COX-2及COX抑制劑與子癇前期的研究進(jìn)展

何芳杰(綜述)，胡繼芬(審校)

(1.福建醫(yī)科大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，福州 350005； 2.福建醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院婦產(chǎn)科，福州 350005)

子癇前期是威脅孕婦及圍生兒健康狀況的主要疾病之一，也是導(dǎo)致孕產(chǎn)婦死亡的主要原因之一。子癇前期的基本病理生理變化是全身小血管痙攣，主要表現(xiàn)為高血壓和蛋白尿，嚴(yán)重時(shí)可累積全身多個(gè)器官。目前，子癇前期的病因和發(fā)病機(jī)制并未完全闡明，但無論病因如何，一系列的級(jí)聯(lián)反應(yīng)導(dǎo)致了子癇前期綜合征，最終引起血管內(nèi)皮細(xì)胞受損，隨之發(fā)生血管痙攣、血漿漏出，缺血和血栓形成。胎盤環(huán)加氧酶2(cyclo-oxygenase 2，COX-2)表達(dá)異常參與了子癇前期的發(fā)病過程，且全身血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷與COX-2有關(guān)，由此推測COX-2可能參與了子癇前期的發(fā)病過程。

1 COX-2

1.1COX-2的結(jié)構(gòu) COX是合成前列腺素類化合物重要的限速酶，目前發(fā)現(xiàn)，COX有3種同工酶：結(jié)構(gòu)型COX-1、COX-3和誘導(dǎo)型COX-2。1991年，COX-2由Xie等[1]發(fā)現(xiàn)，其與COX-1具有61%的同源性。人類COX-2基因位于染色體1q25.2～25.3上，含有10個(gè)外顯子和9個(gè)內(nèi)含子，外顯子長約8.3 kb，蛋白質(zhì)編碼區(qū)由編碼604個(gè)氨基酸殘基的多肽組成，mRNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為4.5 kb，其上游5′端轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)長約0.8 kb，含有若干轉(zhuǎn)錄調(diào)控序列，包括2個(gè)核因子κB(nuclear factor-κB，NF-κB)位點(diǎn)、2個(gè)激活蛋白質(zhì)2(activator portein-2，AP-2)位點(diǎn)、cAMP反應(yīng)元件(cAMP responsive element，CRE)、TATA box序列、CCAAT增強(qiáng)子結(jié)合蛋白位點(diǎn)(CCAAT/enhancer binding protein，C/EBP)、Ets-1轉(zhuǎn)錄因子位點(diǎn)等，COX-2基因的調(diào)控主要在轉(zhuǎn)錄水平。

COX-2以同型二聚體的形式存在，每個(gè)單體的相對分子質(zhì)量約為70×103。每個(gè)亞基有3種不同的結(jié)構(gòu)域：短N(yùn)端表皮生長因子結(jié)構(gòu)域、α螺旋膜結(jié)合部分、C端反應(yīng)位點(diǎn)。COX是單次跨膜蛋白，膜結(jié)合域由一系列含疏水性氨基酸并暴露于膜單層的兩性分子α螺旋組成。人類COX-2為構(gòu)象異二聚體，含有1個(gè)催化單體和1個(gè)構(gòu)象單體。當(dāng)有底物或某些抑制劑結(jié)合COX的催化單體，亞鐵血紅素只連接在催化單體過氧化物酶位點(diǎn)。變構(gòu)單體調(diào)節(jié)催化單體，調(diào)節(jié)方式取決于哪個(gè)配基結(jié)合在變構(gòu)單體上。Dong等[2]的研究發(fā)現(xiàn),非酯化脂肪酸的水平和成分是調(diào)節(jié)COX-2及COX-2抑制劑應(yīng)答的重要因素。

1.2COX-2的生理功能及在組織中的表達(dá) COX-2主要分布在細(xì)胞核膜上，能催化花生四烯酸(arachidonic acid，AA)生成前列腺素G2(prostaglandin G2，PGG2)、前列腺素H2(prostaglandin H2，PGH2)。接著PGH2被各種酶催化，生成各類前列腺素類化合物，如：前列腺素D2(prostaglandin D2，PGD2)、前列腺素E2(prostaglandin E2，PGE2)、前列腺素F2(prostaglandin F2，PGF2)、前列腺素I2(prostaglandin I2，PGI2)和血栓素A2(thromboxane，TXA2)，所以COX也稱為前列腺素內(nèi)過氧化物合成酶。

