氧 化 應 激 與 自 然 流 產 關 系 的 研 究 進 展

郭若楠 王英蘭

[暨南大學第二臨床醫學院(深圳市人民醫院)產科，廣東省深圳市 518000，電子郵箱：390076779@qq.com]

【提要】 自然流產發生率逐年升高，多次自然流產可發展成為復發性流產，對育齡女性及其家庭造成極大的傷害，因此研究該病的病因顯得尤為重要。但自然流產的病因復雜，氧化應激作為其重要的發病機制之一近年來受到廣泛關注。本文就氧化應激與自然流產關系的研究進展進行綜述，以提高對自然流產的認識，為自然流產的治療提供參考。

自然流產是一種常見的不良妊娠結局，近年來受婚育年齡推遲、生活方式改變、環境污染加劇等因素影響，早期自然流產的發生率呈上升趨勢，約10%～15%的臨床妊娠會發生早期自然流產[1]。發生早期自然流產的原因很多，包括胚胎因素、母體因素、父親因素、環境因素等[2]，其中胚胎染色體異常是最常見的因素，約占50%[3]，且上述因素所致的自然流產中，均有某一個環節與氧化應激狀態有關。agód等[4]研究表明，氧化應激與自然流產的發生有關，流產婦女的胚胎組織中氧化/抗氧化失衡，處于氧化應激狀態中。氧化應激狀態可通過影響卵母細胞、孕囊著床、胚胎和胎盤發育、胎盤血管生成與血流分布等，成為自然流產的發病機制之一[5]。

1 氧化應激及其標志

氧化應激是指活性氧生成與抗氧化防御系統之間的不平衡狀態[6]。正常生理狀態下，體內存在著氧化/抗氧化平衡。物質在有氧代謝過程中，產生許多活性氧，包括超氧自由基、羥基和過氧化氫3種類型。活性氧作為特定的第二信使，在細胞的生長、分裂和凋亡中的調節中發揮重要作用。同時，機體也形成一套抗氧化防御系統，以清除不斷產生的活性氧，保護機體免受氧化損傷，維持氧化/抗氧化的動態平衡?？寡趸到y可分為酶抗氧化系統及非酶抗氧化系統兩類，前者常見的有超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶、過氧化氫酶等，后者主要包括麥角硫因、維生素C、維生素E、還原型谷胱甘肽及一些微量元素。在病理狀態下(如缺血、缺氧、炎癥等)，由于活性氧生成過多，或抗氧化物質含量減少和(或)活性降低，機體內氧化/抗氧化平衡狀態受到破壞，容易引發氧化應激[7]。

2 氧化應激與生理妊娠

滋養細胞的增殖、分化、凋亡及侵襲能力是妊娠成功的關鍵。妊娠早期，滋養細胞迅速分裂增殖，合體滋養細胞發育形成具有侵入性的絨毛外滋養細胞(extravillous trophoblast，EVT)。EVT迅速侵入子宮肌層，根據“雙波侵入”理論[8]，EVT初步侵入到子宮蛻膜層，并出現一個短暫停頓直到孕12周左右。第一波EVT侵入母體子宮螺旋動脈管腔時，滋養細胞聚集并堵塞螺旋動脈，限制了母體血液流入胎盤，故在妊娠12周之前，胎盤絨毛間隙實際上是處于低氧狀態，可使分化細胞在低氧環境中發育，免受活性氧激增的傷害，也可上調血管內皮生長因子及胎盤生長因子表達，有利于胎盤的發育。到妊娠早期末，這些滋養細胞形成的栓塞逐漸消失并伴隨著第二波EVT侵入，此時期EVT廣泛侵入子宮內膜及部分肌層，并有效擴張子宮螺旋動脈，母體血流流入絨毛間隙，建立母胎血液循環。故妊娠早期存在氧化應激，過早和過量的活性氧刺激均可能會導致妊娠失敗[9]。

3 氧化應激與自然流產的關系

不良生活習慣、衰老、內分泌疾病及免疫紊亂均可導致體內氧化/抗氧化失衡，從而損傷細胞DNA、脂質及蛋白質等體內大分子物質[10]，導致細胞功能喪失甚至死亡，最終導致多種生殖類疾病與病理妊娠的發生，如妊娠期糖尿病、子癇前期及自然流產等[11]。

3.1 氧化應激對卵母細胞質量的影響 研究發現，復發性流產可能與卵巢儲備功能降低有關，即有多次自然流產史婦女的卵母細胞質量可能較差[12]。卵母細胞發育過程中，卵母細胞周圍的微環境及卵泡液中活性氧和抗氧化物水平可直接影響卵母細胞的質量，以及胚胎植入和早期胚胎發育[13]。有研究表明，活性氧的過度升高可引起卵母細胞的減數分裂停滯，繼而導致細胞凋亡，對卵母細胞的成熟和后續胚胎發育造成負面影響，增加自然流產的發生率[14]。Perkins等[15]研究發現，卵母細胞減數分裂過程中，體內活性氧水平升高會導致姐妹染色單體之間的凝聚力過早地喪失，從而導致染色體分離錯誤，導致非整倍體的發生。而染色體數目異常是早期自然流產最常見的原因，占病因的50%～60%[16]。Tamura等[17]通過培養小鼠卵母細胞證實，過氧化氫對卵母細胞成熟有毒性作用，而褪黑素(氧自由基清除劑)可直接預防卵母細胞中的線粒體損傷，進而減少卵母細胞的DNA損傷，從而改善卵母細胞的質量。

