梁圓圓，徐風(fēng)森，胡海燕

青島市立醫(yī)院產(chǎn)科(山東 青島 266011)

氧化應(yīng)激(Oxidative Stress，OS)指活性氧(Reactive Oxygen Species，ROS)或活性氮(Reactive Nitrogen Species，RNS)的產(chǎn)生與防御性抗氧化劑清除之間的失衡，被認(rèn)為是導(dǎo)致不良妊娠結(jié)局的一個(gè)關(guān)鍵因素。胎盤(pán)是OS發(fā)生的重要場(chǎng)所，在妊娠早期胎盤(pán)處于低氧狀態(tài)，隨著滋養(yǎng)細(xì)胞的增殖與侵襲，血流開(kāi)始進(jìn)入絨毛間隙，產(chǎn)生大量的ROS，同時(shí)胎盤(pán)內(nèi)的抗氧化物質(zhì)增多，從而保護(hù)胎兒和母體免受OS的損傷，促進(jìn)滋養(yǎng)細(xì)胞向侵襲表型轉(zhuǎn)變，并廣泛擴(kuò)散浸潤(rùn)子宮內(nèi)膜和部分子宮肌層，有效擴(kuò)張母體螺旋動(dòng)脈，以維持穩(wěn)定和大口徑、低阻力的母體胎兒循環(huán)。若胎盤(pán)中這種OS平衡被打破，可導(dǎo)致螺旋動(dòng)脈重塑停滯，且血流緩慢甚至無(wú)血流進(jìn)入絨毛間隙，造成胎盤(pán)組織處于缺氧狀態(tài)，從而胎兒不能從胎盤(pán)中獲取足夠營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和氧氣，進(jìn)而影響胎兒生長(zhǎng)發(fā)育。研究顯示[1-4]OS損傷會(huì)使胎盤(pán)釋放大量炎性介質(zhì)，對(duì)胎盤(pán)組織中的脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和DNA造成損害，從而加速胎盤(pán)老化。

胎兒生長(zhǎng)受限(Fetal Growth Restriction，F(xiàn)GR)是孕周大于37周，未能實(shí)現(xiàn)自身生長(zhǎng)潛力的嬰兒。這些嬰兒在圍生期發(fā)病率和死亡率明顯增加，屬嚴(yán)重高危妊娠，出生后可發(fā)生高血壓、血管疾病、2型糖尿病及代謝性疾病等[5-6]。FGR發(fā)病機(jī)制至今尚未明確，學(xué)者認(rèn)為[7]FGR通常是胎盤(pán)功能不全的結(jié)果，而OS損傷是導(dǎo)致胎盤(pán)功能障礙的主要原因之一。因此，找到胎盤(pán)性氧化損傷的原因尤為重要，本文將從引起胎盤(pán)發(fā)生障礙的因素出發(fā)，闡述胎盤(pán)OS與FGR的關(guān)系。

1 血管生成障礙與FGR的關(guān)系

正常的胎盤(pán)是保障妊娠順利完成的關(guān)鍵。在正常妊娠中，滋養(yǎng)層侵犯母體螺旋動(dòng)脈會(huì)產(chǎn)生低阻力、高流量的母體子宮循環(huán)。胎盤(pán)血管活性物質(zhì)如血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)和胎盤(pán)生長(zhǎng)因子(PLGF)的產(chǎn)生促進(jìn)了這些變化，從而導(dǎo)致血管生成和內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)的活化，產(chǎn)生一氧化氮(NO)，從而引起血管舒張。相反，不良的胎盤(pán)形成是由于滋養(yǎng)層浸潤(rùn)不足及胎盤(pán)血流灌注減少，胎盤(pán)局部氧化應(yīng)激增加，導(dǎo)致炎癥細(xì)胞因子的產(chǎn)生。FGR和子癇前期孕婦胎盤(pán)活檢證實(shí)[8]子宮肌層螺旋動(dòng)脈重建存在與臨床參數(shù)相關(guān)的主要缺陷，胎盤(pán)分析也顯示間質(zhì)絨毛外滋養(yǎng)層，動(dòng)脈內(nèi)皮激活和螺旋動(dòng)脈粥樣化，導(dǎo)致子宮動(dòng)脈血流相對(duì)減少、可溶性VEGF受體可溶性fms樣酪氨酸激酶1(sFlt-1)增加，可用的母體VEGF和PLGF減少，其他協(xié)同抗血管生成蛋白如可溶性內(nèi)皮素增加，導(dǎo)致轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β信號(hào)傳導(dǎo)抑制，從而影響胎盤(pán)血管的生成。