COX有兩個(gè)活性位點(diǎn)：一個(gè)為亞鐵血紅素位點(diǎn)，有過氧化物酶活性，能將PGG2還原為PGH2；另一個(gè)為環(huán)加氧酶位點(diǎn)，能將AA轉(zhuǎn)化為PGG2。這個(gè)反應(yīng)是過氧化物酶活性部位所產(chǎn)生的酪氨酸自由基從AA奪取H原子，接著2個(gè)氧分子與花生四烯酸自由基反應(yīng)生成PGG2。

不同組織含有COX-1和COX-2的水平不同，功能也顯著不同。在正常情況下，COX-1在大多數(shù)哺乳動(dòng)物細(xì)胞中持續(xù)表達(dá)，承擔(dān)著基本功能，如腎功能的調(diào)節(jié)、胃黏膜的保護(hù)等。編碼COX-1的基因?qū)儆诠芗一?。研究發(fā)現(xiàn)，COX-2不能在大多數(shù)正常組織中找到，但在某些組織和細(xì)胞中表達(dá)，如血管內(nèi)皮、腎臟入球小動(dòng)脈和出球小動(dòng)脈間的致密斑，其可被激素、細(xì)胞因子、促炎因子、細(xì)菌內(nèi)毒素、腫瘤啟動(dòng)子等誘導(dǎo)產(chǎn)生[3]。在動(dòng)脈粥樣硬化損傷部位，可發(fā)現(xiàn)COX-2的特征性高表達(dá)。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，COX-2與胃癌、膽管癌等腫瘤的發(fā)生有關(guān)[4-5]。COX-3與COX的基因編碼相同，是COX-1的遺傳變異，它保留了內(nèi)含子和移碼突變區(qū)，在人類則為無功能基因。

2 COX-2與胎盤血管氧化應(yīng)激的關(guān)系

現(xiàn)有研究資料推測，子癇前期與早期妊娠時(shí)子宮螺旋動(dòng)脈重鑄不足[6]及胎盤功能形成障礙有關(guān)，其導(dǎo)致子宮胎盤動(dòng)脈血流減少，胎盤灌注不足及不規(guī)則，當(dāng)胎盤血供不足以維持持續(xù)增大的胎兒時(shí)，則使胎盤處于長期缺血缺氧狀態(tài)，胎盤某些區(qū)域缺血再灌注又可導(dǎo)致活性氧大量產(chǎn)生[7]，進(jìn)而導(dǎo)致胎盤氧化應(yīng)激和功能紊亂，并伴隨內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和蛋白合成受損[8]。胎盤血管氧化應(yīng)激狀態(tài)在子癇前期發(fā)病過程中處于關(guān)鍵地位，其釋放一系列的促炎因子和凋亡物質(zhì)，使得母體內(nèi)皮細(xì)胞激活。胎盤缺氧后復(fù)氧可激活p38絲裂原激活蛋白激酶(p38 mitogen-activated protein kinases,p38MAPK)、應(yīng)激激活蛋白激酶(stress-activated protein kinase，SAPK)、促分裂素原活化的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases，MAPK)以及NF-κB通路[9]。下游的通路包括腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)和白細(xì)胞介素1β(interleukin-1β，IL-1β)的組織濃聚物和分泌物，以及COX-2的激活和過度凋亡。維生素C和E可以抑制p38MAPK、SAPK、MAPK和NF-κB信號(hào)通路，減少COX-2表達(dá)和TNF-α、IL-1β的分泌及胎盤滋養(yǎng)細(xì)胞過度凋亡。但目前也有研究表明，維生素C、維生素E等抗氧化劑并不能有效預(yù)防子癇前期的發(fā)生[10]。子癇前期病因復(fù)雜，涉及多種病理過程及多個(gè)通路，導(dǎo)致維生素C、維生素E在有些子癇前期類別中能起預(yù)防作用，而在其他類別中則無預(yù)防作用。

