HIF1α、8isoPGF2α水平均高于正常妊娠组，PON1水平均低于正常妊娠组，且胚胎停育组8isoPGF2α水平高于先兆流产组，差异有统计学意义（F值分别为16.21、20.65、21.46，P＜0.01），见表2。

2.3血清HIF1α、PON1、8isoPGF2α的相关性分析

Pearson相关性分析显示血清HIF1α和8isoPGF2α呈正相关性（r=0.357，P＜0.05），血清中PON1与HIF1α、8isoPGF2α均呈负相关性（r值分别为-0.420、-0.309，P＜0.05），见表3。

2.4生物指标的预测价值分析

ROC曲线中，各指标预测早期妊娠丢失的价值分析如下：HIF1α、PON1、8isoPGF2α及HIF1α和8isoPGF2α二者联合指标的AUC分别为0.854、0.886、0.815、0.929，灵敏度分别为79.49%、74.36%、69.23%、84.62%，特异度分别为81.82%、95.45%、86.36%、95.45%；HIF1α和8isoPGF2α联合指标的AUC高于单独指标，但Delongs检验显示差异均无统计学意义（P＞0.05），见图1和表4。

3讨论

3.1早期妊娠丢失

早期妊娠丢失也被称作胚胎停育流产或者自然流产，妊娠丢失中约80%发生在早孕期。妊娠作为特殊的生命周期，能量需求不仅限于孕妇本身，且包含胎儿生长所需，妊娠期的糖脂代谢因此发生适应性改变。但在缺氧状态下，母体发生的氧化应激损伤可以引起滋养细胞凋亡和功能障碍，导致胎盘血管挛缩、硬化狭窄及栓塞，进而对胚胎发育产生影响。有学者认为，复发性流产妇女蜕膜中的脂质过氧化物浓度升高［4］。HIF1α是诱导氧化应激的特异性因子，正常早孕期可与靶基因结合以抑制滋养细胞凋亡，协调滋养细胞对低氧环境的耐受力，促进胚胎正常发育。作为脂质氧化应激产物，8isoPGF2α可反映机体脂质氧化损伤致病的严重程度，且具有高度的稳定性、特异性和灵敏度，以及不受饮食影响等特性，目前已成为临床监测疾病的热点指标。PON1作为活性氧消除系统酶，在脂质氧化应激反应中具有重要作用［5］。鉴于脂质氧化应激损伤中各生物因子的作用，我们以早期妊娠作为时间界点，进行氧化应激标记物量化测定，尝试探讨HIF1α诱导的脂质氧化损伤对早期妊娠丢失的影响。

3.2 HIF1α诱导的氧化应激损伤对早期妊娠结局的影响

正常母胎血液循环刚建立时，氧浓度增加，胎盘处于氧化应激状态，同时抗氧化系统如对超氧化物趋化酶及谷胱甘肽过氧化物酶等活性升高，从而能够及时清除ROS，使滋养细胞免受氧化应激的损伤，避免妊娠相关疾病的发生。当滋养细胞受到损伤或功能障碍时，子宫螺旋动脉栓塞不全或螺旋动脉功能转化不完全，这种早期建立的病理血循环状态致使绒毛组织过早与母体血液循环进行信息接触，

这种过早接触的母胎信息沟通诱发的氧化应激（包括ROS的攻击）可造成胚胎氧化损伤，进而发生早期妊娠丢失［6］。

本研究采用ELISA法检测母体血清HIF1α水平，发现正常妊娠HIF1α水平低于先兆流产组且低于胚胎停育组，差异具有统计学意义。一定程度上推测，胚胎停育结局的早期妊娠孕妇发生的氧化应激程度高于其他两组。同时HIF1α也是一种参与组织缺氧和氧传感的核转录因子，低氧条件下的HIF1α被激活而大量表达，以增强机体的耐受力，此时也是母体为应对氧化损伤而做出的一种积极反映。血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）是血管形成过程中的重要调节因子，具有靶向性。研究发现稽留流产绒毛组织中HIF1α可以导致VEGF表达降低，造成胎盘血管形成障碍，母胎血液循环异常而引起早期妊娠丢失［7］。因此，本研究中不同的早期妊娠结局可能与HIF1α水平差异影响早期胎盘的血液循环建立有关。早期妊娠是母胎免疫对话强烈的时期，早期滋养细胞的调节性T细胞（regulatory T cells，Treg细胞）是一种具有免疫抑制作用的T淋巴细胞，持续表达以维持妊娠期免疫稳态，是预防母胎免疫排斥的关键。HIF1α与Treg细胞的主要调节因子叉头框蛋白P3结合后可以减弱Treg细胞的作用，过高水平的HIF1α可以使Treg细胞的功能缺失，胎儿暴露在较强的免疫排斥反应中，最终发生流产［89］。

