鈣網蛋白與妊娠相關疾病的研究進展

雷康卿 孫曉彤

1.甘肅中醫藥大學第一臨床醫學院(730030)；2.甘肅省人民醫院

鈣網蛋白也被稱為粒蛋白A/B、囊性纖維化抗原、骨髓組織細胞抗原等，存在于各種免疫細胞群如中性粒細胞、單核細胞和巨噬細胞的胞漿中，并有學者檢測出其在未成熟巨噬細胞的細胞表面表達[1]。當中性粒細胞被激活或單核細胞內皮被粘附后，鈣網蛋白被釋放到間質組織和血液循環中，從而對感染因子、組織細胞和其他細胞正常狀態起到促炎癥反應，具體來說，它增強了干擾素啟動單核細胞對白介素IL-1β的分泌，并與促炎血清細胞因子干擾素IFN-γ、C反應蛋白(CRP)、IL-6、腫瘤壞死因子-β和IL-17a水平升高有關[2]。

鈣網蛋白與急慢性炎癥和其他疾病都有不同程度的關系[3]。Liosi等[4]評估了足月新生兒臍血中鈣網蛋白含量，認為臍血鈣網蛋白水平能反映中性粒細胞的過度激活或凋亡。另有研究發現，患有高血壓疾病的孕婦血漿及胎盤中鈣網蛋白表達均升高[5]，故認為鈣網蛋白可能是妊娠高血壓疾病的一個潛在的免疫炎性反應標記。因此，通過文獻檢索，評估現有的臨床和實驗數據探究鈣網蛋白在妊娠疾病中的作用，可以更好地定義兩者間的聯系。

1 妊娠期高血壓疾病

子癇前期被認為是母體對妊娠的一種過度性炎癥反應，并為此做了很多探索，有學者用“內毒素刺激法”成功建立了子癇前期動物模型[6]，且證實抗炎有效。國內外應用抗炎藥物干預子癇前期的研究[7]均表明早期應用小劑量阿司匹林可降低高危婦女子癇前期的發生率。

有學者提出，S100A12作為鈣網蛋白之一，在正常及子癇前期孕婦外周血及胎盤組織中均有表達，但在輕、重度子癇前期組高表達，進一步研究發現，子癇前期孕婦血清可抑制滋養細胞增殖，促進滋養細胞凋亡，而糖基化終產物受體蛋白(RAGE蛋白)在子癇前期孕婦血清干預的滋養細胞中也呈相應的高表達，提示S100A12 可能參與了子癇前期的發病過程，子癇前期孕婦胎盤組織局部分泌并釋放S100A12是其重要來源[8]。S100A12 正常表達于中性粒細胞，同時在淋巴細胞、單核細胞中有低表達。正常妊娠時，孕婦自身分泌少量S100A12 蛋白，促進多種炎性介質的釋放，從而引發全身性炎癥反應，并在一定水平上維持“炎癥-抗炎”系統的平衡。當這種平衡被打破時，過多的炎癥因子可引起免疫細胞分泌包括S100A12 在內的促炎因子，形成一個反饋環路，S100A12 的作用被放大，加重了靶器官的損傷，形成了子癇前期狀態下的病理改變。

S100A 12作為一種炎癥相關蛋白，由炎癥細胞誘導后，通過與toll-4結合或RAGE蛋白表達，誘導單核細胞活化，使包括磷脂酶C、蛋白激酶C激活，進一步使得Ca2+流出,鈣調蛋白激酶Ⅱ、絲裂原蛋白激酶等信號通路的開放，最終使NF-KB進入細胞核，促進炎癥及腫瘤的發生[9]。RAGE 是一種多配體的膜受體，與配體結合后可啟動多條信號通路，引起細胞內氧化應激和炎癥反應等，導致細胞功能紊亂[10]。同時，NF-KB也可作為RAGE基因的核轉錄因子，負反饋于RAGE基因的表達，反饋調節循環使信號級聯反應持續發生。Germanova等[11]報道，重度子癇前期患者血清可溶性晚期糖基化終產物受體(sRAGE)水平在妊娠 20 周前就已升高，故 sRAGE 有可能成為預測子癇前期發生的新的生物學標記。

S100B也是鈣網蛋白的一種，主要由星形膠質細胞產生和釋放[12]。其血清濃度在中樞神經系統病變中升高，如缺血性腦損傷、創傷和中風[13]。有研究比較了輕度、重度子癇前期和正常血壓女性的血清S100B水平，提示其發生在嚴重的子癇前期，獨立于子癇的進展[14]。同樣，有學者發現重度子癇前期組血清S100B水平高于正常子癇前期組,血清S100B較高的重度子癇前期婦女出現中樞神經系統癥狀和發展為HELLP綜合征的風險增加[15]。有研究提出S100-B水平的升高也會使子癇前期的風險增加[16]。Petzolt等[17]提出，S100B水平可在神經癥狀或體征出現之前就已升高，就子癇前期而言，S100-B在子癇發作前的升高可作為早期血腦屏障缺陷的證據。重度子癇前期組均給予硫酸鎂治療，有學者通過實驗得出低灌注引起的S100B水平升高，以及隨后的組織損傷，在硫酸鎂治療開始后可能會減少，但因樣本量限制，此觀點還需要進一步研究證實[18]。

