子癇前期是一種嚴重的妊娠期疾病，多發(fā)生于妊娠20周后，表現(xiàn)為高血壓、蛋白尿，可致不良妊娠結局，是孕產婦和圍產兒死亡的重要原因之一。子癇前期按疾病的嚴重程度分為輕度和重度，輕度子癇前期是指妊娠20周后出現(xiàn)收縮壓≥140 mmHg(1 mmHg＝0.133 kPa)和(或)舒張壓≥90 mmHg伴蛋白尿≥0.3 g/24 h，或隨機尿蛋白(＋)。重度子癇前期是指血壓和蛋白尿持續(xù)升高，發(fā)生母體臟器功能不全或胎兒并發(fā)癥。同時又以34周為界，34周前發(fā)生稱早發(fā)型。早孕期藥物預防子癇前期已有臨床指南，臨床期待早孕期能夠預測后繼妊娠發(fā)生子癇前期的病例，這是疾病預防與產科領域的研究重點、熱點之一。胎盤生長因子(placental growth factor，PlGF)是一種妊娠期重要蛋白，從基礎研究到臨床研究均證明或提示PlGF可獨立或與其他指標聯(lián)合用于早孕期預測子癇前期。隨著檢測試劑的商業(yè)化供應，PlGF正在進入臨床應用。
一、PlGF的生理功能與血管新生
PlGF是一種糖蛋白，屬血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)家族成員，主要在胎盤表達，在其他組織只有低水平的表達，包括心臟、肺、甲狀腺、肝臟、骨骼肌和骨骼等。PlGF具有多種生物活性，尤其對血管內皮細胞的分化增殖及血管形成有重要的調節(jié)作用。PlGF基因位于14號染色體長臂，由7個外顯子組成，跨度為13 700 bp，編碼蛋白有PlGF－1、PlGF－2、PlGF－3、PlGF－4四種異構體，分別由131、152、203和224個氨基酸組成[1]。除了大小不同，PlGF亞型在其分泌特性和結合親和性方面也存在差異，其中PlGF－1和PlGF－2分泌量大，在孕期的分泌方式高度相關，有共同調節(jié)機制。PlGF－2和PlGF－4具有肝素結合域，與細胞膜關聯(lián)，行使自分泌功能；PlGF－1和PlGF－3不具備肝素結合域，為可擴散型，以旁分泌方式起作用。
PlGF與血管內皮生長因子受體－1(vascular endothelial growth factor receptor1，VEGFR－1)結合發(fā)揮作用[2]?；罨蟮腣EGFR－1與VEGFR－2分子之間的轉磷酸化作用，使得VEGFR－對VEGF的結合反應增強；PlGF與VEGF形成異質二聚體，可能具有促或抗血管生成的作用。PlGF通過與酪氨酸激酶膜受體(fms－like－tyrosine－kinase receptor//Flt－1)及其可溶性受體(soluble fms－like－tyrosine－kinase receptor//Flt－1，sFlt－1)結合，直接激活內皮細胞、巨噬細胞和造血干細胞，增加細胞對VEGF－A的敏感性，促血管生成。PlGF也通過其他機制發(fā)揮作用，例如，PlGF將VEGF－A從Flt－1中分離，從而使VEGF－A活性增強[3]。sFlt－1具有抗血管生成潛能，在循環(huán)中與PlGF和VEGF結合，抑制后者的促血管生成活性[2]。
