胎盤(pán)評(píng)估早產(chǎn)兒腦損傷不良結(jié)局的研究進(jìn)展

杜秋越，申彥

世界衛(wèi)生組織（WHO）2015年發(fā)布的《WHO推薦改善早產(chǎn)結(jié)局的干預(yù)措施指南》指出，全世界每年有1 500萬(wàn)早產(chǎn)兒（妊娠不滿37周分娩的新生兒）。WHO將胎齡≥28周但＜32周定義為極早產(chǎn)（very preterm，VPT），胎齡＜28周定義為超早產(chǎn)（extremely preterm，EPT）。隨著圍生醫(yī)學(xué)的發(fā)展及危重新生兒救治水平的提高，具有極限生存活力的早產(chǎn)兒存活率逐年提高[1]。但因神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育不成熟，易受到各種高危因素的影響，如圍生期缺氧缺血、宮內(nèi)感染及炎癥反應(yīng)而發(fā)生腦損傷，致使腦損傷的發(fā)病率逐年上升。早產(chǎn)兒腦損傷（brain injury in premature infants，BIPI）是引起早產(chǎn)兒認(rèn)知功能障礙和腦癱的首要病因，嚴(yán)重影響早產(chǎn)兒的生存質(zhì)量。BIPI的病因非常復(fù)雜，機(jī)制也不十分清楚，多種病理變化均可導(dǎo)致早產(chǎn)兒神經(jīng)發(fā)育障礙，根據(jù)發(fā)病機(jī)制分為出血性損傷和缺血缺氧性損傷兩種類(lèi)型，前者主要為生發(fā)基質(zhì)-腦室內(nèi)出血，后者則表現(xiàn)為腦室周?chē)踪|(zhì)軟化（periventricular leukomalacia，PVL）[2]。BIPI嚴(yán)重威脅了早產(chǎn)兒的生長(zhǎng)發(fā)育及身心健康，而早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷及早期干預(yù)可有效降低腦損傷的發(fā)生，減少致殘率，提高存活質(zhì)量。胎盤(pán)是母體與胎兒連接的紐帶，正常的胎盤(pán)功能是保證妊娠順利進(jìn)行的前提和基礎(chǔ)，其與宮內(nèi)環(huán)境、胎兒發(fā)育之間的內(nèi)在聯(lián)系是公認(rèn)的。研究發(fā)現(xiàn)，胎盤(pán)功能的變化是神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育不良的危險(xiǎn)因素，胎盤(pán)已成為研究早產(chǎn)兒神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育不良的重要器官[3]?，F(xiàn)從組織病理學(xué)、分子病理學(xué)、表觀遺傳學(xué)等方面綜述早產(chǎn)兒胎盤(pán)的變化，及該變化影響神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育的機(jī)制，并探討檢測(cè)早產(chǎn)兒胎盤(pán)對(duì)評(píng)估腦損傷的意義。

1 與BIPI有關(guān)的胎盤(pán)組織病理學(xué)改變

大量研究顯示，胎盤(pán)大體形態(tài)和組織病理學(xué)特征與許多胎兒和新生兒的不良結(jié)局有關(guān)。早產(chǎn)胎盤(pán)的主要病理改變包括急性絨毛膜羊膜炎、胎盤(pán)灌注不良、胎盤(pán)后血腫、胎盤(pán)母體底板梗死、胎盤(pán)質(zhì)量減輕、輪廓狀胎膜附著等。

急性絨毛膜羊膜炎可引起早產(chǎn)，有絨毛膜羊膜炎暴露的早產(chǎn)兒，其罹患嚴(yán)重腦損傷的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)明顯增加[4]。為區(qū)分急性絨毛膜羊膜炎的嚴(yán)重程度，可將其分為3期，Ⅰ期少量中性粒細(xì)胞局限于絨毛膜板下的纖維素中或蛻膜層內(nèi)，Ⅱ期中性粒細(xì)胞進(jìn)入絨毛膜和絨毛膜板，Ⅲ期中性粒細(xì)胞廣泛浸潤(rùn)蛻膜和絨毛膜并達(dá)到羊膜層。一項(xiàng)評(píng)估神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育結(jié)局和胎盤(pán)組織病理學(xué)相關(guān)性的薈萃研究顯示，宮內(nèi)感染是導(dǎo)致早產(chǎn)兒神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育異常的主要因素[5]。有學(xué)者以大鼠為研究對(duì)象，用細(xì)菌脂多糖（LPS）構(gòu)建宮內(nèi)感染模型，發(fā)現(xiàn)足月胎盤(pán)和早產(chǎn)胎盤(pán)對(duì)LPS的敏感性不同，由此發(fā)現(xiàn)早產(chǎn)兒胎盤(pán)對(duì)炎癥的敏感性大，且炎癥可導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育不良[6]。另有研究發(fā)現(xiàn)，絨毛膜羊膜炎的胎盤(pán)血流減少，胎兒及新生兒腦血流明顯下降，腦血管自主調(diào)節(jié)功能發(fā)育不完善，可引起缺血性腦損傷[7]。絨毛膜羊膜炎與早產(chǎn)兒PVL密切相關(guān)的同時(shí)，還可增加早產(chǎn)兒嚴(yán)重顱內(nèi)出血的發(fā)生率。