3 子癇前期胎盤中COX-2的表達(dá)

子癇前期的主要病理生理改變?yōu)槿硇⊙墀d攣，普遍認(rèn)為收縮血管的TXA2與舒張血管的PGI2比例失衡參與這個(gè)病理過程，子癇前期的胎盤可能同樣存在由TXA2過度表達(dá)而導(dǎo)致的血管過度收縮[11]，Gabrielsen等[12]研究表明，TXA2的合成可導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化和血栓的發(fā)生。此外，TXA2與其受體結(jié)合，活化后也可導(dǎo)致內(nèi)皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase，eNOS)解偶聯(lián)增加，使舒張血管的一氧化氮合成減少[13]。COX-2是合成TXA2重要的限速酶，且特異性高表達(dá)于動(dòng)脈粥樣硬化部位，因此COX-2可能參與子癇前期的病理過程，Goksu Erol等[14]研究發(fā)現(xiàn)，子癇前期患者胎盤COX-2表達(dá)升高，推測與胎盤前列腺素E、前列腺素F表達(dá)下降而導(dǎo)致COX-2反饋性的升高有關(guān)。但是，胎盤前列腺素E、前列腺素F在子癇前期中的表達(dá)，不同實(shí)驗(yàn)室得出的結(jié)果也并不一致。因此，前列腺素E、前列腺素F可能不是COX-2表達(dá)改變的主要原因。Gurdol等[15]的研究結(jié)果也發(fā)現(xiàn)，攜帶-765C等位基因可導(dǎo)致COX-2表達(dá)下降，從而降低子癇前期的發(fā)病率。楊艷峰等[16]的研究同樣發(fā)現(xiàn)，COX-1、COX-2在胎盤表達(dá)升高，并認(rèn)為與胎盤血管動(dòng)脈粥樣硬化有關(guān)。此外，陳麗紅等[17]也發(fā)現(xiàn)，COX-2在胎盤中表達(dá)升高，并認(rèn)為p38MAPK能上調(diào)COX-2在胎盤組織的表達(dá)，并參與動(dòng)脈粥樣硬化的過程。另外，B?rek?i等[18]的研究發(fā)現(xiàn)，COX-1和COX-2在子癇前期患者胎盤活性下降，并認(rèn)為COX活性下降可能與活性氧類水平的升高有關(guān)。Okawara等[19]研究發(fā)現(xiàn)，妊娠期高血壓患者胎盤COX-2和PGI2合酶表達(dá)下降，打破TXA2與PGI2的平衡，平衡偏向TXA2的合成。張秀芬等[20]的研究也表明，COX-2在子癇前期胎盤中的表達(dá)下降，推測COX-2表達(dá)下降使子癇前期患者滋養(yǎng)細(xì)胞侵襲能力下降，導(dǎo)致胎盤淺著床而導(dǎo)致子癇前期的發(fā)生。在妊娠早期，胎盤滋養(yǎng)細(xì)胞必須大量增殖并侵襲，才能使胎盤正常著床，并獲得充足的血供。研究表明，COX-2在胚泡著床中起著重要作用[21]。Wang等[22]發(fā)現(xiàn)，COX-2在絨毛滋養(yǎng)細(xì)胞表達(dá)下降，可導(dǎo)致植入失敗而發(fā)生復(fù)發(fā)性流產(chǎn)。COX-2能促進(jìn)新血管生成[23-24]，如果COX-2活性被抑制或低表達(dá)，可導(dǎo)致子宮肌層血管重鑄受限，進(jìn)而使胚胎著床過淺，繼而發(fā)生胎盤缺血缺氧。此外，也有部分學(xué)者認(rèn)為，COX-2在子癇前期患者與正常妊娠產(chǎn)婦胎盤的表達(dá)并無顯著差異[25]。因此，COX-2在子癇前期胎盤組織中的表達(dá)尚存在爭議，究其原因可能與子癇前期是一個(gè)復(fù)雜的疾病，COX-2的個(gè)體表達(dá)差異較大，在某些細(xì)胞、組織高表達(dá)，但在某些組織低表達(dá)甚至不表達(dá)。再者，研究者的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)對象不一致，這也是導(dǎo)致結(jié)果不同的一個(gè)原因。

