胎膜早破孕婦血清Caspase-1、IL-1β與IL-18的測定及意義

魏薇　王會芝　肖文霞　欒艷秋

【摘要】 目的：測定胎膜早破孕婦血清中Caspase-1、IL-1β與IL-18的水平，并分析其在胎膜早破發病中的意義。方法：用ELSIA法對35例胎膜早破孕婦和30例正常孕足月婦女血清中Caspase-1、IL-1β與IL-18進行測定。結果：與正常孕足月組相比，胎膜早破組血清中的Caspase-1、IL-1β與IL-18水平均明顯高，差異有統計意義（P<0.05）;胎膜早破婦女血清中Caspase-1與IL-1β呈正相關（P<0.01）;也與IL-18呈正相關（P<0.01）。結論：Caspase-1、IL-1β與IL-18參與了胎膜早破的發病過程。

【關鍵詞】 胎膜早破; Caspase-1; IL-1β; IL-18

doi：10.14033/j.cnki.cfmr.2019.05.005 文獻標識碼 A 文章編號 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

胎膜早破是指臨產前胎膜自然破裂。胎膜早破可引起絨毛膜羊膜炎、敗血癥、胎盤早剝和子宮內膜炎，也可引起早產、新生兒腦室出血、腦室周圍白質軟化、腦癱等[1]，對母兒威脅較大。因此，積極尋找胎膜早破的病因，減少胎膜早破的發生，對于減少母嬰并發癥，改善母兒圍生期結局具有重要意義。目前有研究表明感染是胎膜早破發生的重要原因之一[2]。而人體對抗感染的重要機制是固有免疫，固有免疫是機體的第一道防線，可區分“自己”和“非自己”[3]，可以對病原體感染做出反應[4]。Caspase-1（半胱氨酸天冬氨酸特異性蛋白酶）可在固有免疫中發揮重要作用，Caspase-1可切割IL-1β與IL-18前體，使其變成活性形式，并可啟動一種炎性細胞死亡——細胞焦亡[5]。因此筆者推測Caspase-1、IL-1β與IL-18參與了胎膜早破的發病過程。本研究應用酶聯免疫吸附法（ELISA）測定胎膜早破及對照組血清中Caspase-1、IL-1β與IL-18水平，研究Caspase-1、IL-1β與IL-18在胎膜早破中可能發生的作用。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2016年10月-2018年1月筆者所在醫院產科病房孕婦65例，分為兩組：胎膜早破孕婦35例為胎膜早破組;正常孕足月婦女30例為正常孕足月組。病例組年齡20～44歲，平均（29.5±1.4）歲，孕周28～41周，平均（37.1±0.8）周;正常孕足月組年齡22～42歲，平均（28.4±1.3）歲，孕周37～41周，平均（39.1±0.3）周。兩組均為單胎孕婦，無其他妊娠并發癥及內外科合并癥，無宮內感染及其他臨床發熱征象。胎膜早破診斷標準：臨產前孕婦感覺陰道內有尿樣液體流出;窺器打開時，可見液體自宮頸流出或后穹隆較多積液，并見到胎脂樣物質;陰道液pH測定：pH≥6.5;陰道液涂片可見羊齒植物狀結晶（8版《婦產科學》）。本研究由筆者所在醫院倫理委員會批準。

1.2 方法

1.2.1 標本制備 一旦確診為胎膜早破，收入院后即抽取靜脈血2～3 ml，正常足月孕婦在入院引產或擇期剖宮產前抽取靜脈血2～3 ml，室溫下充分凝血，2 000 r/min離心10 min，分離血清，置于-80 ℃冰箱待測。

1.2.2 實驗步驟 用ELISA試劑盒檢測血清中Caspase-1、IL-1β與IL-18的水平，測量的步驟嚴格按照說明書進行。

1.3 統計學處理

所得數據采用SPSS 13.0處理，計量資料以（x±s）表示，檢驗方法采用方差齊性檢驗及t檢驗，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組婦女血清中Caspase-1、IL-1β與IL-18含量比較

與正常孕足月組相比，胎膜早破組血清中的Caspase-1、IL-1β與IL-18均明顯高，差異有統計意義（P<0.05），見表1。

2.2 胎膜早破婦女血清中Caspase-1與IL-1β、IL-18相關性

血清中Caspase-1與IL-1β呈正相關（r=0.378，P<0.01）;Caspase-1與IL-18呈正相關（r=0.582，P<0.01）。

3 討論

胎膜早破發生率在國外為5%～15%，在國內為2.7%～7%。胎膜由羊膜及絨毛膜組成。羊膜是胎膜的最重要結構，有兩種細胞組成：表面的上皮細胞和下層的間質細胞。間質細胞可產生基質膠原（Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ型）以保持羊膜的完整性[6]。胎膜破裂可以由羊膜細胞死亡而引起;也可由組成細胞外基質的膠原蛋白降解，使細胞之間的連接破壞而引起，也可上述兩種因素同時作用而引起。