胎盤(pán)血流灌注不良主要表現(xiàn)為胎盤(pán)體積、絨毛間隙體積及終末絨毛數(shù)量均明顯降低，絨毛內(nèi)間質(zhì)增生、鈣化，纖維素樣壞死增多；其胎盤(pán)絨毛的血管密度減小，部分血管壁增厚，管腔狹窄，甚至閉塞；胎盤(pán)血液循環(huán)量比正常妊娠降低超過(guò)50%[8]。有研究對(duì)20 091例新生兒（15 710例足月和4 381例早產(chǎn)）的胎盤(pán)進(jìn)行評(píng)估顯示，伴有灌注不良病變的腦室內(nèi)出血的早產(chǎn)兒明顯多于無(wú)此病變的早產(chǎn)兒[9]。帆狀胎盤(pán)和球拍狀胎盤(pán)與灌注不良的存在密切相關(guān)。這兩種臍帶的附著方式導(dǎo)致血管更容易受壓，臍血管血流量減少，隨后胎兒缺氧或循環(huán)受損，導(dǎo)致新生兒易發(fā)生缺血缺氧性腦病，其機(jī)制可能是胎盤(pán)血管損傷導(dǎo)致慢性缺氧，使胎兒在分娩過(guò)程中更容易受到壓力和急性事件的影響。有研究顯示腦癱患兒的胎盤(pán)血管損傷發(fā)生率增加了5倍[3]。

另有文獻(xiàn)總結(jié)重度絨毛膜羊膜炎、絨毛膜血管病和彌漫性絨毛膜羊膜含鐵血黃素沉著癥也與腦損傷有關(guān)，且研究中發(fā)現(xiàn)孕期胎盤(pán)發(fā)生上述一種以上的病變時(shí)，神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育不良的可能性就會(huì)顯著增加[10]。雖然胎盤(pán)梗死、絨毛老化對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育影響不大，但還需要更大的數(shù)據(jù)證明。

需要說(shuō)明的是，有時(shí)胎盤(pán)組織病理學(xué)表現(xiàn)與神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育不良結(jié)局之間不一致，可能由于缺乏常規(guī)的胎盤(pán)組織病理檢查（尤其是足月兒）作對(duì)照，或短期、長(zhǎng)期的神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育隨訪不到位，亦或檢測(cè)神經(jīng)損傷的時(shí)間選擇不合理。盡管存在種種問(wèn)題，但是胎盤(pán)組織病理的某些特征與神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育不良結(jié)局的相關(guān)性得到越來(lái)越多的證實(shí)[11]。

2 與BIPI有關(guān)的胎盤(pán)分子病理學(xué)改變

2.1 炎癥因子的釋放 在病原微生物侵入宮腔后，機(jī)體會(huì)啟動(dòng)一系列炎癥反應(yīng)，產(chǎn)生大量炎癥因子和趨化因子。在這種情況下，胎盤(pán)作為妊娠關(guān)鍵組織通過(guò)上調(diào)炎癥因子激活不同的炎癥通路，這些炎癥因子主要包括腫瘤壞死因子α（TNF-α）、白細(xì)胞介素1β（IL-1β）、IL-6和IL-8等。

TNF-α是炎癥過(guò)程中出現(xiàn)最早、最重要的炎性介質(zhì)，可激活中性粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞，調(diào)節(jié)其他組織代謝活性并促使其他細(xì)胞因子合成釋放，介導(dǎo)一系列急性毒性炎癥反應(yīng)過(guò)程，直接參與腦損傷過(guò)程。研究表明高濃度的TNF-α對(duì)少突膠質(zhì)細(xì)胞有直接毒性作用，而該細(xì)胞的損傷是造成PVL的主要原因。