此外，PlGF還與神經(jīng)元中的神經(jīng)纖毛蛋白受體－1 (neuropilin receptor－1，NP－1)和NP－2結合[4]。膠質細胞缺失因子1(the transcription factors glial cells missing 1，GCM1)、金屬調節(jié)轉錄因子(metal－regulatory transcription factor 1，MTF1)，以及DLX家族基因(distal－lesshomeobox 3，DLX3)共同參與PIGF的表達調控。GCM1是胎盤轉錄因子，由合包素、人絨毛膜促性腺激素β基因等反式激活；MTF1通過結合特定的DNA模序(metal response elements，MREs)調節(jié)重金屬基因表達；DLX3擁有保守的同原序列及DNA激活域，調節(jié)胎盤滋養(yǎng)細胞的分化。既往研究認為，GCM1通過調節(jié)PIGF轉錄位點上游元件來調控PIGF表達，MTF1通過調節(jié)PIGF轉錄位點下游元件來調控PIGF表達。最新研究發(fā)現(xiàn)，GCM1可以通過PIGF下游3個結合位點來促進PIGF的表達，并非上游結合位點。同時下游GCM1結合位點也是MTF1反應元件，此外DLX可與GCM1結構域結合，對GCM1對PIGF的促表達起負性調節(jié)作用[5,6]。
在成年人，血管生成主要發(fā)生在月經(jīng)周期的子宮內膜修復，以及在創(chuàng)面愈合、心肌和骨骼肌的自適應過程中，PlGF在其中起重要作用。生理運動誘發(fā)的骨骼肌和心肌缺血并不能刺激PlGF的產生，但是在病理情況下，如缺血、損傷、冠狀動脈疾病等PlGF表達升高，通過血管生成以應對病理缺血或損傷。敲除野生型大鼠PlGF基因，在心臟、四肢、眼部缺血的情況下，血管生成和動脈形成功能受損。在非滋養(yǎng)細胞中，低氧誘導PlGF表達。相反，在滋養(yǎng)細胞中，常氧環(huán)境增加PlGF，缺氧抑制PlGF的轉錄活性，提示PlGF在滋養(yǎng)細胞有獨特的調節(jié)機制與功能[7]。
二、PlGF與妊娠
血管生成是胎盤形成、胚胎發(fā)育和胎兒生長過程中極為重要的一環(huán)，受多種因子復雜調節(jié)，主要是VEGF、PlGF及其受體，其中PlGF起重要作用。人類月經(jīng)周期的分泌期子宮內膜分泌PlGF，這是PlGF對胚胎植入產生影響的證據(jù)[8]。妊娠期，PlGF的變化趨勢與胎盤絨毛膜血管網(wǎng)的發(fā)生、形成進程一致，早孕期胎盤尚未形成，PlGF含量低，隨著妊娠進展，PlGF合成增加，胎盤血管網(wǎng)逐漸形成，血氧分壓升高，胎盤血管在PlGF的作用下形成非分支血管。時間上，PlGF的合成從孕11～12周開始上升，至孕28～30周達高峰，此后PlGF水平又呈現(xiàn)下降趨勢，妊娠晚期胎盤老化，功能下降，PlGF的含量也降低。正常PlGF濃度的下限(第5個百分位數(shù))，從妊娠30周時的峰值141 pg/ml到足月時的23 pg/ml。與PlGF不同，sFlt會一直升高至妊娠結束時，當PlGF的生物利用度通過與sFlt結合而降低時，就呈現(xiàn)PlGF水平的正常起伏[9]。PlGF對著床內膜、整個孕期胎盤血管發(fā)生與形成的影響，決定了PlGF可作為血管病變妊娠相關疾病預測指標的價值，以及利用PlGF進行治療的可能性。諸如，在沒有子癇前期的胎兒生長受限孕婦中PlGF水平也顯著低于正常孕婦；在異位妊娠患者的滋養(yǎng)細胞中也發(fā)現(xiàn)PlGF信使RNA(messenger RNA, mRNA)的合成量顯著降低；在輸卵管妊娠患者甚至檢測不到血清PlGF；另外，PlGF也與流產、絨毛膜羊膜炎、胎盤早剝等病理性妊娠密切相關[3]。
三、PlGF與子癇前期
