診斷性超聲波對(duì)妊娠早期宮內(nèi)絨毛組織的影響

【摘 要】超聲檢查是早期妊娠診斷，無(wú)創(chuàng)性產(chǎn)前診斷、觀測(cè)胎兒發(fā)育、胎兒畸形篩查等的重要手段，是產(chǎn)科實(shí)踐中不可缺少的工具，大量的研究表明診斷超聲確定存在潛在的生物效應(yīng)，近年為了獲得更好的超聲診斷質(zhì)量和對(duì)病癥的檢出能力，診斷超聲的輸出水平在不斷提高，所以超聲對(duì)人胚早期的安全性影響越來(lái)越被人們所重視，超聲可以通過(guò)生物學(xué)效應(yīng)（熱效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)、空化效應(yīng)）作用于器官組織并引起細(xì)胞和分子水平的變化，從而可能影響胚胎和胎兒發(fā)育。認(rèn)為診斷級(jí)超聲對(duì)早孕絨毛在超微結(jié)構(gòu)、生化功能、DNA、細(xì)胞增殖與凋亡等方面都存在著一定的影響，診斷劑量超聲對(duì)胚胎組織的生物學(xué)效應(yīng)取決于超聲強(qiáng)度和輻照時(shí)間，在超聲強(qiáng)度不變的情況下，輻照時(shí)間越長(zhǎng)劑量越大，因此在早孕期進(jìn)行超聲檢查時(shí)，一定要堅(jiān)持最小劑量的原則，應(yīng)慎用彩色多普勒、頻譜多普勒。

【關(guān)鍵詞】診斷性超聲；絨毛組織；生物效應(yīng)

【中圖分類號(hào)】R445 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1004—7484（2013）11—0134—02

超聲檢查是早期妊娠診斷、監(jiān)測(cè)評(píng)估胚胎及胎兒生長(zhǎng)發(fā)育、確定胎齡、監(jiān)測(cè)胎兒宮內(nèi)環(huán)境的便捷、無(wú)創(chuàng)、安全手段，是產(chǎn)科實(shí)踐中不可缺少的工具【1】，大量的研究表明診斷超聲確定存在潛在的生物效應(yīng)【2】，近年來(lái)，超聲技術(shù)不斷取得進(jìn)步，彩色血流成像、脈沖多普勒技術(shù)、三維甚至四維超聲技術(shù)以及高頻超聲已廣泛應(yīng)用于實(shí)踐操作中，而這些技術(shù)和傳統(tǒng)的灰階成像技術(shù)相比，輸出聲強(qiáng)有大幅度提高，超聲暴露時(shí)間也相對(duì)延長(zhǎng)。研究表明，超聲可以通過(guò)生物學(xué)效應(yīng)（熱效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)、空化效應(yīng)）作用于器官組織并引起細(xì)胞和分子水平的變化【3】，從而可能影響胚胎和胎兒發(fā)育。因此，超聲對(duì)早孕胚胎的不良生物學(xué)效應(yīng)不容忽視，超聲波輻射對(duì)胚胎及胎兒的安全性是長(zhǎng)久以來(lái)人們一直關(guān)注并進(jìn)行研究的課題，我國(guó)醫(yī)務(wù)工作者在這一領(lǐng)域做了大量的工作，特別是對(duì)妊娠早期宮內(nèi)絨毛組織的影響進(jìn)行了大量活體條件下的研究，為診斷超聲在孕早期的臨床安全應(yīng)用提供了依據(jù)， 本文在超聲生物學(xué)效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)制及超聲對(duì)早孕絨毛的生物學(xué)效應(yīng)方面就超聲對(duì)人類早孕絨毛組織影響的研究綜述如下：

1 超聲生物學(xué)效應(yīng)是指一定能量的超聲（由輻照的聲強(qiáng)和時(shí)間兩個(gè)因素決定）在生物組織中傳播時(shí)，導(dǎo)致生物組織的功能和結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化【4】，其產(chǎn)生機(jī)制包括以下3方面：

1.1 熱效應(yīng)：人體在不同的生理環(huán)境下對(duì)溫度升高有一定的耐受力。然而，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明：胚胎和胎兒組織處在迅速?gòu)?fù)制和分化細(xì)胞形成器官期間，易于受到熱損傷。溫度升高2.5-5℃時(shí)，可能導(dǎo)致發(fā)育畸形和胎兒死亡。溫度升高小于1℃，持續(xù)時(shí)間很短時(shí)，對(duì)胎兒一般無(wú)損害。然而近來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，在不少情況下，體內(nèi)溫度升高大于1℃或更高是可能的。