尿酸本身作為損傷模式相關分子，可促進炎癥反應，另一方面，它可以觸發細胞內氧化還原信號轉導途徑，使細胞易于受到氧化應激損傷。有研究提出，細胞損傷后可釋放損傷模式相關分子如高遷移率族蛋白 B1(HMGB1)，其中包括S100A12在內的鈣結合蛋白家族S100蛋白，且重度子癇前期患者S100A12與尿酸水平呈正相關，表明尿酸可以與 S100A12 相互促進或協同參與了重度子癇前期機體損傷的發生[19]。

2 妊娠期心臟病

Saito等[20]提出“S100A12可作為心血管疾病標記物之一”的猜想，并通過相關實驗數據證實血清S100A12與CRP水平呈正相關。他在實驗中指出，針對于心血管疾病患者，其白細胞計數、血小板計數及CRP指證均與S100A 12血清學水平有正相關意義，而紅細胞計數則與之呈負相關。

有學者認為，S100A12血清學水平與心力衰竭、血管性心肌缺血等相關[21]。Cox等[22]則在前輩實驗研究的基礎上，分析出S100A 12血清學水平與心力衰竭、心肌缺血等相關心血管疾病有積極性關系。有一臨床觀察性研究提出，高濃度S100A12會使心血管死亡率增加[23]。且在一組多中心研究發現S100A12的mRNA水平在外周血細胞中的濃度是判定阻塞性冠狀動脈疾病發展程度的重要因素[24]。Mahajan等[25]證明RAGE/S100A12軸在動脈粥樣硬化病變部位的自分泌、旁分泌和內分泌方式中發揮了促進促炎細胞因子的關鍵作用，導致了疾病的進展。

而同一S100A家族中的其他兩位成員S100A8/9也在一次變量控制性研究中被證實與心血管疾病有密不可分的關系[26]。研究發現，小顆粒蛋白基因，包括S100A8、S100A9和S100A12在心血管疾病等炎癥性疾病中發揮重要作用[27]。

3 妊娠期腎臟疾病

Komatsuda等[28]曾做過S100A12與腎小球腎炎的相關研究，包括與抗髓過氧化物酶(MPO-ANCA)相關的腎小球腎炎患者以及相關對照組中S100A12的血清濃度，分析了S100A12的水平與血管炎活動的相關性，結論為MPO-ANCA相關的腎小球腎炎患者的血清S100A12濃度是健康人的4倍，且該蛋白的濃度與外周血白細胞計數、CRP水平、肌酐水平以及疾病的病理活動緊密相關，故血清中S100A12的水平可以作為MPO-ANCA相關的腎小球腎炎疾病活動的可靠指標。

有學者提出，慢性腎臟疾病患者尿S100A12水平明顯高于血清水平，且尿中S100A12水平與血清肌酐有很好的相關性[29]。另有學者發現，慢性腎臟疾病導致血管鈣化的過程可在S100A12的存在下顯著增強，其可能機制為S100A12可以直接或通過結合蛋白與還原型輔酶II-Nox1受體結合，生成的活性氧促進血管平滑肌細胞功能障礙[30]。

S100A4具有增強細胞運動、促進細胞生長、介導上皮-間充質轉化(EMT)、抑制細胞死亡、影響纖維化進展等作用[31-32]。S100A4被認為與各種形式的腎小球腎炎的發病及活動度相關，其作為免疫球蛋白，除了充當生物標志物外，還對疾病有預后價值[33]。有研究通過活檢發現S100A4陽性細胞的數量可以預測腎功能衰竭和皮質激素反應[34]。

血清S100A8/A9水平的升高已經在某些免疫異常人群中被描述，并證明與疾病活動評分(SLEDAI)、關節炎、促性腺激素水平(GN)和抗雙鏈DNA抗體的存在相關[35]。可能的機制為：血清S100A8/A9水平的升高反映了與中性粒細胞活化相關的過程。且S100A8被證明可區分腎內和腎前急性腎損傷，其特異性甚至優于中性粒細胞明膠酶相關脂蛋白(NGAL)，后者是目前用于評估的主要生物標志物[36]。

4 妊娠期糖尿病

有研究發現高血糖增加了原發性人巨噬細胞中S100A9和S100A12的表達[37]，認為葡萄糖增強了巨噬細胞對toll樣受體(TLR)配體Palmatic acid(PA)和脂多糖(LPS)的反應，即產生促炎刺激，并檢測出在M1巨噬細胞中，高血糖增加了與S100A9和S100A12啟動子結合的組蛋白乙酰化水平，且葡萄糖在LPS刺激的細胞中上調S100A12的表達可達5.4倍[38]。另有學者提出，S100A9在II型糖尿病和S100A12在I型糖尿病患者中都傾向于高表達[39]。