2 滋養(yǎng)細(xì)胞功能障礙與FGR的關(guān)系

絨毛細(xì)胞滋養(yǎng)細(xì)胞(CTBs)是早期人胎盤(pán)的上皮干細(xì)胞，能夠在浮動(dòng)的絨毛膜絨毛中分化為合胞體滋養(yǎng)細(xì)胞(STBs)，或在錨定絨毛中分化為絨毛外滋養(yǎng)細(xì)胞(EVT)，一些EVT進(jìn)一步侵犯胎盤(pán)床內(nèi)的螺旋動(dòng)脈，這些血管被重塑成低阻力血管[9]。EVT的侵襲性遷移行為是胎盤(pán)形成的重要前提，可依賴于能夠降解蛻膜中存在的細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)成分的蛋白酶的功能。此外，在EVT開(kāi)始沿著其侵襲途徑在降解的ECM中移動(dòng)和遷移之前，EVT需要分離與ECM的連接，從而切割黏附的整合素[10]。事實(shí)上，在孕早期的滋養(yǎng)層細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了多種蛋白酶，它們參與了滋養(yǎng)層細(xì)胞的侵襲過(guò)程。例如，基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)是參與ECM降解的關(guān)鍵蛋白酶家族，包括MMP2、9、7和14在內(nèi)的多種MMPs參與了滋養(yǎng)層細(xì)胞在體內(nèi)外的侵襲[11]。除MMPs外，其他蛋白酶也有助于ECM降解或整合素脫落，最終促進(jìn)滋養(yǎng)層細(xì)胞的侵襲[12]。

滋養(yǎng)層的侵襲受到多種因素的嚴(yán)格調(diào)控，包括細(xì)胞因子、激素和生長(zhǎng)因子。然而，氧氣是最有效的調(diào)節(jié)器之一[13]。在妊娠早期，滋養(yǎng)層細(xì)胞不斷侵襲螺旋動(dòng)脈使之閉塞，以防止母體血液直接流入胎盤(pán)，從而造成胎盤(pán)內(nèi)的低氧環(huán)境。隨著妊娠進(jìn)展，胎盤(pán)栓子才逐漸脫落，胎盤(pán)氧水平才升高。氧氣的增加是胎兒胎盤(pán)發(fā)育的一個(gè)重要信號(hào)，限制了滋養(yǎng)層的侵襲。同時(shí)，與侵襲過(guò)程有關(guān)的各種蛋白酶的表達(dá)減少[14]。

MMP12是由滋養(yǎng)層細(xì)胞柱的非增殖性侵襲性滋養(yǎng)層特異性表達(dá)的，Ursula等[14]利用原位雜交和免疫熒光法顯示在細(xì)胞柱遠(yuǎn)端的侵襲性EVT產(chǎn)生MMP12，并且表達(dá)MMP12的細(xì)胞在妊娠早期會(huì)降低。此外，有研究證明[15]氧氣是MMP12表達(dá)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，并證明了缺氧誘導(dǎo)因子-1(HIF-1)可以誘導(dǎo)MMP12產(chǎn)生。Ursula等[14]還證明了MMP12在低氧條件下上調(diào)，HIF-1α活性誘導(dǎo)MMP12的產(chǎn)生，這可能是通過(guò)MMP12啟動(dòng)子中潛在的HIF-1結(jié)合位點(diǎn)發(fā)生的，也可能通過(guò)HIF-1上調(diào)其他轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子間接發(fā)生。因此，MMP12可能代表妊娠早期妊娠滋養(yǎng)細(xì)胞侵襲中的關(guān)鍵蛋白酶。Chakraborty等[16]證明缺氧誘導(dǎo)的MMP12在妊娠中期胎盤(pán)中分離出的滋養(yǎng)細(xì)胞中表達(dá)，但這種應(yīng)答并未歸因于HIF-1的直接作用，而是歸因于賴氨酸脫甲基酶3A(KDM3A)的組蛋白去甲基化，KDM3A的組蛋白去甲基化受HIF-1控制。KDM3A的組蛋白去甲基化和HIF-1與其共有序列的結(jié)合都可能在其靶基因的轉(zhuǎn)錄激活中協(xié)同作用。因此，MMP12啟動(dòng)子中的各種啟動(dòng)子元件均可通過(guò)改變氧氣濃度，尤其是通過(guò)HIF-1使MMP12反式激活，從而突出了氧氣在調(diào)節(jié)MMP12表達(dá)中的作用。因此，若滋養(yǎng)細(xì)胞侵襲障礙，則會(huì)出現(xiàn)胎盤(pán)淺著床，從而誘發(fā)胎盤(pán)局部氧化損傷和全身炎性反應(yīng)，影響胎兒生長(zhǎng)發(fā)育。

