生物活性因子在妊娠期高血壓疾病發病機制中的作用

周文哲，曲洪美

目前妊娠期高血壓疾?。╤ypertensive disorder complicating pregnancy，HDCP）分為4 類：妊娠期高血壓（gestational hypertension）、子癇前期（pre-eclampsia，PE）-子癇（eclampsia）、妊娠合并慢性高血壓（chronic hypertension）、慢性高血壓伴發PE（chronic hypertension with superimposed pre-eclampsia）[1-2]。據報道，全世界大約800 萬孕婦患有HDCP[3]。HDCP 發病受多因素影響，在妊娠期間呈進展性變化，病情嚴重時可發展為HELLP 綜合征（溶血、肝酶升高、血小板數量下降）、子癇、嚴重高血壓、腦水腫，甚至導致孕產婦死亡，PE 占孕產婦死亡原因的15%～20%[4]。由此可見，HDCP 是妊娠期常見并發癥，也是孕產婦死亡的重要原因之一，但其病因和病理生理學機制尚未完全明確。研究發現，生物活性因子分泌紊亂在HDCP 的發病中起著關鍵的作用，例如抗血管生成因子[可溶性fms 樣酪氨酸激酶1（soluble fms-like tyrosine kinase-1，sFlt-1）、可溶性內皮因子（soluble endoglin，sEng）等]，促炎性細胞因子[腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor-alpha，TNF-α）、白細胞介素6（interleukin-6，IL-6）等]，缺氧誘導因子（hypoxiainducible factor，HIF），活性氧（reactive oxygen species，ROS）和血管緊張素Ⅱ1 型受體自身抗體（angiotensinⅡtype-1 receptor autoantibodies，AT1-AA）等分泌增加，而促血管生成因子[血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）和胎盤生長因子（placental growth factor，PlGF）]分泌相對下降。這些存在于體循環中的生物活性因子會作用于血管內皮、平滑?。╲ascular smooth muscle，VSM）和細胞外基質，引起血管舒張和收縮功能障礙，血管重構不足，進一步加重胎盤缺氧、高血壓、蛋白尿等。本文將結合近年來國內外文獻，綜述各類生物活性因子在HDCP 發病機制中的作用，以期為更好地管理HDCP患者提供理論依據。

1 促血管生成因子

1.1 VEGFVEGF 是一種作用強大且能產生多種生物學活性的細胞因子，其主要功能有促進血管內皮細胞增殖、增加血管通透性、促進血管支持物生成等。VEGF 通過血管內皮細胞高親和力結合位點的血管內皮生長因子受體（vascular endothelial growth factor receptor，VEGFR）發揮生理效應，VEGFR 包括VEGFR-1（Flt-1）、VEGFR-2（Flk-1/KDR）和VEGFR-3（Flt-4）。其中VEGFR-1 有兩種類型，一種是傳遞促血管生成信號的細胞膜結合受體Flt-1，另一種是拮抗VEGF 作用的可溶性單體，即sFlt-1。

VEGF 在胎盤組織的合體滋養細胞和血管內皮細胞中表達。關于其濃度變化，不同的研究有不同的結果。有研究顯示，HDCP 患者嚴重的血管收縮會增加血管切應力，進而增加內皮細胞VEGF 的釋放[5]。也有研究表明，HDCP 患者血液循環中游離的VEGF水平降低[6]。不同的研究結果表明HDCP 患者內皮細胞VEGF 的釋放增加，但多以結合形態存在，游離于外周循環中的VEGF 水平仍然處于下降趨勢。另外，血清游離VEGF 的缺乏可能導致內皮細胞功能障礙，而使用VEGF 治療可以保護內皮細胞免受損傷。上述都說明VEGF 在HDCP 發病中起著重要作用。

1.2 PlGFPlGF 是促血管生成因子，可與VEGFR-1 結合并增強VEGF 的功能。PlGF 通過競爭性結合VEGFR-1，促使VEGF 結合至具有更強酪氨酸激酶活性的VEGFR-2 而增強VEGF 的活性。當然，PlGF 也會與VEGFR-2 結合并使其二聚化，引起細胞內特定酪氨酸殘基自身磷酸化，激活細胞內信號通路。

PlGF 對VEGFR-1 的親和力僅是VEGF 的1/10，但是在正常妊娠期間，其水平比VEGF 高約40 倍。妊娠第21 和22 周血漿PlGF 水平顯著增加至353 pg/mL，在妊娠第29 和30 周穩定增加至574 pg/mL[7]。而HDCP 患者循環血液中PlGF 水平降低，早發型PE（early onset of pre-eclampsia）下降比晚發型PE（late onset pre-eclampsia）更為明顯[8]。動物實驗表明，胎盤灌注壓下降（reduction in uteroplacental perfusion，RUPP）大鼠的游離PlGF 水平降低，且外源性PlGF可以促進RUPP 大鼠血管內皮細胞增殖、胎盤血管生成和子宮血管舒張[9]。同時PlGF 通過VEGFR-1和內皮源性超極化因子[EDHF，介導小電導鈣激活鉀通道（SKCa）]促進妊娠大鼠腸系膜阻力動脈舒張[10]。以上研究提示，RUPP 大鼠外周血PlGF 水平下降可能會影響血管舒張反應，從而導致血壓升高。

