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分子标志物在胎盘植入性疾病产前诊断中的应用价值
2021-12-17
作者:李泽丽,陈练,赵扬玉
标签:
产前筛查诊断
  
来源:中国实用妇科与产科杂志
浏览量:6804

胎盘植入性疾病(placenta accreta spectrum disorders,PAS)是指胎盘绒毛不同程度地异常黏附于或侵入子宫肌层的疾病,可导致妊娠期间子宫破裂、严重产后出血、子宫切除等不良结局,甚至危及母儿生命安全。由于PAS缺乏典型的临床表现、体征和实验室指标,1/2~2/3的病例在分娩前不能被准确识别[1]。产前诊断技术是改善孕产妇和围产期结局的关键因素,目前PAS常用的产前诊断方法主要是临床高危因素结合辅助检查如彩色多普勒超声和(或)盆腔磁共振检查,依据手术中或分娩时所见或分娩后的组织病理学诊断方可确诊。超声和磁共振成像在胎盘植入性疾病的诊断上,具有相似的敏感度和特异度[2],但其准确度存在一定的主观性,受到操作者的经验影响。随着对PAS发病机制的深入研究,血清学分子标志物作为PAS辅助诊断的可能性被逐渐认可,因其具有创伤小、可重复等特点,常作为临床诊断的重要辅助方法。本文拟总结目前胎盘植入性疾病的潜在分子标志物研究进展,探讨其在胎盘植入性疾病的产前诊断方面的意义和应用价值。


1  传统血清学标志物与胎盘植入性疾病


1.1    甲胎蛋白与β-人绒毛膜促性腺激素    甲胎蛋白(alpha fetoprotein,AFP)是由胚胎肝细胞及卵黄囊合成的一种糖蛋白,正常妊娠过程中血液浓度较非孕期上升。但孕期母体血清AFP水平异常升高可能与胎儿畸形有关。此外,在胎盘形态发生异常时,血清AFP水平也会随之升高。多项研究发现,AFP水平升高时PAS的发生风险增加,且其升高程度与PAS的严重程度有关[3-5]。人绒毛膜促性腺激素(human chorionic gonadotropin,hCG)由妊娠滋养细胞产生,是妊娠中升高最为明显的激素之一,能间接反映滋养细胞的生物活性。有研究发现,PAS孕妇血清中游离β-hCG异常升高,且升高程度与PAS的严重程度有关[3,5]。

        然而,AFP与β-hCG单独用于诊断PAS的价值均较低。一项研究指出,AFP预测PAS的AUC为0.573,敏感度和特异度分别为71%和46%;β-hCG预测PAS的AUC为0.662,敏感度和特异度分别为53%和68%[5];联合2项指标进行预测时,AUC 仅略升至0.668,敏感度和特异度分别为63%和64%。近年来,有研究对12 124例孕妇妊娠中期血清标志物与围产期不良预后之间的关系进行研究,也同样发现上述血清分子标志物虽可为母儿不良妊娠结局提供预警信号,但并不是产前诊断PAS的特异性指标[6]。


1.2    妊娠相关血浆蛋白-A    妊娠相关血浆蛋白-A(pregnancy-associated plasma protein A,PAPP-A)是由胎盘合体滋养层细胞和蜕膜细胞合成的一种糖蛋白,孕早期可作为筛查胎儿染色体异常的血清学指标之一。多项研究发现PAS患者血清中PAPP-A水平高于非PAS患者[4,7-9],对PAS的诊断也有一定的参考意义,但同样特异度不强[6]。

       

 综上所述,尽管上述传统分子标志物在胎盘植入患者血清中的表达水平存在一定差异,但其用于产前诊断PAS的效能较低,特异度不强。因此,仍需进一步挖掘更为准确且特异度较强的新型分子标志物用于PAS的产前诊断。