3 OS的免疫調(diào)節(jié)作用

成功的妊娠依賴于母胎免疫耐受，而母體免疫系統(tǒng)來(lái)自胎兒和胎盤(pán)的組織特異性抗原以及來(lái)自父源性基因組的外來(lái)抗原。母體的免疫系統(tǒng)依賴于免疫調(diào)節(jié)機(jī)制來(lái)避免半異體基因胎兒的排斥反應(yīng)，同時(shí)保護(hù)宿主不受感染，避免母體及胎盤(pán)遭受氧化損傷，影響胎兒生長(zhǎng)發(fā)育。

NK細(xì)胞在表型和功能上與外周血CD56dimCD和16brightNK細(xì)胞不同。它們普遍表達(dá)殺傷細(xì)胞免疫球蛋白樣受體(KIRs)和較高水平的CD56，但缺乏CD16，缺氧與其他因子如轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子b1(TGFb1)和去甲基化劑一起將外周血NK細(xì)胞轉(zhuǎn)化為具有促血管生成特性的uNK特性的細(xì)胞。因此,胎盤(pán)缺氧在妊娠早期可能促進(jìn)uNK細(xì)胞的發(fā)育和成熟。研究表明[17]FGR患者蛻膜組織中CD56brightCD16brightNK細(xì)胞比例顯著增加，而CD56brightCD16dimNK細(xì)胞比例下降。uNK細(xì)胞亞群之間比例失衡及uNK細(xì)胞的活化，引起Th1型細(xì)胞因子分泌過(guò)多，Th2型細(xì)胞因子的水平下降，使母胎界面Thl/Th2表達(dá)失衡，刺激OS的發(fā)生，OS也可能增加CD56bright胎盤(pán)中的NK細(xì)胞比率，表達(dá)微弱的細(xì)胞毒性，具有重要的免疫調(diào)節(jié)作用。

uNK細(xì)胞產(chǎn)生多種血管生成因子和滋養(yǎng)層粘附遷移蛋白酶，在體外也可誘導(dǎo)血管平滑肌細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞凋亡。所有這些特征都允許uNK細(xì)胞介導(dǎo)子宮內(nèi)膜分泌期的新生血管生成，為胚胎著床做準(zhǔn)備，并使細(xì)胞能夠有效地調(diào)節(jié)子宮螺旋動(dòng)脈的重塑。uNK細(xì)胞產(chǎn)生的血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子-C(VEGF-C)通過(guò)上調(diào)與抗原處理1(TAP-1)相關(guān)的轉(zhuǎn)運(yùn)體，促進(jìn)血管生成，并從NK細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性中拯救靶細(xì)胞，從而導(dǎo)致靶細(xì)胞MHCⅠ類表達(dá)增加。另外，Wallace等[18]針對(duì)子宮動(dòng)脈多普勒參數(shù)阻力指數(shù)高的孕婦研究中發(fā)現(xiàn)，uNK抑制受體與EVTs上表達(dá)的人類白細(xì)胞抗原(HLA)C、E和G結(jié)合，使母胎免疫界面微環(huán)境發(fā)生改變，釋放炎性介質(zhì)到全身血液循環(huán)，引發(fā)母體氧化損傷。Ozler等[19]認(rèn)為增加總氧化應(yīng)激(TOS)和氧化應(yīng)激指數(shù)(OSI)是FGR患者炎癥機(jī)制增強(qiáng)的結(jié)果。因此，uNK細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)可能影響胎盤(pán)功能的正常建立。在免疫系統(tǒng)中還存在很多抑制因子都參與OS的發(fā)生，如髓源性抑制細(xì)胞(MDSCs)和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs)是重要的免疫抑制因子，在OS條件下產(chǎn)生增多，二者可依賴ROS的抑制作用表現(xiàn)出更高的抗氧化活性；巨噬細(xì)胞等周圍細(xì)胞產(chǎn)生的ROS可抑制T細(xì)胞的細(xì)胞毒性，可引起T細(xì)胞表面巰基的氧化和NF-jB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的缺陷，從而抑制其活化和增殖[20]。