2 抗血管生成因子

2.1 sFlt-1sFlt-1 是一種抗血管生成因子，是缺少跨膜結構域和胞質結構域的VEGFR-1 的剪接變體。sFlt-1 結合VEGF 和PlGF 并阻斷其與VEGFR結合所產生的促血管生成作用，抑制內皮細胞的遷移、侵襲。sFlt-1 還可與VEGFR-1 形成異源二聚體并抑制其受體后信號傳導作用[11]。

健康孕婦的sFlt-1 水平在一定程度上保持穩定，但在妊娠晚期有所增加[12]。而HDCP 患者外周血中sFlt-1 水平較高[8]，其亞型sFlt-1 e15a 是胎盤釋放的最豐富的形式，其水平比健康孕婦高10 倍[11]。并且從妊娠中期開始，HDCP 患者血液循環中的sFlt-1/PlGF 比值明顯高于健康孕婦，提示sFlt-1/PlGF 比值可以作為早期HDCP 的預測指標[8]。

胎盤缺血缺氧可能觸發sFlt-1 的產生。胎盤缺氧會使HIF-1 結合至Flt-1 基因的啟動子區域，導致sFlt-1 上調[13]、PlGF 水平降低和PE 風險增加。另外，雙胎妊娠孕婦循環血液中的sFlt-1 水平和sFlt-1/PlGF 比值也高于單胎妊娠，這可能是由于雙胎妊娠的胎盤質量和面積更大[14]，說明胎盤是sFlt-1 的主要來源。動物實驗顯示，RUPP 大鼠血漿和胎盤中sFlt-1 含量增加[15]。給懷孕大鼠輸注sFlt-1 會降低血漿VEGF 水平，并導致血壓升高、尿蛋白增多，促進腎小球內皮細胞增生[16]；而抑制sFlt-1 表達有助于血管生成，改善PE 的癥狀[17]。以上研究均進一步支持sFlt-1 在抗血管生成和PE 中的作用。

2.2 sEng內皮因子（endoglin，Eng）是轉化生長因子β1（transforming growth factor-beta1，TGF-β1）和TGF-β3 的共受體，在內皮細胞和合體滋養層細胞中高表達[18]。TGF-β1 與TGF 受體結合并誘導內皮細胞增殖和遷移。sEng 是胎盤生成的Eng 的氨基（N）末端裂解產物，是Eng 的可溶性形式，是一種抗血管生成蛋白，可與TGF-β1 結合并阻止其與天然受體結合，從而阻止其受體后血管舒張和血管生成作用[19]。

在未孕婦女和健康孕婦的血清中，sEng 水平極低，而輕、重度PE 和HELLP 綜合征婦女的血清中sEng 水平逐級增加，并且PE 患者血清sEng 循環濃度與癥狀嚴重程度及不良結局呈正相關[20]，提示sEng 可以作為評估PE 嚴重程度的重要標志。

在妊娠期高血壓的RUPP 大鼠模型中，血清和胎盤中sEng 水平升高，血清TGF-β 水平降低，并且注入sEng 和sFlt-1 的懷孕大鼠表現出了類似HELLP綜合征的特征[21]，提示sEng 可能與sFlt-1 有協同抗血管生成的作用，加重血管通透性、高血壓、蛋白尿和胎兒生長受限（fetal growth restriction，FGR），參與HDCP 的發生和發展。

3 促炎性細胞因子和抗炎性細胞因子

3.1 TNF-αPE 患者外周血中TNF-α 水平明顯高于健康孕婦，并且TNF-α 可以引起PE 患者血管炎癥，導致PE 患者發生廣泛的血管內皮細胞損傷，這可能是PE 發病的重要機制[22]。動物實驗表明，與正常懷孕大鼠相比，RUPP 大鼠血漿TNF-α 水平升高[23]。輸注TNF-α 會導致懷孕大鼠高血壓和蛋白尿[24]，而用TNF-α 受體類似物依那西普阻斷TNF-α 可降低RUPP 大鼠的血壓[23]。研究顯示TNF-α 可以增加血管通透性，促進成纖維細胞增殖和淋巴細胞活化，并促進IL-6、IL-8 的產生。此外，TNF-α 下調內皮型一氧化氮合酶（endothelial nitric oxide synthase，eNOS）表達和線粒體的生物學功能，導致線粒體功能障礙和氧化應激，并改變胎盤血管中黏附分子的表達[25]。