4 COX抑制劑與子癇前期的防治

子癇前期是一種全身性疾病，涉及全身多個(gè)臟器，目前其發(fā)病機(jī)制并未完全闡明，因此還不能有效的預(yù)防或預(yù)測。子癇前期患者的內(nèi)皮細(xì)胞被激活，炎性細(xì)胞趨化聚集到炎癥部位，并大量表達(dá)COX-2等炎性因子，產(chǎn)生大量IL-8和TXA2[26]，導(dǎo)致炎性反應(yīng)及血管收縮，血小板聚集使血液處于高凝狀態(tài)。子癇前期患者遠(yuǎn)期心血管疾病患病風(fēng)險(xiǎn)明顯高于正常妊娠患者，阿司匹林是COX的特異性抑制劑，不可逆地抑制COX-1和COX-2的活性，從而抑制TXA2的產(chǎn)生，但其對PGI2的影響很小。在20世紀(jì)80年代已有學(xué)者提出用阿司匹林預(yù)防子癇前期。最新研究發(fā)現(xiàn)，小劑量阿司匹林對子癇前期有積極作用。Trivedi等[27]研究認(rèn)為，小劑量阿司匹林對高風(fēng)險(xiǎn)的子癇前期患者有一定的預(yù)防作用，但對低風(fēng)險(xiǎn)的子癇前期患者無預(yù)防作用。Roberge等[28]的Meta分析表明，在妊娠16周前使用小劑量阿司匹林可以降低重度子癇前期的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，但對輕度子癇前期無明顯效果。進(jìn)一步研究表明，16周前使用小劑量阿司匹林可以降低早產(chǎn)型子癇前期(發(fā)病早于37周)的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，但對足月產(chǎn)型子癇前期(發(fā)病晚于37周)患者無明顯作用[29]。但也有部分研究表明，阿司匹林對降低子癇前期風(fēng)險(xiǎn)無明顯作用[10]。截至目前，尚無權(quán)威機(jī)構(gòu)或組織發(fā)表過確鑿的數(shù)據(jù)表明阿司匹林能夠預(yù)防子癇前期的發(fā)病，但眾多學(xué)者的研究均表明阿司匹林能降低高風(fēng)險(xiǎn)子癇前期患者的發(fā)病率。加拿大婦產(chǎn)科醫(yī)師學(xué)會(huì)在妊娠期高血壓疾病的診斷、評(píng)估和治療指南(2008版)中建議高風(fēng)險(xiǎn)的子癇前期產(chǎn)婦在妊娠16周前，睡前每日服用75～100 mg阿司匹林，直至分娩[30]。目前我國妊娠期高血壓疾病診治指南(2012版)并未將阿司匹林納入預(yù)防子癇前期發(fā)病的藥物行列[31]，這可能與未有確鑿證據(jù)支持阿司匹林，且部分學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，阿司匹林會(huì)增加產(chǎn)后出血風(fēng)險(xiǎn)[32]，且預(yù)防子癇前期何時(shí)開始服用、劑量多少等目前也無一致結(jié)論有關(guān)。另外，有部分研究表明，小劑量阿司匹林聯(lián)合低分子肝素鈉能減少子癇前期的患病風(fēng)險(xiǎn)[33]。

5 小 結(jié)

子癇前期患者胎盤COX-2表達(dá)的改變，TXA2產(chǎn)生過多，導(dǎo)致胎盤血管收縮使胎盤缺血缺氧，進(jìn)而處于氧化應(yīng)激狀態(tài)的胎盤產(chǎn)生大量活性氧類等炎性物質(zhì)并向母體釋放，最終導(dǎo)致子癇前期的發(fā)病，但是COX-2在子癇前期患者胎盤的具體作用機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。另外，阿司匹林可能對某些類型的子癇前期發(fā)病有預(yù)防作用，但阿司匹林和各種新藥對子癇前期的預(yù)防作用及如何使用更為合理，還有待進(jìn)一步探討。

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