隨著胎盤(pán)IL-1β、IL-6和IL-8等炎癥因子水平相應(yīng)增加，可引起一系列應(yīng)激反應(yīng)，如中性粒細(xì)胞趨化因子1（CINC-1）和單核細(xì)胞趨化蛋白1（MCP-1）會(huì)顯著增加[12]。CINC-1是IL-8趨化因子家族的成員，可活化神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞。神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞激活后，通過(guò)產(chǎn)生營(yíng)養(yǎng)和毒性介質(zhì)起到保護(hù)和破壞作用，導(dǎo)致復(fù)雜的下游事件。星形膠質(zhì)細(xì)胞可產(chǎn)生神經(jīng)保護(hù)產(chǎn)物血紅素氧合酶-1，而小膠質(zhì)細(xì)胞通過(guò)釋放細(xì)胞因子和其他可溶性因子影響星形膠質(zhì)細(xì)胞增生。胎盤(pán)功能不全時(shí)小膠質(zhì)細(xì)胞增加更明顯，其細(xì)胞中的有害炎性產(chǎn)物加劇活化，延遲星形膠質(zhì)細(xì)胞增生，從而加重腦損傷。MCP-1的增加可引起巨噬細(xì)胞和（或）小膠質(zhì)細(xì)胞大量聚集于腦室周?chē)踪|(zhì)中，造成白質(zhì)損傷。

另外胎盤(pán)絨毛膜羊膜炎可引起胎兒炎癥反應(yīng)綜合征（FIRS），F(xiàn)IRS是胎兒免疫系統(tǒng)活化，釋放大量致炎因子（TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8等）而導(dǎo)致的一種亞臨床狀態(tài)，這些致炎因子可干擾胎兒大腦細(xì)胞因子的正常表達(dá)，導(dǎo)致BIPI[13]。

2.2 缺氧誘導(dǎo)因子（hypoxia inducible factors，HIFs）的表達(dá)增加 HIFs廣泛參與哺乳動(dòng)物細(xì)胞中缺氧誘導(dǎo)的特異應(yīng)答反應(yīng)，包括3種亞型（HIF-1、HIF-2、HIF-3），目前研究最深入的是HIF-1，其生理活性主要取決于HIF-1α亞基的活性和表達(dá)。HIF-1α在人類(lèi)胎盤(pán)組織中可持續(xù)表達(dá)，但在正常情況下表達(dá)很少，胎盤(pán)缺氧狀態(tài)下表達(dá)增加。

妊娠過(guò)程中氧的供應(yīng)是持續(xù)變化的，從妊娠頭3個(gè)月的缺氧環(huán)境到后期的相對(duì)常氧，氧氣感應(yīng)系統(tǒng)在胎盤(pán)的形成、功能及胚胎的正常發(fā)育中是一個(gè)重要的調(diào)節(jié)因素。孕期的低氧環(huán)境根據(jù)缺氧發(fā)生的時(shí)間、嚴(yán)重程度和缺氧持續(xù)時(shí)間可出現(xiàn)不同的結(jié)果。

Verma等[14]從子癇前期和血壓正常的孕婦獲得胎盤(pán)組織，比較2組胎盤(pán)組織中HIF-1α的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)前者HIF-1α的表達(dá)明顯高于后者。HIF-1α參與細(xì)胞對(duì)缺氧缺血的適應(yīng)性反應(yīng)，調(diào)節(jié)促紅細(xì)胞生成素、葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、糖酵解酶和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞存活，發(fā)揮保護(hù)作用；然而HIF-1α亦可以通過(guò)上調(diào)促凋亡蛋白的表達(dá)或激活P53依賴的凋亡途徑促進(jìn)細(xì)胞凋亡，介導(dǎo)損傷。HIF-1α在早產(chǎn)兒胎盤(pán)中究竟發(fā)揮保護(hù)作用還是損傷作用，可能取決于缺氧缺血的時(shí)間、病理刺激的類(lèi)型、損傷的嚴(yán)重程度、涉及反應(yīng)的細(xì)胞類(lèi)型和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的日齡等因素[15]。

2.3 胎盤(pán)外泌體（exosomes）的保護(hù)作用下調(diào) 近年研究顯示，胎盤(pán)分泌的特異性外泌體在維持妊娠過(guò)程中發(fā)揮重要作用[16]。胎盤(pán)外泌體是指妊娠期間由構(gòu)成胎盤(pán)的細(xì)胞，包括合體滋養(yǎng)細(xì)胞、細(xì)胞滋養(yǎng)細(xì)胞、絨毛外滋養(yǎng)細(xì)胞及胎盤(pán)血管內(nèi)皮細(xì)胞等釋放的微型囊泡，其中被覆于胎盤(pán)絨毛表面的合體滋養(yǎng)細(xì)胞是胎盤(pán)外泌體的主要制造者。胎盤(pán)外泌體不僅可以攜帶蛋白和RNA，在細(xì)胞間傳遞信息及運(yùn)輸物質(zhì)，參與胎盤(pán)相關(guān)的妊娠生理和病理過(guò)程；而且可抑制T細(xì)胞活化的信號(hào)分子CD3及JAK3的表達(dá)，并激活半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3（Caspase-3），從而誘導(dǎo)T細(xì)胞凋亡，抑制妊娠期T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答以及對(duì)胎盤(pán)的病理?yè)p傷作用。