3.2 ILIL-6 是在HDCP 患者外周血中升高的另一種細胞因子。與健康孕婦相比，HDCP 婦女血清IL-6 水平明顯升高。而且重度PE 婦女的IL-6 水平升高得更加明顯[22]。長期注入IL-6 會導致懷孕大鼠高血壓、蛋白尿，血管收縮增強和內皮依賴性血管舒張降低。進一步研究顯示，IL-6 可以促進內皮細胞表面受體糖蛋白130（glycoprotein-130，GP-130）的二聚化，并破壞內皮細胞的緊密連接，導致血管功能障礙和血管通透性增加，從而參與HDCP 發病[26]。

IL-10 是一種抗炎細胞因子，會降低平均動脈壓，減少CD4+T 細胞數量，同時增加調節性T 細胞（regulatory T cell，Treg）數量，減少IL-6、IL-1β 和TNF-α 表達，并限制RUPP 大鼠的AT1-AA 表達和氧化應激[27]。研究發現，IL-10 通過控制TNF-α 和IL-1β 基因表達來調節正常妊娠期間的單核細胞反應[27]。但HDCP 患者單核細胞內TNF-α 和IL-1β 水平明顯上升[28]，提示IL-10 對這2 種基因的調節作用可能在HDCP 患者中受到抑制，具體機制尚未明確。另外，與正常妊娠相比，HDCP 患者血漿中的IL-10水平明顯降低[29]。這是因為低氧環境會使胎盤滋養細胞產生過多的促炎細胞因子，并降低IL-10 表達[27]。以上研究說明，促炎和抗炎細胞因子的比例對整個妊娠期間母體炎癥系統的調節至關重要，這也提示對妊娠期細胞因子譜進行檢測有助于預測PE 的發病。

4 HIF

HIF 是一種轉錄誘導因子，在對缺氧的生理反應中發揮重要作用。HIF 是HIF-α 和HIF-β 形成的異源二聚體轉錄因子，其中HIF-α 為不穩定表達的功能性亞基，表達具有氧敏感性，而HIF-β 為組成性亞基，其表達穩定，不受缺氧的調控。目前，已識別出3 種類型的HIF，即HIF-1、HIF-2 和HIF-3。正常情況下HIF-α 通過泛素-蛋白酶體途徑迅速降解[30]，但妊娠期間HIF 表達增加，這可能是由于雌、孕激素增加所致。雌激素刺激子宮HIF-2α 表達，而孕酮上調HIF-1α 的表達。然而，HDCP 患者處于持續性缺氧狀態，導致HIF 的α 亞基與β 亞基結合形成穩定結構而避免被降解，循環血液中HIF-1α 水平進一步升高[30]。HIF 是缺氧條件下機體的主要調控因子，其直接或間接調節2%以上的人類基因，如上調sFlt-1 和sEng 表達，增加內皮素1（endothelin-1，ET-1）mRNA轉錄，并誘導血管緊張素轉換酶（angiotensin converting enzyme，ACE）表達和血管緊張素Ⅱ（angiotensinⅡ，AngⅡ）產生，抑制VEGF、PlGF 表達，并最終抑制血管生成，促進凋亡，降低胎盤滋養細胞的侵襲能力。有研究表明，早發型和晚發型PE 患者胎盤中HIF-1α水平升高，而通過小干擾RNA（small interfering RNA，siRNA）下調HIF-1α 的表達會促進細胞增殖、侵襲、遷移和血管生成，并且抑制細胞的凋亡[31]。這進一步說明HDCP 患者胎盤組織缺氧狀態和炎性反應促進HIF 的表達，升高的HIF 會進一步加重PE 的發生、發展。

5 ROS

ROS 是外源性氧化劑或細胞內有氧代謝過程中產生的性質活潑、氧化能力強的含氧物質的總稱，包括超氧陰離子（O2·-）、羥基自由基（OH-）、過氧化氫（H2O2）和單線態氧（singlet oxygen）等。研究表明ROS能夠在胚胎形成的各個時期發揮作用，包括細胞生長、分化及凋亡，并參與滋養細胞的增殖、遷移等過程，是影響妊娠及妊娠結局的關鍵因素[32]。孕婦在妊娠期間處于應激狀態。正常妊娠期間，抗氧化劑可以抵消胎盤額外產生的ROS，在HDCP 中，胎盤缺血缺氧有利于氧化應激，抗氧化劑的含量可能不足以抵消額外產生的ROS[32]。中性粒細胞和單核細胞是HDCP 中ROS 的主要來源。與健康孕婦的嗜中性粒細胞相比，HDCP 婦女的嗜中性粒細胞產生更多的H2O2和O2·-，進一步加重內皮細胞損傷[33]。中性粒細胞同時產生一氧化氮（nitric oxide，NO），可以在正常妊娠期間保護細胞免受O2·-的破壞。然而，HDCP 患者中性粒細胞在清除過量的O2·-過程中產生的NO形成過氧亞硝酸鹽（ONOO-），從而降低NO 的生物利用度，引起內皮細胞損害[34]。