1.2 機(jī)械效應(yīng)：超聲波的傳導(dǎo)是機(jī)械振動(dòng)能量的傳播過(guò)程，在傳播過(guò)程中形成激烈變化的機(jī)械運(yùn)動(dòng)場(chǎng)，在場(chǎng)中，細(xì)胞及細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)不可避免的發(fā)生運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)，引起膜性結(jié)構(gòu)的拉伸、扭曲及斷裂，使其功能及結(jié)構(gòu)發(fā)生損害。

1.3 空化效應(yīng)：Carstensen指出，倘若產(chǎn)生瞬態(tài)空化，其生物效應(yīng)可能是很局部的，只會(huì)損傷靠近爆炸空腔周圍的少數(shù)細(xì)胞。超聲空化伴發(fā)的激烈物理過(guò)程，使周圍組織細(xì)胞壁和質(zhì)膜等被擊穿，產(chǎn)生可逆或不可逆的小孔【5】。然而，對(duì)于人體的生殖細(xì)胞，或是處于發(fā)育靈敏期的胚胎和胎兒，如果在這種情況下產(chǎn)生空化，即便只是幾個(gè)細(xì)胞也是不可容忍的。實(shí)驗(yàn)證明超聲的空化作用可產(chǎn)生局部應(yīng)力和自由基，局部應(yīng)力可直接損傷細(xì)胞膜系統(tǒng)，自由基通過(guò)誘發(fā)細(xì)胞膜脂質(zhì)過(guò)氧化間接并擴(kuò)大細(xì)胞膜損傷【6】。以上三種作用機(jī)制常常會(huì)同時(shí)存在，但其中必然存在一個(gè)導(dǎo)致生物效應(yīng)的主導(dǎo)機(jī)制，而且各種機(jī)制之間會(huì)產(chǎn)生相互影響。如瞬態(tài)空化會(huì)產(chǎn)生局部高溫，而溫升又會(huì)影響到空化強(qiáng)度等。在診斷超聲中以空化作用最為重要【7】。

2 超聲對(duì)早孕絨毛的生物學(xué)效應(yīng)

2.1 對(duì)早孕絨毛超微結(jié)構(gòu)的影響：胚胎絨毛來(lái)源于滋養(yǎng)層，是受精卵有絲分裂而形成的衍生物，具有與胚胎及胎兒同樣的遺傳信息，是維持早孕胚胎發(fā)育的重要組織。當(dāng)胚胎絨毛受到內(nèi)外因素?fù)p傷達(dá)一定程度時(shí)就會(huì)發(fā)生形態(tài)結(jié)構(gòu)的改變：微絨毛排列雜亂、卷曲、斷裂或丟失，胞質(zhì)內(nèi)空泡，核周間隙增大，線粒體腫脹，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張等改變。 國(guó)內(nèi)有多數(shù)學(xué)者進(jìn)行了超聲對(duì)早孕絨毛的研究，經(jīng)不同的陰道超聲探頭頻率分別以不同時(shí)間輻照早孕絨毛來(lái)觀察胚胎細(xì)胞結(jié)構(gòu)改變。張永紅等【8】采用陰道超聲輻射胚胎來(lái)研究超聲的生物學(xué)效應(yīng)，經(jīng)陰道探頭（7、5 MHz）照射胚胎絨毛，5、10 min均引起早期胚胎細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)不同程度的損傷，并且在一定聲輸出強(qiáng)度下輻照時(shí)間越長(zhǎng)，損傷越重，損傷最重的是滋養(yǎng)層細(xì)胞表面的微絨毛?；酐惾氐取?】發(fā)現(xiàn)在孕早期用一定劑量（5 MHz，10 min）的超聲輻照人的子宮，能夠?qū)е陆q毛細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。胡智安【10】等研究經(jīng)陰道彩色多普勒超聲輻照對(duì)人早孕絨毛細(xì)胞凋亡的影響，認(rèn)為照射后72 h凋亡細(xì)胞數(shù)較照射后24 h有明顯的減少并接近照射前狀態(tài)。朱家起【11】報(bào)導(dǎo)經(jīng)腹超聲照射孕囊10min絨毛細(xì)胞部分微絨毛排列紊亂、卷曲；經(jīng)腹超聲照射孕囊20min會(huì)出現(xiàn)合體滋養(yǎng)細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張，線粒體外室擴(kuò)張，內(nèi)室收縮，嵴間隙增寬。陳珊珊等用陰道探頭頻率（7、0 MHz）分別輻照早孕胚胎后24h內(nèi)取材，持續(xù)輻照5 min就有明顯的細(xì)胞形態(tài)改變，但認(rèn)為陰道超聲輻照孕囊5 min內(nèi)可以是安全的【12】。陰道超聲照射早孕絨毛組織是否在更短（小于5min）的照射時(shí)間出現(xiàn)絨毛組織的損傷，近年有學(xué)者也進(jìn)行了這方面的研究，焦彤等經(jīng)陰道超聲（探頭頻率5.0 MHz）分別照射妊娠囊3 min及10 min，觀察到超聲照射3min就出現(xiàn)部分絨毛細(xì)胞形態(tài)改變，認(rèn)為對(duì)早孕婦女應(yīng)避免經(jīng)陰道超聲檢查【13】。使用陰道超聲在短短的3min就出現(xiàn)早期絨毛的改變，可能是經(jīng)陰道超聲探頭頻率比經(jīng)腹探頭頻率高，超聲輻照劑量增大，且探頭距胚胎組織更近，對(duì)胚胎絨毛細(xì)胞的損傷更早的緣故。

