妊娠期糖尿病母親所產(chǎn)新生兒臍帶血皮質(zhì)醇水平變化及其對(duì)子代健康的影響

朱雅潔，林 慧，陳 茜，趙奕然，劉欣梅，黃荷鳳

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬國際和平婦幼保健院婦產(chǎn)科，上海胚胎源性疾病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海200030

近年來隨著人群的肥胖率不斷攀升以及久坐的生活方式大為流行，育齡期女性的妊娠期糖尿病（gestational diabetes mellitus，GDM）發(fā)病率呈上升趨勢。GDM 被定義為在妊娠期被首次診斷的糖耐量異常，該異?？稍黾幽赣H及新生兒的圍產(chǎn)期與遠(yuǎn)期并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)。2013 年我國GDM 的發(fā)病率高達(dá)17.5%，是孕期最常見的并發(fā)癥之一［1-2］。研究發(fā)現(xiàn)，由GDM 母親分娩的新生兒不僅會(huì)出現(xiàn)低血糖、大于胎齡兒、肩難產(chǎn)、呼吸窘迫綜合征［3］等一系列并發(fā)癥，還更容易在其嬰幼兒期及以后發(fā)生肥胖［4］、糖耐量異常、2型糖尿?。?］、特應(yīng)性皮炎及過敏性疾?。?］、孤獨(dú)癥譜系障礙［7］等多種疾??；其中，子代遠(yuǎn)期疾病可能由母親妊娠期及圍產(chǎn)期的多種宮內(nèi)暴露引起，即為胎兒起源的成人疾?。╢etal origins of adult disease，F(xiàn)OAD）。FOAD這一概念首先由Barker［8］在20世紀(jì)90年代提出，指胎兒在子宮內(nèi)的成長環(huán)境異常而導(dǎo)致其發(fā)生穩(wěn)定、可持續(xù)一生的表型改變的過程。本研究通過分析母親GDM 對(duì)新生兒臍帶血皮質(zhì)醇的影響，以及圍產(chǎn)期高皮質(zhì)醇暴露對(duì)子代學(xué)齡前期發(fā)育和健康狀況的影響，探索GDM子代遠(yuǎn)期疾病風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生機(jī)制。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象及分組

選擇2015 年1 月—2016 年12 月于上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬國際和平婦幼保健院經(jīng)剖宮產(chǎn)足月、單胎分娩的產(chǎn)婦及其新生兒各170 例，其中GDM 組產(chǎn)婦及其分娩的新生兒均為66 例，孕期正常糖耐量（normal glucose tolerance，NGT）組產(chǎn)婦及新生兒均為104例。

依據(jù)國際糖尿病與妊娠研究組（International Association of Diabetes and Pregnancy Study Groups，IADPSG） 2010 年發(fā)布的《妊娠高血糖診斷和分類建議》［9］，制定本研究GDM 組的納入標(biāo)準(zhǔn)：①首次產(chǎn)檢，5.1 mmol/L≤空腹血糖水平＜7.0 mmol/L。②首次產(chǎn)檢空腹血糖水平＜5.1 mmol/L，在妊娠24～28 周采用75 g 口服葡萄糖耐量試驗(yàn)（oral glucose tolerance test，OGTT）進(jìn)行篩查，出現(xiàn)5.1 mmol/L≤空腹血糖水平＜7.0 mmol/L，或服糖后1 h 血糖水平≥10.0 mmol/L，或服糖后2 h 血糖水平≥8.5 mmol/L。滿足以上2 點(diǎn)中任意1 點(diǎn)即可。NGT 組的納入標(biāo)準(zhǔn)：首次產(chǎn)檢空腹血糖水平＜5.1 mmol/L 且24～28 周75 g OGTT 篩查各時(shí)間點(diǎn)血糖值均低于上述界值。GDM組及NGT 組的排除標(biāo)準(zhǔn)：①妊娠期顯性糖尿病，即首次產(chǎn)檢出現(xiàn)下列任一血糖情況，包括空腹血糖水平≥7.0 mmol/L、任意點(diǎn)血糖水平≥11.1 mmol/L、糖化血紅蛋白（glycosylated hemoglobin，HbA1c）占比≥6.5%；或妊娠24～28 周75 g OGTT 篩查空腹血糖水平≥7.0 mmol/L。②合并其他妊娠期并發(fā)癥。③孕前期體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）＞24.9 kg/m2。