子癇前期的發(fā)病，比較公認的學說有胎盤淺表著床、缺陷胎盤和子宮螺旋動脈重鑄障礙等。PlGF是胎盤血管生長的標志物，子癇前期患者處于抗血管生成的狀態(tài)，其PlGF水平明顯降低，PlGF與sFlt水平失衡[10,11]。子癇前期孕婦，在子癇前期診斷前或綜合征發(fā)病前，血清和尿的PlGF就低于正常妊娠。在早孕期，PlGF的缺乏可能是由于PlGF的表達減少；在晚孕期，游離PlGF低水平伴隨總sFlt (游離的＋與VEGF或PlGF結合的)的升高，在懷孕后期PlGF水平降低主要是由于PlGF與sFlt結合增加，是sFlt對PlGF的分流所致[12]。PlGF水平降低，sFlt升高，拮抗酪氨酸激酶的活化，抑制PlGF發(fā)揮生理活性而引起一系列生理病理變化，可導致子癇前期的發(fā)生。在發(fā)生子癇前期的孕婦，妊娠早期PlGF就降低，遠早于疾病的臨床表現(xiàn)，奠定了用PlGF預測子癇前期的基礎。
四、PlGF用于子癇前期的預測與診斷
子癇前期患者的胎盤組織中，PlGF mRNA水平顯著低于正常者。PlGF血清濃度在子癇前期的發(fā)病前就已經(jīng)發(fā)生改變，對早發(fā)型子癇前期患者更是如此[13]。PlGF不僅能夠預測子癇前期的發(fā)生，甚至能夠提示子癇前期的嚴重程度，隨著疾病程度的加重PlGF的水平呈現(xiàn)下降趨勢。有研究[14]顯示妊娠高血壓組、輕度子癇前期組及重度子癇前期組血清PlGF分別為(43.33±15.10)ng/L、(20.13±11.21)ng/L、(5.83±2.10)ng/L。隊列研究顯示非妊高癥孕婦血清PlGF自懷孕初期就開始增多，分泌量在孕28周達到峰值，之后開始下降，子癇前期早產患者的血清PlGF早在孕11周就開始降低，其增長只隨孕周增大呈現(xiàn)不同程度的低水平增加，同樣，足月分娩的子癇前期及妊高癥患者血清PlGF在孕13周、孕28周就開始降低[15]。病情越嚴重，越能在早孕期監(jiān)測到血清PlGF的變化。雖然發(fā)現(xiàn)PlGF濃度低可以預測子癇前期，但健康孕婦的PlGF水平范圍很廣，個體差異大，使得個別病例的結果解釋困難，影響了PlGF單一指標的預測價值。
PlGF檢測聯(lián)合其他指標比單獨監(jiān)測PlGF對子癇前期更有預測價值。英國胎兒醫(yī)學基金會孕11～13周預測方案，采用了母體特征、平均動脈壓力、子宮動脈搏動指數(shù)、妊娠相關血漿蛋白A(pregnancy －associated plasma protein A,PAPP－A)和PlGF的結合，在假陽性率為10%時，預測早期和晚期子癇前期分別為95%和46%。預測方案在抗磷脂癥候群和系統(tǒng)性紅斑狼瘡等特定亞群中的應用更成功，這些孕婦不良妊娠結局的基礎風險增加，血管生成因子在這些疾病發(fā)病機制中起重要作用[16,17]。sFlt－1具有酪氨酸激酶活性，是PlGF的受體之一，sFlt－1可使PlGF減少，抑制PlGF和血管生成因子的生物學活性，導致血管形成障礙，引起血管內皮功能損害，使小動脈發(fā)生攣縮，sFlt－1在子癇前期患者中水平顯著升高，sFlt－1升高的患者發(fā)生子癇前期的可能性比正常孕婦高5～6倍。非妊高癥孕婦sFlt－1/PlGF在孕26周才開始升高，而在子癇前期早產患者sFlt－1 / PlGF在孕11周便發(fā)現(xiàn)開始升高，足月分娩的子癇前期和妊高癥孕婦，這一比值分別在孕21周及23周開始升高[15]。sFlt－1/PlGF比值可以在較早(早、中孕期)孕期預測子癇發(fā)生[18]。sFlt－1/PlGF大于85時患者極可能發(fā)生與子癇前期相關的不良妊娠結局[19]。