高血糖可導致組蛋白H3水平降低，這與S100基因的表達升高相關[40]。高血糖通過表觀遺傳調控上調了S100A9、S100A12的表達，并誘導了一個用于激活的組蛋白Mossel等，這種調控依賴于組蛋白甲基轉移酶SMYD3和SET7/9的作用，且高血糖可通過他們抑制S100基因的下調[41]。這些結果明確了在糖尿病條件下巨噬細胞介導的炎癥中表觀遺傳調控的重要作用，高血糖誘導的氧化應激和甲基乙二醛的產生也被證明可以調節RAGE、S100A8、S100A12和高遷移率族蛋白B1(HMGB1)的表達[42]。總之，高糖誘導巨噬細胞啟動效應并使細胞對炎癥反應敏感。另有學者提出，外周血S100A8和S100A9的mRNA水平與胰島素抵抗和炎癥相關[43]。

有實驗提出，細胞外或過表達S100A4的脂肪細胞可以抑制脂肪生成，降低炎癥因子mRNA水平，表明該蛋白通過激活蛋白激酶B信號對脂肪細胞起到保護作用[44]。S100A4成纖維細胞被證明通過細胞外基質重塑和激活YAP相關蛋白信號通路調節脂肪形成[45]。有學者提出，S100A4基因的缺失加重了小鼠的肥胖癥狀，并抑制了胰島素信號轉導[46]。

S100B可降低葡萄糖消耗、葡萄糖類似物攝取和乳酸生成，增加磷酸甘油醛脫氫酶GAPDH上游的糖酵解中間體的濃度，但對糖原積累和胰島素信號轉導無影響。糖尿病大鼠或長期饑餓大鼠的脂肪組織中S100B含量低于對照組大鼠，提示胰島素可能通過一種機制促進S100B在脂肪細胞中的積累[47]。

5 妊娠期滋養細胞疾病

有研究發現S100A12蛋白染色陽性定位于胎盤滋養細胞、蛻膜細胞的細胞漿中，且產組胎盤組織S100A12的表達明顯高于正常孕足月組，故提出S100A12誘導細胞凋亡作用的增強，導致胎盤滋養層凋亡增加，當凋亡細胞的比例增加到影響胎盤功能的時候最終導致早產的發生[48]。

S100A8被認為在胎兒與子宮的相互作用中起著重要作用，在浸潤蛻膜的滋養細胞受精后的第7～9天可以檢測到S100A8 mRNA而不能檢測到S100A9 mRNA，得出S100A8由滋養細胞分泌，并可參與調節胎兒-母親相互作用的結論[49]。滋養細胞分泌的S100A8可能調節巨噬細胞活化和促凝因子的水平，從而對巨噬細胞產生保護作用，使它可以抵擋母體巨噬細胞的攻擊，還可以適應血管血栓形成和炎癥導致區域和某時的缺血，從而阻止胚胎吸收。此外，S100A8可能保護胎兒免受自由基的傷害。有報道S100A8的產生和水平在妊娠早期和中期的胎盤中升高(最高水平在孕8～11周)，然后在足月妊娠結束時降低[50]。

6 妊娠期炎癥

有報道S100A12在羊膜內感染的女性中顯著上調，并與炎癥程度相關[51]。ELISA法檢測的宮頸黏液中S100A8/A9水平與一些促炎細胞因子，如IL-1、IL-8和粒細胞彈性酶水平呈正相關。然而，不同月經周期宮頸黏液中S100A8/A9濃度卻無明顯變化，因此，它可能是宮頸炎癥的潛在標記物。宮頸-陰道灌洗液的Western blot分析顯示，含有HIV感染單核細胞的灌洗液樣品比不含HIV感染單核細胞的灌洗液樣品中有更多的免疫反應性S100A8的存在[52]。也有證據表明，S100A8/A9參與子宮內膜的內分泌和旁分泌相互作用，并參與月經、排卵、著床和分娩時宮頸成熟期間子宮內膜細胞外基質的重塑[53]。

S100A8/A9在妊娠的各種病理情況中也有重要的作用。首先,有實驗證明，微生物進入羊膜腔及宮內炎癥的免疫反應性可大大提高相關S100A8/A9在羊水中的含量[54]。另有實驗證明，羊水中S100A8/A9水平升高與羊膜內炎癥、絨毛膜羊膜炎的組織學圖像和產程間隔較短有關[55]。也有研究發現S100A12、S100A8/S100A9 在子宮內膜炎和流產中呈高表達[56]。因此，S100A8/A9可作為羊膜內炎癥的生物標志物。

目前鈣網蛋白在常見產科疾病中的研究取得了較大進展，鈣網蛋白作為關鍵節點參與了炎癥發生、發展過程中大量的信號通路，受正負反饋調節，與病變組織分類、臨床分級和預后相關，但目前對不同鈣網蛋白亞型的生物學功能尚無完整、系統的認識，進一步了解產科常見疾病的形成過程中不同鈣網蛋白亞型使炎癥細胞更易具備侵襲性表型并維持其在同一組織細胞中表達平衡的機制，有助于通過鈣網蛋白介導的通路解決常見疾病，具有潛在的研究意義和臨床應用價值，也為疾病的診斷和治療提供了新思路。