3.2 氧化應激與胚胎發育的關系 生理妊娠的胎盤絨毛組織在妊娠初期可爆發氧化應激，絨毛間的氧分壓從8周時的低于20 mmHg迅速上升，到12周時高于50 mmHg[18]。徐又先等[19]通過比色法檢測正常早孕組與健康非孕組外周血氧化應激產物丙二醛含量發現，正常早孕組丙二醛含量高于健康非孕組，提示正常妊娠早期存在氧化應激。活性氧在生理濃度下可刺激細胞增殖分化，然而如果母體血流過早地到達絨毛間隙，則胎盤絨毛間的氧化應激會提前發生并損傷滋養細胞，可能導致早期胚胎丟失[20]。Ghneim等[21]通過測定健康孕婦與復發性流產患者的全血、血漿及胎盤組織中活性氧水平和抗氧化活性發現，健康孕婦體內的活性氧產生和抗氧化活性之間通常保持著平衡，維持妊娠進展，而復發性流產患者體內的氧化應激指數水平明顯升高，總抗氧化能力降低。有學者研究發現，流產患者體內超氧化物歧化酶和過氧化氫酶活性顯著低于健康孕婦[22]。有學者通過比較健康孕婦與自然流產孕婦血漿中的抗氧化參數發現，除超氧化物歧化酶外，自然流產孕婦的前列腺素E2及血漿銅均明顯低于健康孕婦組，提示非酶抗氧化系統功能低下也是導致自然流產的原因之一[23]。

活性氧已被證實是調控細胞生長、增殖、遷移和凋亡的重要第二信使[24]。文獻表明，絲裂原活化蛋白激酶途徑參與了氧化應激誘導人類滋養細胞的損傷[25]。研究發現，人滋養細胞在過氧化氫的誘導下，其亞家族c-Jun氨基末端激酶和p38激酶均磷酸化增加，提示c-Jun氨基末端激酶和p38激酶是氧化損傷誘導細胞凋亡的關鍵介質[26]。叉頭框轉錄因子O(forkhead box O,FoxO)3a作為FoxO家族的成員之一，是氧化應激中多個信號通路的交匯點，其活性受多種化學性修飾的調節，以生成p-FoxO3a的磷酸化修飾為主，在增殖、凋亡、自噬、炎癥、氧化應激中發揮著重要作用[25]。研究顯示，人EVT中活性氧增加的同時，FoxO3a轉錄活性增加，磷酸化FoxO3a減少，從而調控BNIP3，增強細胞自噬，誘導細胞凋亡，致使滋養細胞增殖侵襲能力不足而引起早期妊娠丟失[27]。

由上可知，在自然流產過程中活性氧過量表達及抗氧化系統功能低下，可誘導母胎界面脂質過氧化。過多的活性氧可能通過損傷細胞膜或蛋白質等，使蛻膜組織破壞、出血、脫落，從而引發流產[28]。同時，活性氧激活核因子和絲裂原活化蛋白激酶信號通路，上調內皮細胞中細胞間黏附分子1和淋巴細胞功能相關性抗原1的表達，導致蛻膜中淋巴細胞活化劑白細胞與內皮細胞的黏附和游走，母胎界面發生免疫失調，從而導致早期胚胎丟失[29-30]。然而目前氧化應激在早期胚胎的發育中的作用機制尚未完全闡明，需要更多的研究來證實活性氧在流產發生過程中的分子機制。

3.3 氧化應激對精子的影響 早期妊娠丟失的原因復雜，在排除女性致病因素后，亦需檢測男性致病因素。目前精液常規檢測也納入自然流產患者伴侶的初步篩查范圍，然而傳統的常規精子檢測指標存在局限性，不能全面地綜合評估男性的生育能力。精子DNA完整性的檢測不僅能評價精子的質量，也能對男性的生育能力有重要的預測價值。

近年來精子DNA的損傷與妊娠結局的關系成為研究熱點，DNA完整性受損的精子將影響受精和胚胎發育，導致自然流產、死產、輔助生殖技術失敗、子代遺傳缺陷的風險增加[31]。Robinson等[32]通過系統回顧及Meta分析發現，精子DNA損傷嚴重的人群其自然流產率明顯高于正常人群。精子DNA的損傷是多種內外因素共同作用的結果，如環境污染、不良生活習慣、放療和化療、內分泌異常等。有研究表明，活性氧是導致精子DNA損傷的重要原因[33]。精子質膜富含的多不飽和脂肪酸者更容易遭受氧化應激的損害，導致細胞膜中多不飽和脂肪酸氧化、蛋白激酶破壞以及細胞核DNA受損[34]。

4 小 結

氧化應激可通過降低卵母細胞的質量、損傷精子DNA的完整性及對胚胎發育的毒性作用導致自然流產。盡管有報告表明使用抗氧化劑補充劑有助于預防流產[35]，但目前對于補充抗氧化劑對降低自然流產發生率的作用及機制仍存在爭議。由于體內氧化/抗氧化系統分子多樣化，其含量及分布不盡相同，作用各異[36]，因而目前難以全面揭露其與自然流產相關的作用機制。因此，今后需要進一步研究，以期尋求新靶點，為自然流產的預防和治療提供新對策。