2.2 對(duì)早孕絨毛組織生化功能的影響 ：絨毛來(lái)源于滋養(yǎng)層組織，是受精卵有絲分裂而成的衍生物，具有胚胎的遺傳信息，是維持早孕及保證胚胎發(fā)育的重要組織。隨超聲劑量的增加而逐漸降低由于超聲波引起的脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)，不僅會(huì)消耗大量抗氧化酶，還會(huì)使抗氧化酶活性降低，造成自由基的堆積，堆積的自由基作用于不飽和脂肪酸，發(fā)生脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)（LPO），而LPO又可產(chǎn)生自由基同時(shí)降低超氧化物歧化酶（SOD）活性，兩者互為因果。LPO的最終產(chǎn)物是生成丙二醛（malondialdehyde，MAD），MAD的水平反映了不飽和脂肪酸的過(guò)氧化程度。崔運(yùn)河等【14】用診斷劑量超聲輻照絨毛20min后就可明顯影響超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過(guò)氧物酶的活性，削弱了機(jī)體清除自由基的能力，導(dǎo)致自由基在體內(nèi)堆積，生物膜過(guò)氧化加速。超聲對(duì)早孕組織中丙二醛﹑超氧化物歧化酶的影響，焦彤等采用陰道超聲分別輻照妊娠囊3、10min，發(fā)現(xiàn)陰道超聲輻射孕囊3min SOD、MDA無(wú)明顯改變，輻照10min SOD明顯下降，MDA水平明顯升高， MAD隨著超聲輻照時(shí)間延長(zhǎng)而升高，SOD活性隨超聲輻照時(shí)間延長(zhǎng)而下降。張永紅等的實(shí)驗(yàn)以經(jīng)陰道超聲照射早孕婦女宮內(nèi)胚囊，結(jié)果表明，照射10 min以上，絨毛細(xì)胞DNA單鏈斷裂和DNA雙鏈斷裂明顯增加，即DNA結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。因此可認(rèn)為陰道超聲對(duì)宮內(nèi)早孕絨毛細(xì)胞的生化代謝會(huì)有一定的影響，且其影響程度與輻射時(shí)間密切相關(guān)。

2.3 對(duì)早孕絨毛DNA的影響：診斷超聲對(duì)早孕絨毛DNA的影響研究主要集中在以下幾個(gè)方面，包括DNA單鏈斷裂（single—strandbreak，SSB），DNA雙鏈斷裂（double—strand break，DSB），DNA 含量測(cè)定，姐妹染色單體交換率（sisterchromatid exchange，SCE）及染色體畸變率（chromosome aberration，CA）【15】。CA包括數(shù)目和結(jié)構(gòu)畸變， SCE是指來(lái)自同一染色體的兩條染色單體在同源位點(diǎn)上互換部分染色質(zhì)。SCE升高提示DNA可能受到某種損害或DNA修復(fù)系統(tǒng)受到影響，故可作為DNA損傷篩選的一種工具。大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為SCE頻率升高是染色體DNA受損的敏感指標(biāo)【16-17】。國(guó)內(nèi)也有學(xué)者做過(guò)此方面的研究：焦彤等采用陰道超聲分別輻照孕囊3、10min 其這兩組與對(duì)照組間SCE差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），表明超聲照射10min劑量尚不足以導(dǎo)致細(xì)胞核內(nèi)的DNA損傷，陰道超聲持續(xù)照射早期胚胎10min是安全的。DNA損傷是染色體畸變、SCE形成、突變、癌變及畸變效應(yīng)的分子基礎(chǔ)，因此，研究陰道超聲對(duì)DNA的影響，尤其在妊娠早期處于分裂期的細(xì)胞時(shí)具有十分重要意義。