3.3脂质氧化应激损伤标记物8isoPGF2α和PON1对早期妊娠结局的影响

在正常妊娠期，炎症细胞因子和抗炎细胞因子之间存在微妙的动态平衡。8isoPGF2α是非酶催化花生四烯酸裂解而产生的前列腺素异构体，结构和化学性质稳定，可以在体液中稳定存在，是目前公认的评价脂质氧化应激损伤的一个特异性标记物。当孕妇体内脂质受到ROS“攻击”时，生物膜磷脂中的多不饱和脂肪酸酯化形成8isoPGF2α的过程遭到破坏，细胞膜流动性与完整性受损，细胞结构异常和功能障碍增加了细胞的通透性，最终导致细胞衰老和死亡［10］。本研究发现，血清HIF1α和8isoPGF2α水平呈正相关性，而胚胎停育母体血清8isoPGF2α水平明显高于先兆流产组和正常妊娠组。有研究报道在早孕期发生脂质氧化损伤的孕妇，其外周血8isoPGF2α水平升高且随孕周持续升高，这与中孕期发生妊娠期糖尿病的风险明显相关［11］，可见外周血8isoPGF2α一定程度上可以反映脂质氧化损伤影响糖代谢异常并致病的过程。而且Turpin等［12］也发现孕妇的外周血8isoPGF2α水平升高与不良妊娠结局的严重程度相关。由此推测胚胎停育孕妇母体HIF1α诱导的氧化应激损伤中的脂质氧化损伤程度最重。作为HIF1α诱导的氧化应激经典通路之一，核因子κB（nuclear factor kappaB，NFκB）通路可以促进一系列炎症反应基因的转录，包括白介素等；在氧化应激过程中，NFκB通路被激活后，炎症反应加剧，同时8isoPGF2α也可间接影响白介素17水平，以诱导炎性损伤加重，导致妊娠丢失［13］。此外，8isoPGF2α亦具有选择性收缩血管的作用，可以影响氧化型低密度脂蛋白与血管内膜中巨噬细胞的清道夫受体识别和结合，促进巨噬源性泡沫细胞对血管壁的硬化作用，引起子宫螺旋动脉栓塞断流，同时选择性收缩胎盘形成过程中的血管系统，造成胎盘血供减少，以致胚胎缺血缺氧而丢失。因此，HIF1α诱导的氧化应激与8isoPGF2α反映的脂质氧化损伤具有协同作用，从本研究各组8isoPGF2α水平的差异性变化可以推测：8isoPGF2α诱导的脂质氧化损伤导致了不同的早期妊娠结局。

PON1是由肝细胞产生的一种锚定在高密度脂蛋白分子上的钙依赖性功能酶，PON1的抗氧化活性在PON家族中最强，对血管内皮损伤具有保护作用［14］。本研究结果显示，与正常妊娠相比，胚胎停育孕妇的血清PON1水平明显降低，而HIF1α水平却与PON1呈负相关性。PON1具有抗氧化作用，能促进高密度脂蛋白颗粒的抗炎活性，以减缓斑块的进展，对机体动脉粥样硬化发展具有延缓作用，以此来减轻冠脉病变。本研究中胚胎停育孕妇的HIF1α水平升高，潜在诱发的氧化损伤程度较重，此时PON1水平却明显降低，对血管内皮的保护作用减弱。由此，在高水平HIF1α和低水平PON1的相互作用下，支持胚胎发育的早期血管网建立受到ROS攻击，导致妊娠丢失的发生。此外，相关动物研究亦发现，敲除PON基因后的小鼠，其动脉血管内皮细胞损伤加重［15］。我们可以推测，早期妊娠HIF1α诱导的氧化损伤过程中，PON1水平一定程度上可以反映脂质氧化损伤的程度，并影响胚胎发育的结局。

3.4 HIF1α、8isoPGF2α和PON1预测早期妊娠丢失的临床意义

与对照组相比，胚胎停育孕妇血清HIF1α、PON1和8isoPGF2α水平存在差异性，为了实现临床指导意义，ROC曲线分析后发现：单一指标预测早期妊娠丢失的准确性虽然超过80%，但血清HIF1α联合8isoPGF2α的预测价值最高（高达0.929），一定程度上可反映早期妊娠丢失孕妇母体发生脂质氧化损伤的严重程度。进行各生物指标灵敏度和特异度的分析后发现，尽管Delongs检验显示无统计学差异，但HIF1α和8isoPGF2α指标联合预测早期妊娠丢失的灵敏性也达到了84.62%；且PON1单指标、HIF1α和8isoPGF2α联合指标预测的特异性更高，均达95.45%。相对来说，血清HIF1α和8isoPGF2α两项指标对早期妊娠丢失的预测可能具有较高的临床意义。

综上，在早期妊娠中，胎盘血液循环的正常建立是成功妊娠的关键，也是病理妊娠早期的触发点。早期妊娠丢失的影响因素复杂，发病机制尚需进一步探究，但氧化应激损伤对早期妊娠的影响不仅可以为临床提供诊疗思路，氧化应激生物标记物也可以作为预测因子指导临床评估妊娠结局。

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［专业责任编辑：王丽］

［中文编辑：郭乐倩；英文编辑：方柳］

［收稿日期］2023-12-21

［基金项目］青岛市卫健委基金项目（2020WJZD010）

［作者简介］闫迪（1994—），女，住院医师，主要从事病理妊娠发病机制及早期预测研究。

［通讯作者］胡海燕，副主任医师。