2  新型血清学标志物与胎盘植入性疾病


2.1    血管生成相关因子    广泛的新生血管生成是PAS的主要特征之一,而胎盘血管形成过程受到可溶性fms样酪氨酸激酶(soluble fms-like tyrosine kinase,sFlt)、胎盘生长因子(placental growth factor,PlGF)和血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factors,VEGFs)等分子之间的协调和精细平衡所调控。滋养层组织中VEGF的表达增加可促进滋养细胞生长、血管生成和侵袭等过程,从而导致PAS的发生[10-12] 。德国1项多中心研究结果显示,母体血清VEGF的水平用于预测PAS的AUC为 0.729,VEGF联合既往剖宫产次数预测PAS的AUC可提升至0.915,且孕妇血清VEGF水平与临床PAS严重程度呈负相关[13],以上结果表明VEGF可作为预测PAS并提示其严重程度的潜在分子标志物之一。此外,有研究发现VEGF的可溶性受体R2(VEGF-R2)在PAS组表达不同于对照组[14]。然而,关于VEGF在PAS预测中的作用研究并非完全一致。也有研究发现,母体血清VEGF水平与对照组相比差异无统计学意义,可能的原因包括该研究虽纳入病例一致性好,但未匹配采血孕周,且检测物非游离水平[15]。因此,关于诱导血管生成相关因子在PAS产前诊断中的应用价值,仍需扩大样本进一步验证,以期得到更为严谨的研究结果。


2.2    侵袭和转移相关因子    细胞滋养层(cytotrophoblast,CTB)来源于胚泡的滋养层,是人胎盘的前体细胞,形成胎盘的绒毛结构,CTB可分化为绒毛滋养层细胞或绒毛外滋养层细胞(extravillous trophoblasts,EVTs),EVTs具有很强的增殖和迁移能力,其过度的侵袭会导致PAS的发生[16]。因此,CTBs向EVTs的分化和EVTs的侵袭过程对早期妊娠过程中胎盘的发育至关重要。


        滋养细胞侵袭的调节机制之一是通过凋亡机制介导的EVTs增殖和细胞死亡之间的平衡[17]。肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体受体-2(tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand-receptor 2,TRAIL-R2)在孕期由蜕膜细胞和滋养层细胞合成,主要参与细胞凋亡。研究发现,前置胎盘合并PAS组的血清和胎盘中的TRAIL-R2水平均显著低于对照组,而胎盘和血清TRAIL-R2水平呈正相关[18]。因此,推测TRAIL水平平衡被打破时,母胎免疫环境、细胞凋亡以及滋养细胞侵袭过程将发生改变。


        转化生长因子-β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)是TGF-β超家族的一员,可调节细胞生长、运动和肿瘤发生等过程。研究发现,TGF-β1可以诱导激活下游信号通路参与滋养层细胞的增殖和侵袭。白细胞介素-35(interleukin-35,IL-35)是具有抗炎特性的细胞因子家族成员,滋养层细胞是妊娠期间IL-35的主要来源[19]。Khamoushi等[20]通过比较PAS患者和健康孕产妇血清的TGF-β1和IL-35水平发现,PAS组血清TGF-β1和IL-35水平显著高于健康对照组。此外,TGF-β1水平与IL-35水平呈正相关,但其他因素如年龄、妊娠周数、活产和流产与IL-35和TGF-β1水平无关。


        趋化因子(chemokine,CXCL)是一种在细胞因子超家族成员中具有趋化性的小分子蛋白质,可促进细胞迁移,广泛参与细胞免疫、生长发育、炎症和其他生理功能。CXCL12及其受体CXCR4、7可调节黏附、转移、定植等细胞生物学过程。就早孕的母胎界面而言,CXCL12可介导滋养层细胞的增殖、分化、侵袭和子宫螺旋动脉重塑等过程。PAS组的血浆和EVTs中CXCL12水平显著高于正常对照组[21]。