4 滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡對(duì)胎盤(pán)生命的影響

絨毛外滋養(yǎng)細(xì)胞在胚胎發(fā)育過(guò)程中不斷侵入并重塑螺旋動(dòng)脈。若子宮螺旋動(dòng)脈重塑不足可導(dǎo)致胎盤(pán)缺血缺氧，從而發(fā)生局部氧化損傷[21]。OS中產(chǎn)生的ROS在激活自噬中起著重要作用[22]，而人絨毛外滋養(yǎng)細(xì)胞自噬不足或自噬過(guò)度都可促進(jìn)滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡增多，使胎盤(pán)缺血缺氧[23]，形成惡性循環(huán)，最終造成FGR。

叉頭框轉(zhuǎn)錄因子O3a(FoxO3a)屬于FoxO家族，其活性受多種化學(xué)性修飾的調(diào)節(jié)，在細(xì)胞增殖、凋亡、自噬、炎癥、OS等過(guò)程中發(fā)揮重要作用[24]。而且通過(guò)與其他轉(zhuǎn)錄因子的相互影響，整合不同信號(hào)，參與內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的調(diào)控[25]。在OS條件下利用人絨毛外滋養(yǎng)細(xì)胞中小干擾RNA沉默F(xiàn)oxO3a來(lái)誘導(dǎo)Bcl-2/腺病毒E1B19KDa相關(guān)蛋白3(BNIP3)的mRNA和蛋白的表達(dá)水平明顯下降，同時(shí)自噬減弱，凋亡增強(qiáng)，這表明在OS下FoxO3a可通過(guò)調(diào)控BNIP3誘導(dǎo)滋養(yǎng)細(xì)胞的自噬與凋亡。Ozbilgin等[26]針對(duì)流產(chǎn)遺漏患者的蛻膜和胎盤(pán)絨毛行免疫組化，結(jié)果顯示流產(chǎn)組FoxO3a表達(dá)明顯高于正常組，說(shuō)明流產(chǎn)遺漏患者中FoxO3a表達(dá)增加可能阻止死胎的排出以維持蛻膜化，防止OS，免疫調(diào)節(jié)和抑制細(xì)胞凋亡。Ferber等[27]研究發(fā)現(xiàn)FoxO3a的激活可誘導(dǎo)ROS增加。丁燕子等[28]發(fā)現(xiàn)，OS條件下FoxO3a活性增加的同時(shí)伴隨自噬加強(qiáng)。表明人絨毛外滋養(yǎng)細(xì)胞發(fā)生OS時(shí)，細(xì)胞過(guò)度自噬可促進(jìn)凋亡增多。由此得出FoxO3a表達(dá)水平的降低提示ROS在滋養(yǎng)細(xì)胞衰老的啟動(dòng)和維持中起一定作用。過(guò)度自噬時(shí)，滋養(yǎng)細(xì)胞可釋放局部“父源性物質(zhì)”誘發(fā)母體免疫反應(yīng)，Ozbilgin等[26]還發(fā)現(xiàn)在流產(chǎn)組中胎盤(pán)絨毛基質(zhì)中細(xì)胞滋養(yǎng)層和合體滋養(yǎng)層細(xì)胞的免疫反應(yīng)性明顯高于正常妊娠組。有研究顯示[29]免疫系統(tǒng)可釋放炎性因子，并與FoxO3a協(xié)同調(diào)節(jié)細(xì)胞自噬凋亡和程序性壞死，進(jìn)而導(dǎo)致滋養(yǎng)細(xì)胞增殖侵襲能力不足進(jìn)而引起胎盤(pán)功能障礙，最終影響胎兒生長(zhǎng)發(fā)育。

5 總結(jié)

FGR近年發(fā)生率逐漸升高，是圍生兒死亡的主要原因之一，臨床對(duì)其重視程度日益提升。FGR發(fā)病因素包括母體因素、胎盤(pán)因素、胎兒因素、臍帶因素，目前針對(duì)胎盤(pán)與FGR關(guān)系的研究較為熱門(mén)，且有關(guān)FGR的發(fā)病機(jī)制國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了多方面的研究，包括子宮胎盤(pán)血流低灌注、內(nèi)皮細(xì)胞損傷等病理生理過(guò)程，這些病理生理均可導(dǎo)致胎盤(pán)發(fā)生OS，造成不可逆性損傷。但有關(guān)FGR治療方面缺乏有效治療手段，因此，希望通過(guò)研究胎盤(pán)源性O(shè)S的發(fā)病機(jī)制及對(duì)胎兒生長(zhǎng)發(fā)育的影響，從而提高FGR的治療效果，有助于預(yù)防和治療FGR的發(fā)生，降低圍生期的不良結(jié)局及遠(yuǎn)期合并癥。