子癇前期患者尿液PlGF檢測結果顯示，重度子癇前期患者血清和尿液PlGF水平顯著低于輕度子癇前期患者，輕度子癇前期患者PlGF水平顯著低于對照組[20]。重度子癇前期患者血清和尿sFlt－1和sFlt－1/PlGF比值顯著高于輕度子癇前期患者，輕度子癇前期患者的sFlt－1和sFlt－1/PlGF比值顯著高于對照組。尿液PlGF變化檢測結果與血清趨于一致，血清PlGF、sFlt－1水平和sFlt－1/PlGF比值與尿PlGF、sFlt－1水平和sFlt－1/PlGF比值高度相關。PlGF及其相關指標的檢測可采用孕婦外周血或尿液。然而對于尿液PlGF、sFlt－1和sFlt－1/PlGF的研究主要集中在孕21～31周，妊娠早期尿液PlGF、sFlt－1和sFlt－1/PlGF是否存在明顯的差異，能否作為早期預測子癇前期的指標還有待進一步研究。此外尿PlGF水平受到患者腎功能、尿肌酐濃度、尿液留取等多種因素的影響，目前的資料更多是采用外周血檢測PlGF，檢測外周血PlGF穩(wěn)定性好，預測準確性更高。
子癇前期孕婦的臨床表現(xiàn)不一，可從早發(fā)、病情嚴重、胎兒宮內生長受限或者到只在懷孕足月時發(fā)生輕微癥狀。PlGF是子癇前期呈現(xiàn)不同臨床表現(xiàn)的基礎，早期、嚴重病例與胎盤異常有更強的關聯(lián)，PlGF的異常更為明顯。整個孕期持續(xù)低水平的PlGF和異常的sFlt/PlGF比值，可確定是早發(fā)和較嚴重的病例。對于疑似子癇前期，但還沒有達到診斷標準的孕婦，單獨PlGF或sFlt/PlGF比值作為"排除"指標，具有很高的陰性預測價值，在20～37孕周檢測外周血sFlt －1/PlGF，比值小于38的孕婦，沒有一例發(fā)生子癇[21]。妊娠晚期母血PlGF低于參考值的第5個百分位數(shù)通常比常用的5個因素組合(收縮壓和舒張壓、丙氨酸轉移酶、尿酸和試紙蛋白尿)的臨床參數(shù)更具有子癇前期的診斷價值，并提示需要在2周內中止妊娠[22]。低PlGF預測子癇前期的敏感性在小于胎齡兒病例最高。
五、展望
PlGF降低是胎盤異常的標志物，提示發(fā)育不良的子宮胎盤循環(huán)引起的持續(xù)性胎盤缺氧。雖然PlGF表達的調節(jié)機制尚待進一步研究，但在早孕期通過檢測PlGF預測早發(fā)性子癇前期、胎兒宮內生長受限等疾病，已經(jīng)具備臨床應用的可行性。另一方面，鑒于隨后發(fā)展為子癇前期的孕婦PlGF濃度降低，補充外源性PlGF有可能糾正先兆子癇患者被破壞的抗和促血管生成因子的平衡，即PlGF作為配體可結合過量的sFlt，補充PlGF來糾正血管生成平衡，可能是治療途徑。類似的，通過清血法(apheresis)去除sFlt，間接增加PlGF，恢復血管生成因子的平衡，也取得了效果[23]。這些從治療層面證明了PlGF降低是預測子癇前期的指標。生物學上，恢復血管生成因子的平衡可能是治療子癇前期可行的方法。但是，健康孕婦的PlGF正常范圍很廣，使得個別病例解釋困難，治療時應恢復的濃度也不易確定，以及治療的時間等尚需研究。盡管有這些局限性，PlGF在預測子癇前期具有廣泛的應用前景，尤其聯(lián)合其他指標后更具臨床意義，未來有望用于先兆子癇的治療。
選自中華檢驗醫(yī)學雜志2018,41(11)
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