所有研究程序經(jīng)由上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬國際和平婦幼保健院人體實(shí)驗(yàn)委員會(huì)批準(zhǔn)，在臍帶血收集前向所有受試新生兒母親告知本研究的目的及性質(zhì)，并簽署了知情同意書。

1.2 研究方法

1.2.1 母親及新生兒資料收集 通過電子病歷系統(tǒng)分別獲取2組母親及新生兒的臨床資料。母親的臨床資料：①基本資料，包括孕期年齡、學(xué)歷、孕前體質(zhì)量、產(chǎn)前體質(zhì)量、身高、孕次、產(chǎn)次、孕期體質(zhì)量增長（產(chǎn)前體質(zhì)量與孕前體質(zhì)量之差）、孕/產(chǎn)前BMI。②75 g OGTT檢測指標(biāo)，孕期24～28周行75 g OGTT試驗(yàn)，測定空腹血糖水平及服用含75 g 葡萄糖水后1、2 h 血糖水平。新生兒的臨床資料：胎齡、出生體質(zhì)量、出生身長、性別等基本信息。

1.2.2 新生兒臍帶血獲取及檢測 于胎盤娩出后即刻收集新生兒臍帶血5 mL，迅速將其注入含乙二胺四乙酸抗凝劑的采血管中，保存至-4 ℃冰箱并于24 h 內(nèi)處理。隨后，將臍帶血于600×g 離心10 min 獲得500 μL 血漿，置于凍存管中并保存于-80 ℃冰箱，待所有新生兒臍帶血血漿收集、處理結(jié)束后進(jìn)行統(tǒng)一測量。采用放射免疫法檢測2 組新生兒臍帶血的皮質(zhì)醇及促腎上腺皮質(zhì)激素（adrenocorticotropic hormone，ACTH）水平，檢測試劑購自北京北方生物技術(shù)研究所有限公司。

1.2.3 電話隨訪 于2020 年1 月對(duì)子代發(fā)育及其健康狀況進(jìn)行電話隨訪，隨訪內(nèi)容：①子代的身高及體質(zhì)量。依據(jù)世界衛(wèi)生組織2006 年發(fā)布的兒童生長標(biāo)準(zhǔn)，即5 歲以下兒童身高別體重Z 評(píng)分［weight for height（length）Z score，WHZ/WLZ］≥3 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差為肥胖［10］。②糖代謝情況，有無空腹血糖升高、糖耐量受損以及糖尿病相關(guān)住院經(jīng)歷等［11］。③過敏性疾病情況，有無特應(yīng)性皮炎，對(duì)常見食物（如蛋清、牛奶、花生、大豆、蝦、小麥和核桃）和空氣過敏原（蟑螂、貓、狗）有無過敏反應(yīng)［6］。④孤獨(dú)癥譜系障礙情況，有無社會(huì)交往及溝通障礙、限制或重復(fù)性動(dòng)作［7］。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

所有數(shù)據(jù)均使用SPSS 25.0 軟件進(jìn)行分析。定量資料以x±s表示，定性資料以頻數(shù)（百分比）表示。采用獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn)分析GDM 組與NGT 組新生兒臍帶血皮質(zhì)醇的水平變化；新生兒臍帶血皮質(zhì)醇的相關(guān)性分析中，符合正態(tài)分布的2 個(gè)獨(dú)立樣本采用Pearson 線性相關(guān)分析，不符合正態(tài)分布的2 個(gè)獨(dú)立樣本采用Spearman 秩分析，并對(duì)具有相關(guān)性的自變量和因變量做簡單線性回歸。采用多元線性回歸模型分析新生兒臍帶血皮質(zhì)醇水平及其體質(zhì)量的影響因素。采用Pearson χ2檢驗(yàn)比較不同皮質(zhì)醇水平對(duì)學(xué)齡前期兒童健康狀況的影響。采用二元Logistic 回歸模型分析子代學(xué)齡前期肥胖的影響因素。P＜0.05 表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 母親及新生兒的臨床資料比較

對(duì)2 組母親及其新生兒的基本資料進(jìn)行比較，結(jié)果（表1）顯示：與NGT 組相比，GDM 組母親的年齡、孕前BMI 較高（P=0.008，P=0.009），孕期體質(zhì)量增長幅度較?。≒=0.003）；而2組新生兒的各指標(biāo)間差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。對(duì)母親75 g OGTT 的檢測指標(biāo)進(jìn)行比較，結(jié)果（表2）顯示GDM 組母親在空腹、服糖后1 h及2 h的血糖水平均高于NGT組（均P=0.000）。