2.3    其他    胎盘游离信使核糖核酸(messenger RNA,mRNA)可从母体血浆中稳定地被分离和定量,可作为一种反映胎盘功能和胎盘发育的潜在标志物。Behery等[22]发现,孕妇血浆中胎盘游离mRNA可提高超声和彩色多普勒检查对疑似PAS的产前预测的准确性。对前置胎盘、PAS和正常妊娠妇女血浆人胎盘生乳激素(human placental lactogen,hPL)mRNA进行定量发现,妊娠28~32周前置胎盘和PAS患者血浆中hPL mRNA表达增加,且手术出血量与hPL mRNA水平呈正相关[23]。在胎盘形成过程中,EVTs对胎盘的浸润至关重要,PAS孕妇血浆hPL水平的升高可能反映了EVTs的活性。Li等[24]对68例中国单胎孕妇的研究发现,母体血浆中的hPL mRNA可能提示胎盘浸润异常,但不能预测胎盘异常浸润是否会导致子宫切除。此外,母体血浆中游离β-hCG mRNA浓度可能适用于PAS的产前诊断,尤其适用于识别可能需要子宫切除术的PAS妇女[25]。


        microRNAs(miRNAs)是一类高度保守的非编码微小RNA,通过修饰靶向mRNA的表达,在转录后水平调节基因表达。在胎盘发育过程中,细胞分化、黏附、迁移、凋亡和血管生成的基因表达均受特定miRNA的调控。血样分析和验证,发现了4个在PAS中表达下调的分子,分别是miR-139-3p、miR-196a-5p、miR-518a-3p和miR-671-3p,其中miR-139-3p的灵敏度最高(80%),而将上述4个miRNAs与孕次、产次、剖宫产史和采样孕周结合起来时,AUC值可达0.91,特异度为92%、阳性预测值88%、阴性预测值85%,提示了它们的预测价值[26]。


        此外,有研究利用蛋白质组学方法,筛选比较了PAS和对照组血浆蛋白质表达差异,鉴定了50种差异表达蛋白质(PAS组中37个上调,13个下调),进一步验证后发现4种蛋白质在两组间存在稳定差异,包括抗凝血酶Ⅲ,纤溶酶原激活物抑制剂1,可溶性Tie2,可溶性血管内皮生长因子受体2,且其用于预测PAS的AUC值均超过0.75[27]。KEGG通路分析结果表明,上述差异表达蛋白质功能主要与调节凝血、血管生成、侵袭和炎症密切相关。


        最新研究利用一种嵌入纳米结构的微芯片NanoVelcro,它可以有效地从母体血液中富集单个和成簇的循环滋养层细胞(circulating trophoblasts,cTBs),用于检测PAS[28]。研究人员收集了168例孕妇血清用于NanoVelcro芯片分析,其中包括65例胎盘植入,59例前置胎盘以及44例正常胎盘数据,通过对168例孕妇的cTBs和cTB簇计数的可行性研究表明,其在区分PAS和非PAS方面有很好的诊断性能。cTBs检测在区分PAS和非PAS时,ROC曲线下面积可达0.942(整个妊娠期)和0.924(妊娠早期)。将超声与cTBs结合能更好地预测区分PAS及非PAS。同时,无论在妊娠早期或是晚期,将超声与cTBs结合均比单一一种方法预测区分PAS及非PAS准确性更高。在这项研究中还发现cTBs数量与剖宫产相关,但不与其他某些已知的危险因素,包括产妇年龄、身体质量指数(BMI),孕次、产次等相关。这些结果有可能改善目前早期检测PAS的诊断模式。


        综上所述,目前研究发现了部分可用于胎盘植入性疾病产前诊断的潜在分子标志物,并从其在胎盘滋养细胞侵袭和血管生成过程发挥的作用角度分析了其与PAS发病机制之间可能的联系。传统分子标志物的检测较为便捷,但其诊断效能较差,用于PAS的产前诊断价值有限。新型的分子标志物虽然显示出了其在产前诊断方面的良好潜力,但仍需大样本人群进行验证和优化。后续研究应着眼于将各种具有潜在预测价值的分子标志物与PAS发病机制进行有机关联,对其开展联合对比研究,通过前瞻性研究扩大样本量进一步验证各类分子标志物的作用效能,通过整合研究提升其诊断价值。最终,构建“分子标志物-临床信息-影像学特征”一体化PAS预测体系是进一步研究的主要方向[29-30]。



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