另外，HDCP 患者血清中的總抗氧化能力低于健康孕婦[34]。這與HDCP 患者抗氧化劑如血紅素加氧酶1（heme oxygenase-1，HO-1）、HO-2、銅/鋅超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶和過氧化氫酶的表達降低有關。HDCP 患者ROS/抗氧化劑的失衡會導致蛋白質、脂質和DNA 的損傷，造成細胞功能障礙和組織損傷[35]。動物實驗顯示，進行RUPP 手術的懷孕大鼠與正常懷孕大鼠相比，腎和胎盤中線粒體的活性和呼吸速率明顯降低，ROS 升高且平均動脈壓升高。用線粒體特異性抗氧化劑治療會顯著降低RUPP 大鼠的平均動脈壓[36]。上述研究表明，線粒體功能受損導致ROS 升高在HDCP 中起重要作用，并在妊娠期間加重胎盤缺血而影響胎兒發育。

6 AngⅡ和AT1-AA

腎素-血管緊張素系統（renin-angiotensin system，RAS）和AngⅡ調節水和電解質的穩態和血壓。正常妊娠早期血漿腎素活性和醛固酮水平開始升高，并且在之后的妊娠過程中其活性和水平逐漸升高[37]。AngⅡ不僅激活血管平滑肌中的血管緊張素Ⅱ1 型受體（AngiotensinⅡreceptor type 1，AT1R）以促進血管收縮、血管生長和炎癥，還激活血管內皮AT2R以增加eNOS 活性和NO、前列環素（prostaglandin I2，PGI2）產生，促進血管舒張。因此，盡管正常妊娠腎素和AngⅡ水平升高，但由于AT1R 敏感性降低和AT2R 活性升高，AngⅡ的升壓作用可能降低。故而，正常妊娠血容量增加，但血壓變化不大。但是，HDCP患者在妊娠第23～26 周時，舒張壓升高20 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）所需的AngⅡ劑量要比健康孕婦低[38]。說明HDCP 患者對AngⅡ所引起的升壓反應的敏感性是上升的。

AT1-AA 是一種生物活性因子，在HDCP 患者血清中AT1-AA 水平升高，其可通過AT1R 促進血管收縮和血管平滑肌生長。研究表明，AT1-AA 會作用于大電導鈣激活鉀通道（BKCa通道），該通道介導血管平滑肌細胞（vascular smooth muscle cell，VSMC）中主要的外向電流，導致膜超極化和血管舒張，AT1-AA 可以抑制BKCa電流，降低BKCa通道相關蛋白表達并抑制其活性，抑制血管舒張[39]。此外，AT1-AA 還與血壓升高，血清sFlt-1、ROS 和細胞Ca2+增加，凝血因子、血小板凝集和血栓形成的激活，腎上腺血管損傷以及PE 患者中醛固酮分泌減少有關。動物實驗表明，與正常懷孕大鼠相比，RUPP 大鼠中AT1-AA 的循環水平增加，在懷孕大鼠中輸注AT1-AA 會導致HDCP 樣表現，包括高血壓、蛋白尿和血漿sFlt-1 水平升高，并且增加胎盤和腎皮質中的ET-1 水平，而使用內皮素A 受體（endothelin A receptor，ETAR）拮抗劑則會降低血壓，用AT1 受體拮抗劑處理則會降低ET-1 水平[40]。這表明AT1-AA和ET-1 可能參與HDCP 中的內皮功能障礙。

7 結語與展望

HDCP 患者胎盤的缺血缺氧狀態和一系列的炎性反應過程促使外周血生物活性因子的水平發生改變，這些生物活性因子是調節血管內皮細胞功能、血管收縮與舒張以及血管重鑄能力的關鍵。對這些生物活性因子進行一系列研究將有助于更好地了解HDCP 的病因、誘因和發病機制。同時，臨床上可以采用方便快捷的檢測方法對外周血生物活性因子進行檢測，通過妊娠早期生物活性因子水平差異對HDCP 高?；颊哌M行篩查，有助于早期預測HDCP的發生，并做好對HDCP 的預防、診斷及治療工作。隨著對HDCP 患者外周血生物活性因子研究的深入，將來有望在HDCP 患者安全、有效的藥物治療方面有所突破。