表1 2組母親及其新生兒的基本資料比較Tab 1 Comparison of basic data of mothers and their neonates between the two groups

2.2 2組新生兒臍帶血皮質(zhì)醇及ACTH水平的比較

與NGT組相比，GDM 組新生兒臍帶血的皮質(zhì)醇水平較高（P=0.011），ACTH 水平較低（P=0.026），如圖1所示。

表2 2組母親75 g OGTT檢測指標(biāo)比較Tab 2 Comparison of maternal 75 g OGTT indexes between the two groups

圖1 2組新生兒臍帶血皮質(zhì)醇（A）及ACTH（B）水平比較Fig 1 Comparison of cortisol（A）and ACTH（B）levels in neonatal umbilical cord blood between the two groups

2.3 新生兒臍帶血皮質(zhì)醇的相關(guān)分析及簡單線性回歸

從表1結(jié)果發(fā)現(xiàn)，母親的年齡、孕前BMI、孕期體質(zhì)量增長及75 g OGTT 各項(xiàng)指標(biāo)的組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；同時(shí)，考慮到母親產(chǎn)前BMI、新生兒的胎齡及體質(zhì)量均可反映圍產(chǎn)期的內(nèi)分泌水平，且在二胎政策開放下母親孕、產(chǎn)次普遍增加。因此，我們嘗試性采用相關(guān)分析就上述指標(biāo)與新生兒臍帶血皮質(zhì)醇水平之間的關(guān)聯(lián)進(jìn)行分析，初步判定臍帶血皮質(zhì)醇的影響因素。結(jié)果（表3）顯示，新生兒臍帶血皮質(zhì)醇水平與母親的孕次（r=0.183，P=0.021）、75 g OGTT服糖后1 h（r=0.168，P=0.034）和2 h（r=0.168，P=0.033）的血糖水平均呈正相關(guān)。

隨后，對(duì)新生兒臍帶血皮質(zhì)醇水平與母親的孕次、75 g OGTT 服糖后1 h 和2 h 血糖水平做簡單線性回歸分析，結(jié)果（圖2）與相關(guān)性分析一致。

2.4 新生兒臍帶血皮質(zhì)醇的多元線性回歸分析

對(duì)新生兒臍帶血皮質(zhì)醇水平行多元線性回歸分析，考慮母親孕期75 g OGTT空腹血糖水平、服糖后1 h及2 h血糖水平具有較強(qiáng)相關(guān)性，不宜納入同一模型中，故而建立3 個(gè)多元線性回歸模型，分別納入75 g OGTT 空腹、服糖后1 h 及2 h 血糖水平。同理，母親的孕次和產(chǎn)次相關(guān)性較強(qiáng)，亦不宜納入同一模型中；考慮孕次在相關(guān)性分析中與新生兒臍帶血皮質(zhì)醇水平具有顯著相關(guān)性，故僅將孕次納入多元線性回歸分析中。經(jīng)校正混雜因素后結(jié)果（表4）顯示，在模型1中，母親孕次為新生兒臍帶血皮質(zhì)醇水平的獨(dú)立影響因素（P=0.048）；在模型2中，母親孕次與75 g OGTT服糖后1 h血糖水平為新生兒臍帶血皮質(zhì)醇水平的獨(dú)立影響因素（P=0.048，P=0.016）；在模型3中，母親孕次與75 g OGTT服糖后2 h血糖水平為新生兒臍帶血皮質(zhì)醇水平的獨(dú)立影響因素（P=0.049，P=0.036）。

表3 新生兒臍帶血皮質(zhì)醇水平的相關(guān)性分析Tab 3 Correlation analysis of cortisol levels in neonatal umbilical cord blood

2.5 臍帶血皮質(zhì)醇對(duì)子代出生體質(zhì)量及學(xué)齡前期發(fā)育及健康狀況的影響

為進(jìn)一步探究臍帶血皮質(zhì)醇與子代出生體質(zhì)量及學(xué)齡前期發(fā)育及健康情況的關(guān)聯(lián)，首先對(duì)子代出生體質(zhì)量行多元線性回歸分析；結(jié)果（表5）顯示，母親產(chǎn)前BMI 以及新生兒胎齡為子代出生體質(zhì)量的獨(dú)立影響因素（P=0.007，P=0.030），而與新生兒臍帶血皮質(zhì)醇水平不相關(guān)。