Caspase-1又稱IL-1β轉化酶，是第一個在哺乳動物中發現的半胱氨酸天冬氨酸特異性蛋白酶[7]，可以調節宿主抗菌、組織修復、腫瘤轉移、代謝及膜的生物合成等[8]。Caspase-1以酶原的形式存在，并在炎性小體內被激活，炎性小體是一種胞漿內的大分子蛋白復合物，由識別分子、接頭蛋白ASC（凋亡相關斑點樣蛋白）及Caspase-1前體組成[9]。在病原相關分子模式（PAMPs）或危險相關分子模式（DAMPs）刺激下，炎性小體組裝在一起[10]，從而觸發了Caspase-1前體自我催化切割，形成P10/P20四聚體，成為活性Caspase-1。激活的Caspase-1可激活炎性細胞因子IL-1β（白介素-1β）和IL-18（白介素-18）前體，使轉化成為活性形式[11];激活的Caspase-1還可切割gasderminD（GSDMD）（消化道皮膚素D），使其形成31 KD的N末端（GSDMDNterm）和22 KD的C末端（GSDMDcterm）片段，N末端可錨定細胞膜上的脂質及其他成分，組裝成弧形、裂隙形及環形的寡聚體，每個寡聚體都可形成穿透細胞膜的小孔[12]。小孔的形成破壞了細胞膜的完整性，可使陽離子特別是Ca2+內流，破壞細胞的滲透壓和電化學梯度，使水分內流，增加了細胞內的壓力，導致細胞腫脹和溶解[13]，引起一種程序性細胞死亡—細胞焦亡，隨后細胞內的大量炎癥介質包括活性IL-1β和IL-18分泌到細胞外;這些小孔直徑10～16 nm，而成熟的IL-1β和IL-18分子直徑大約為4 nm，這種孔的直徑足以允許成熟的IL-1β和IL-18的通過[14]，IL-1β和IL-18也可在細胞溶解前或無細胞溶解情況下分泌到細胞外[15]。因此細胞溶解、死亡和IL-1β和IL-18分泌是Caspase-1激活的下游事件。本研究結果顯示：與對照組相比，胎膜早破組血清中Caspase-1明顯升高，差異有統計學意義（P<0.05），說明Caspase-1參與了胎膜早破的發病過程。因此本研究推測Caspase-1在激活后，切割了gasderminD，形成了穿透細胞膜的小孔，導致了胎膜細胞腫脹和溶解，引起胎膜細胞焦亡，從而引起胎膜早破。

IL-1β屬于IL-1細胞因子家族，是強有力的促炎因子。IL-1β前體在細胞內被Caspase-1激活形成成熟的活性形式，并依賴于gasderminD形成的小孔在細胞溶解前分泌到細胞外[15]，或在gasderminD引起細胞溶解、細胞焦亡后大量分泌到細胞外。在分泌到細胞外后，活性IL-1β可與IL-1受體相結合以啟動免疫反應，這對于保護機體免受病原體侵害及調節組織損傷后愈合非常重要[16];分泌到細胞外的活性IL-1β還可引起白細胞遷移和激活，有利于機體控制和最終清除細菌[17];IL-1β還可誘導細胞遷移和歸位，并能激活下游蛋白激酶級聯反應，引起炎性蛋白表達;還可增加淋巴細胞和嗜伊紅細胞黏附和跨內皮遷移[18]。另外，IL-1β還可引起痛覺過敏和血管舒張，并可作為一種內源性熱原質，引起發熱或激活免疫細胞[14]。一些研究表明，IL-1β可誘導不同類型的基質金屬蛋白酶（MMPs）表達增加[18]，而MMPs可通過調節胎膜組織的細胞外基質蛋白代謝，從而降解細胞外基質膠原而引起胎膜破裂[19-20]。本研究結果顯示：與正常孕足月組相比，胎膜早破組IL-1β水平明顯高，說明IL-1β在胎膜早破過程中發揮了重要作用。

IL-18是另一種強有力促炎因子，與IL-1β同屬于IL-1細胞因子家族。與IL-1β一樣，IL-18也可被Caspase-1激活形成成熟的活性形式，在細胞溶解前通過gasderminD小孔或在細胞溶解后分泌到細胞外。在分泌到細胞外后，IL-18可促進Th1細胞、自然殺傷細胞（NK cell）和細胞毒性T細胞分泌干擾素-γ（IFN-γ）[7]，而IFN-γ能誘導MMP-2的表達[21]。本研究結果顯示：與正常孕足月組相比，胎膜早破組IL-18水平明顯升高，說明IL-18在胎膜早破過程中也發揮了重要作用。因此本研究推測：Caspase-1可激活IL-1β和IL-18，而IL-1β和IL-18可誘導多種基質金屬蛋白酶（MMPs）表達增加，從而降解胎膜細胞外基質，導致胎膜早破。

本研究還顯示：胎膜早破婦女血清中Caspase-1與IL-1β呈正相關（r=0.378，P<0.01）;也與IL-18呈正相關（r=0.582，P<0.01），說明Caspase-1可能通過IL-1β、IL-18發揮作用，從而在胎膜早破發病過程中發揮重要作用。

總之，胎膜孕婦血清中Caspase-1、IL-1β與IL-18水平均升高，說明Caspase-1、IL-1β與IL-18參與了胎膜早破的發病過程。Caspase-1、IL-1β與IL-18可作為新的預防與治療靶點。因此，尋找Caspase-1、IL-1β與IL-18的拮抗劑，抑制其作用，截斷其反應通路，有望成為預防與治療胎膜早破的新途徑。關于Caspase-1、IL-1β與IL-18與胎膜早破的關系有待于進一步深入研究。

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