2.4 對(duì)絨毛細(xì)胞凋亡的影響：國(guó)內(nèi)有多數(shù)學(xué)者進(jìn)行了超聲對(duì)早孕絨毛的研究，通過(guò)生物學(xué)效應(yīng)造成組織細(xì)胞的凋亡，細(xì)胞凋亡過(guò)程受各種因子調(diào)控，包括誘導(dǎo)性因子和抑制性因子，如Fas家族 、FasL、P53 、Bcl–2和Caspase家族等。金亞玲等【18】研究發(fā)現(xiàn)，Caspase在細(xì)胞滋養(yǎng)層細(xì)胞和合體滋養(yǎng)層細(xì)胞中都有表達(dá)，研究認(rèn)為超聲波的空化效應(yīng)，在細(xì)胞局部產(chǎn)生大量的自由基，產(chǎn)生脂質(zhì)化反應(yīng)，破壞細(xì)胞膜﹑細(xì)胞器等，在這種較強(qiáng)的凋亡刺激信號(hào)作用下，導(dǎo)致Caspase-3高表達(dá)，而這種高表達(dá)的Caspase-3可以通過(guò)作用于相應(yīng)的底物，酶切ADP核糖多聚酶（PRPP）DNA損傷修復(fù)酶DNA-PK導(dǎo)致細(xì)胞凋亡，這種超聲誘導(dǎo)的微小氣泡引起的空化效應(yīng)可能是陰道超聲對(duì)早孕組織的主要損傷性機(jī)制。陰道超聲作為一種外界應(yīng)激源，是否會(huì)引起絨毛細(xì)胞凋亡，李子軍等【19】從分子生物學(xué)的角度做了這方面的研究，用RT-PCR方法分析絨毛組織Caspase-3mRNA的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)陰道超聲輻照孕囊5min檢測(cè)Caspase-3mRNA的表達(dá)增加，并隨輻射時(shí)間延長(zhǎng)Caspase-3 mRNA的表達(dá)增加。秦軍麗【20】等研究了經(jīng)陰道彩色多普勒超聲輻照絨毛組織后24h取材，采用流式細(xì)胞儀檢測(cè)絨毛細(xì)胞凋亡水平，5min就出現(xiàn)凋亡細(xì)胞，且絨毛細(xì)胞的凋亡會(huì)隨著陰道輻照時(shí)間的延長(zhǎng)而增高。胡淑君等【21】研究也證實(shí)診斷劑量的超聲輻射可以誘導(dǎo)早孕絨毛和蛻膜細(xì)胞凋亡，而且隨著輻射時(shí)間的延長(zhǎng)細(xì)胞凋亡水平不同程度的增高。劉安等【22】報(bào)導(dǎo)一定劑量的診斷超聲，尤其是多普勒超聲，可以引起組織細(xì)胞不同程度的凋亡，然而所幸凋亡是近期效應(yīng)、是可逆的。

診斷超聲在產(chǎn)科的應(yīng)用日益廣泛，各種研究表明診斷級(jí)超聲對(duì)早孕絨毛在超微結(jié)構(gòu)、生化功能、DNA、細(xì)胞增殖與凋亡等方面都存在著一定的影響，其對(duì)胚胎組織潛在的危害性不能忽視。診斷劑量超聲對(duì)胚胎組織的生物學(xué)效應(yīng)取決于超聲強(qiáng)度和輻照時(shí)間，在超聲強(qiáng)度不變的情況下，輻照時(shí)間越長(zhǎng)劑量越大，鑒于此，對(duì)聲波強(qiáng)度和檢查時(shí)間仍要盡可能堅(jiān)持最小劑量原則【23】。在胚胎妊娠齡10周內(nèi)，超聲檢查應(yīng)慎重使用，如無(wú)特殊的醫(yī)學(xué)指證，應(yīng)盡量避免使用頻譜和彩色多普勒模式檢查【24】。相信隨著對(duì)產(chǎn)科領(lǐng)域不同組織、不同器官診斷性超聲的安全閾值劑量的不斷規(guī)范、不斷完善，診斷性超聲在產(chǎn)科方面的應(yīng)用前景會(huì)更加廣闊。

參考文獻(xiàn)：

[1] 崔立剛，張武.產(chǎn)科超聲檢查安全性適應(yīng)證準(zhǔn)確性和局限性[J].中華醫(yī)學(xué)超聲雜志（電子版），2007，4（3）：190—191.