其次，對(duì)170 例子代進(jìn)行隨訪發(fā)現(xiàn)，共失訪38 例，隨訪了132例，其平均年齡為（4.52±0.58）歲，即處于學(xué)齡前期。按照新生兒臍帶血皮質(zhì)醇水平的中位數(shù)，將新生兒分為低皮質(zhì)醇組和高皮質(zhì)醇組，每組66 例。結(jié)果（表6）顯示高皮質(zhì)醇組子代的肥胖發(fā)生率高于低皮質(zhì)醇組（P=0.009）。

最后，采用二元Logistic 回歸分析評(píng)估子代在學(xué)齡前期肥胖的影響因素，結(jié)果（表7）顯示在校正了混雜因素后，臍帶血皮質(zhì)醇水平≥192.00 ng/mL 是其學(xué)齡前期肥胖的獨(dú)立危險(xiǎn)因素（P=0.016）。

表4 新生兒臍帶血皮質(zhì)醇的多元線性回歸分析Tab 4 Multiple linear regression analysis of neonatal umbilical cord blood cortisol level

表5 子代出生體質(zhì)量的多元線性回歸分析Tab 5 Multiple linear regression analysis of offspring birth weight

表6 新生兒學(xué)齡前期的發(fā)育及健康狀況隨訪Tab 6 Follow-up study on the development and health status of neonates at preschool-period

表7 二元Logistic回歸模型評(píng)估子代學(xué)齡前期肥胖的影響因素Tab 7 Binary Logistic regression analysis of the influencing factors of preschool-period obesity in offspring

3 討論

本研究發(fā)現(xiàn)GDM 組新生兒臍帶血皮質(zhì)醇水平顯著高于NGT 組，ACTH 顯著低于NGT 組，以較大樣本量在領(lǐng)域內(nèi)首次揭示了GDM 與新生兒臍帶血皮質(zhì)醇、ACTH 水平間的關(guān)聯(lián)，提示GDM 可能引起新生兒臍帶血高皮質(zhì)醇，而較高水平的皮質(zhì)醇則可能通過下丘腦-垂體-腎上腺軸的負(fù)反饋調(diào)控功能降低ACTH 水平。分析新生兒臍帶血皮質(zhì)醇水平增高的原因，可能在于：①GDM 孕婦的皮質(zhì)醇分泌增加，可通過胎盤11β-羥基類固醇脫氫酶2（11β-hydroxysteroid dehydrogenase type Ⅱ，11β-HSD2）屏障進(jìn)入胎兒循環(huán)。②胎盤11β-HSD2的表達(dá)和活性降低，使大量活性皮質(zhì)醇進(jìn)入胎兒循環(huán)。③胎兒自身腎上腺分泌皮質(zhì)醇增多。一直以來，人們認(rèn)為皮質(zhì)醇、性激素、胎盤催乳素等胰島素拮抗激素是妊娠期發(fā)生胰島素抵抗的主要原因，而GDM 孕婦的皮質(zhì)醇水平可能更高［12］。研究［13］發(fā)現(xiàn)妊娠期胎兒側(cè)皮質(zhì)醇水平僅為母體的10%～20%，這是由于子宮滋養(yǎng)層細(xì)胞合成的11β-HSD2可將活性皮質(zhì)醇轉(zhuǎn)化為不具活性的11-脫氫皮質(zhì)酮或17-羥-11-脫氫皮質(zhì)酮，從而保護(hù)胎兒免于暴露在過多的皮質(zhì)醇環(huán)境。另有研究［14］顯示葡萄糖是11β-HSD2的抑制劑，向大鼠注射葡萄糖后發(fā)現(xiàn)其腎11β-HSD2 活性降低了20%～40%，繼而推測GDM孕婦高血糖狀態(tài)可能通過降低胎盤11β-HSD2活性使新生兒暴露于高皮質(zhì)醇環(huán)境。同時(shí)，在妊娠中期胎兒腎上腺已具有自主分泌皮質(zhì)醇的功能［15］。