胎盤(pán)外泌體特異性表達(dá)胎盤(pán)堿性磷酸酶（placental alkaline phosphatase，PLAP），可介導(dǎo)細(xì)胞間的通訊，并作為疾病早期診斷的分子標(biāo)記物[17]。有研究從孕婦外周血中分離表達(dá)PLAP的外泌體，發(fā)現(xiàn)足月妊娠孕婦血中胎盤(pán)外泌體的濃度高于早產(chǎn)孕婦，外泌體在早產(chǎn)孕婦中抗病毒和抑制母體免疫力的作用將大受影響，增加了感染對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)損傷的風(fēng)險(xiǎn)[18]。

3 與BIPI有關(guān)的胎盤(pán)表觀遺傳學(xué)研究

在研究產(chǎn)前環(huán)境對(duì)胎盤(pán)影響的分子機(jī)制中，表觀遺傳調(diào)控的重要性日益突出。表觀遺傳調(diào)控的一個(gè)重要模式是參與轉(zhuǎn)錄后基因調(diào)控的小干擾RNA（miRNAs）的表達(dá)。miRNAs是一類(lèi)內(nèi)生的、長(zhǎng)度約22 bp非蛋白質(zhì)編碼的小分子RNA，在細(xì)胞內(nèi)參與多種重要的調(diào)節(jié)作用。在整個(gè)妊娠過(guò)程中，特定的miRNAs在胎盤(pán)中呈差異表達(dá)，即妊娠頭3個(gè)月，調(diào)控血管生成和細(xì)胞存活的miRNAs占主導(dǎo)地位，而與細(xì)胞分化有關(guān)的miRNAs在妊娠后期占主導(dǎo)地位[19]。

多項(xiàng)研究表明宮內(nèi)環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，胎盤(pán)miRNAs會(huì)隨之發(fā)生變化，進(jìn)而保護(hù)胎兒神經(jīng)系統(tǒng)不受外來(lái)因素影響。如miR-47能通過(guò)Toll樣受體4（TLR-4）信號(hào)通路抑制炎癥的發(fā)生和細(xì)胞凋亡，從而減輕新生兒腦損傷的程度。miR-22可減輕創(chuàng)傷性腦損傷細(xì)胞模型中的神經(jīng)細(xì)胞凋亡[20]。另有一項(xiàng)針對(duì)足月兒胎盤(pán)中miRNAs表達(dá)與新生兒重癥監(jiān)護(hù)病房網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)行為量表（NNNS）評(píng)估的嬰兒神經(jīng)行為測(cè)量之間相關(guān)性的研究發(fā)現(xiàn)，miR-16表達(dá)增加的嬰兒注意力評(píng)分降低；miR-146a、miR-182表達(dá)增加的嬰兒運(yùn)動(dòng)質(zhì)量顯著提高，推測(cè)這些miRNAs可調(diào)節(jié)胎兒神經(jīng)和肌肉的發(fā)育[21]。雖然上述研究的對(duì)象都是足月兒胎盤(pán)，在早產(chǎn)兒胎盤(pán)中可否觀察到類(lèi)似的變化，還需后續(xù)的研究證實(shí)，但至少說(shuō)明了其間存在的內(nèi)在聯(lián)系。

外泌體作為一個(gè)載體，可攜帶胎盤(pán)特異性miRNAs，傳遞抗病毒能力，提高胎兒對(duì)外界感染的防御能力。由于外泌體中miRNAs的表達(dá)會(huì)隨細(xì)胞中相應(yīng)miRNAs含量的變化而變化，因而有研究將體液中的外泌體分離純化，結(jié)合現(xiàn)代測(cè)序技術(shù)，對(duì)其中的miRNAs進(jìn)行序列分析及功能預(yù)測(cè)，以期實(shí)現(xiàn)對(duì)疾病的早期診斷[22]。

4 結(jié)語(yǔ)

目前BIPI已經(jīng)成為一個(gè)突出的、亟待解決的公眾健康問(wèn)題，早期確診、早期干預(yù)與治療對(duì)改善早產(chǎn)兒預(yù)后有重要意義。如何制定早期診斷的標(biāo)準(zhǔn)，已成為不同學(xué)科、眾多學(xué)者研究的焦點(diǎn)。胎盤(pán)作為母胎之間的重要介質(zhì)，逐漸受到關(guān)注，并對(duì)此展開(kāi)了一系列的研究。在歸納其組織形態(tài)改變的共性的同時(shí)，更看到了分子學(xué)及表觀遺傳學(xué)檢測(cè)在早期診斷中的優(yōu)勢(shì)與潛力，并有望成為日后治療的靶點(diǎn)。