[2] 郭萬(wàn)學(xué)主編，超聲醫(yī)學(xué)第第6版[M]北京：人民軍醫(yī)出版社，2012.11 ，42-47

[3] 姚維妙.超聲對(duì)胚胎及胎兒安全性研究新進(jìn)展[J].國(guó)外醫(yī)學(xué)計(jì)劃生育/生殖健康分冊(cè)，2006，25（3）：147—148.

[4] 郭萬(wàn)學(xué)主編，超聲醫(yī)學(xué)第第6版[M]北京：人民軍醫(yī)出版社，2012.11 ，26

[5] Bazan-Peregrino M ，Arvanitis CD，Rifai B，et al.Ultrasound-induced cavitation enhances the delivery and therapeuitc efficacy of an oncolytic virus in an in vitro model.J Contorl Release ，2012，157：235-242.

[6] 霍衛(wèi)平，夏敏，劉香環(huán)，王乃輝 診斷超聲對(duì)人早孕絨毛組織的影響中國(guó)醫(yī)學(xué)創(chuàng)新[J]2008，（5）：33，112

[7] 周永昌，郭萬(wàn)學(xué).超聲醫(yī)學(xué)[M].北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2012.11，57-74.

[8] 張永紅，李玉潔.經(jīng)陰道超聲對(duì)宮內(nèi)絨毛細(xì)胞DNA的影響，[J].醫(yī)師進(jìn)修雜志，2003，26（12）：40.

[9] 霍麗蓉，梁建濤，劉晉敏.孕早期診斷級(jí)超聲輻照對(duì)胎兒絨毛組織超微結(jié)構(gòu)的影響[J].山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，38（3）：225-226.

[10] 胡智安，朱劍芳，韓鄂輝，等.經(jīng)陰道彩色多普勒超聲輻照對(duì)人早孕絨毛細(xì)胞凋亡的影響[J].臨床超聲醫(yī)學(xué)雜志，2008，10（8）：654455.

[11] 朱家起.診斷陰道超聲對(duì)人早孕絨毛組織的影響[J].醫(yī)學(xué)理論與實(shí)踐，2010，23（7）：801

[12] 陳珊珊，夏飛，李子軍.診斷性超聲輻照對(duì)人早孕絨毛組織超微結(jié)構(gòu)的影響[J].蘇州大學(xué)學(xué)報(bào)（醫(yī)學(xué)版），2009，26（3）：461-463.

[13] 焦彤，劉麗，王芝芬，等.陰道超聲照射對(duì)子宮內(nèi)絨毛的影響[J].中華婦產(chǎn)科雜志，2000，35（7）：406-407.

[14] 崔運(yùn)河，孫鳳蘭，王強(qiáng)，等.診斷級(jí)超聲對(duì)人孕早期絨毛組織的化學(xué)影響[J].中國(guó)全科醫(yī)學(xué)，2011，4（4）：275-276.

[15] 汪龍霞。診斷超聲在產(chǎn)科的安全性綜述[J].中國(guó)超聲醫(yī)學(xué)雜志2006，22 （9 ）：717

[16] L iebeskind D.Sister chromatid exchange in human lymphocytes after exposure to diagnostic ultrasound[J].Science，1979，205：1273.

[17] 卞美璐.姊妹染色單體互換檢測(cè)的方法、原理及其應(yīng)用[J].北京醫(yī)學(xué)，1983，5（4）：235.

[18] 金亞玲，孟軍，武艷玲，楊敬一陰道超聲輻照對(duì)人早孕胚胎影響的研究進(jìn)展[J].寧夏醫(yī)學(xué)雜志，2009，31（1）：8

[19] 李子軍， 夏飛，何軍，等.RT-PCR檢測(cè)超聲輻照后人早孕絨毛組織中Caspase-3mRNA的表達(dá)[J].生殖與避孕，2006，26（3）：156-159.

[20] 秦軍麗，朱劍芳，刑娟娟，等.診斷用陰道彩色多普勒超聲輻照對(duì)人早孕絨毛細(xì)胞凋亡的影響[J].江西醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，46（4）：96-98

[21] 胡淑君，，湯佩玲，趙群，等.診斷劑量的超聲輻射對(duì)人類早孕絨毛和蛻膜組織細(xì)胞的影響[J].中國(guó)婦幼保健，2009 （1 ）82-83

[22] 劉安，雷彩虹.孕期診斷超聲應(yīng)用的安全性研究進(jìn)展[J].醫(yī)學(xué)綜述，2010，16（7）：1096

[23] 朱向明等主編 臨床超聲測(cè)量指南[M]南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，2012.3 146

[24] 郭萬(wàn)學(xué)主編，超聲醫(yī)學(xué)第第6版[M]北京：人民軍醫(yī)出版社，2012.11 ，46