本研究對(duì)新生兒臍帶血皮質(zhì)醇水平行多元線性回歸分析，分別納入3 個(gè)模型：在3 個(gè)模型中，母親孕次均為新生兒臍帶血皮質(zhì)醇水平的獨(dú)立影響因素；在模型2與模型3中，母親75 g OGTT服糖后1 h及2 h血糖水平分別為新生兒臍帶血皮質(zhì)醇水平的獨(dú)立影響因素。繼而提示，由于伴隨著我國二胎政策的開放，育齡期女性的孕次、產(chǎn)次均普遍增多，其孕次增加或?qū)?dǎo)致新生兒臍帶血皮質(zhì)醇水平升高；同時(shí)，對(duì)于孕期75 g OGTT 結(jié)果異常的GDM 孕婦，尤其是血糖水平較高者，其胎兒在圍產(chǎn)期更易受到皮質(zhì)醇暴露的不良影響。因此，該上述3種影響因素或?qū)轭A(yù)測新生兒臍帶血皮質(zhì)醇水平提供有力手段。本研究尚存在一定的局限性，即未對(duì)孕婦GDM 的控制程度進(jìn)行后續(xù)隨訪，難以知曉血糖控制良好的GDM 母親所產(chǎn)新生兒的臍帶血皮質(zhì)醇水平是否會(huì)出現(xiàn)下降，后續(xù)我們將對(duì)此做進(jìn)一步研究。

已有文獻(xiàn)［3-7］報(bào)道，GDM 子代的多種疾病的遠(yuǎn)期風(fēng)險(xiǎn)較高。為進(jìn)一步探究圍產(chǎn)期皮質(zhì)醇暴露與GDM 子代易患病之間的關(guān)系，本研究通過建立多元線性回歸模型評(píng)估新生兒體質(zhì)量及其學(xué)齡前期疾病的影響因素。新生兒體質(zhì)量的多元線性回歸分析顯示，母親產(chǎn)前BMI 以及新生兒胎齡是其獨(dú)立影響因素，與臍帶血皮質(zhì)醇水平不相關(guān)。通過對(duì)子代健康狀況進(jìn)行隨訪后發(fā)現(xiàn)，高皮質(zhì)醇組子代在學(xué)齡前期的肥胖發(fā)生率顯著高于低皮質(zhì)醇組。隨后，對(duì)其肥胖影響因素行二元Logistic 回歸分析發(fā)現(xiàn)，校正混雜因素后，臍帶血皮質(zhì)醇水平≥192.00 ng/mL 是子代學(xué)齡前期肥胖的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。在多種哺乳動(dòng)物模型中已證實(shí)，母親產(chǎn)前使用多劑量合成糖皮質(zhì)激素，可導(dǎo)致其子代體質(zhì)量、腰臀圍、肱三頭肌皮褶厚度顯著增加［16-17］。究其原因，可能是由于圍產(chǎn)期暴露于糖皮質(zhì)激素的子代肝臟、胰腺、脂肪等代謝活躍的組織中11β-HSD1 活性異常增強(qiáng)所致。與11β-HSD2 的作用相反，11β-HSD1 可將惰性皮質(zhì)酮轉(zhuǎn)化為有活性的皮質(zhì)醇，且可在肝臟、脂肪等組織中活躍表達(dá)，從而升高皮質(zhì)醇濃度、降低胰島素敏感性。在肥胖人群的肝臟、脂肪組織中，11β-HSD1 活性可選擇性增加，從而引發(fā)其肥胖及代謝綜合征表型［18］。GDM 子代遠(yuǎn)期肥胖為FOAD，結(jié)合本研究結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)圍產(chǎn)期的高皮質(zhì)醇水平或是一個(gè)重要的宮內(nèi)暴露因素，其可增加子代學(xué)齡前期肥胖的發(fā)病率，作用機(jī)制可能與子代體內(nèi)11β-HSD1 活性的改變有關(guān)。未來，我們可在動(dòng)物模型中嘗試檢測GDM 子代肝臟、脂肪等組織中11β-HSD1活性變化，進(jìn)而驗(yàn)證此種猜測。

綜上，本研究發(fā)現(xiàn)GDM 組母親所產(chǎn)新生兒相較于NGT 組的臍帶血皮質(zhì)醇水平明顯升高，ACTH 水平明顯降低；建立了新生兒臍帶血皮質(zhì)醇多元線性回歸模型，為預(yù)測新生兒臍帶血皮質(zhì)醇水平提供了有力手段；對(duì)臍帶血皮質(zhì)醇水平與子代出生質(zhì)量、學(xué)齡前期的發(fā)育與健康狀況的關(guān)系進(jìn)行探索發(fā)現(xiàn)，臍帶血高皮質(zhì)醇水平可引起子代學(xué)齡前期肥胖，這可能是GDM 子代易發(fā)生肥胖的作用機(jī)制；同時(shí)，本研究還分析了GDM、圍產(chǎn)期皮質(zhì)醇暴露、子代肥胖之間的關(guān)聯(lián)，從而為GDM 的臨床干預(yù)、科學(xué)研究提供了新方向。