鈣網(wǎng)蛋白與妊娠相關(guān)疾病的研究進(jìn)展

雷康卿 孫曉彤

1.甘肅中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院(730030)；2.甘肅省人民醫(yī)院

鈣網(wǎng)蛋白也被稱(chēng)為粒蛋白A/B、囊性纖維化抗原、骨髓組織細(xì)胞抗原等，存在于各種免疫細(xì)胞群如中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的胞漿中，并有學(xué)者檢測(cè)出其在未成熟巨噬細(xì)胞的細(xì)胞表面表達(dá)[1]。當(dāng)中性粒細(xì)胞被激活或單核細(xì)胞內(nèi)皮被粘附后，鈣網(wǎng)蛋白被釋放到間質(zhì)組織和血液循環(huán)中，從而對(duì)感染因子、組織細(xì)胞和其他細(xì)胞正常狀態(tài)起到促炎癥反應(yīng)，具體來(lái)說(shuō)，它增強(qiáng)了干擾素啟動(dòng)單核細(xì)胞對(duì)白介素IL-1β的分泌，并與促炎血清細(xì)胞因子干擾素IFN-γ、C反應(yīng)蛋白(CRP)、IL-6、腫瘤壞死因子-β和IL-17a水平升高有關(guān)[2]。

鈣網(wǎng)蛋白與急慢性炎癥和其他疾病都有不同程度的關(guān)系[3]。Liosi等[4]評(píng)估了足月新生兒臍血中鈣網(wǎng)蛋白含量，認(rèn)為臍血鈣網(wǎng)蛋白水平能反映中性粒細(xì)胞的過(guò)度激活或凋亡。另有研究發(fā)現(xiàn)，患有高血壓疾病的孕婦血漿及胎盤(pán)中鈣網(wǎng)蛋白表達(dá)均升高[5]，故認(rèn)為鈣網(wǎng)蛋白可能是妊娠高血壓疾病的一個(gè)潛在的免疫炎性反應(yīng)標(biāo)記。因此，通過(guò)文獻(xiàn)檢索，評(píng)估現(xiàn)有的臨床和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)探究鈣網(wǎng)蛋白在妊娠疾病中的作用，可以更好地定義兩者間的聯(lián)系。

1 妊娠期高血壓疾病

子癇前期被認(rèn)為是母體對(duì)妊娠的一種過(guò)度性炎癥反應(yīng)，并為此做了很多探索，有學(xué)者用“內(nèi)毒素刺激法”成功建立了子癇前期動(dòng)物模型[6]，且證實(shí)抗炎有效。國(guó)內(nèi)外應(yīng)用抗炎藥物干預(yù)子癇前期的研究[7]均表明早期應(yīng)用小劑量阿司匹林可降低高危婦女子癇前期的發(fā)生率。

有學(xué)者提出，S100A12作為鈣網(wǎng)蛋白之一，在正常及子癇前期孕婦外周血及胎盤(pán)組織中均有表達(dá)，但在輕、重度子癇前期組高表達(dá)，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，子癇前期孕婦血清可抑制滋養(yǎng)細(xì)胞增殖，促進(jìn)滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡，而糖基化終產(chǎn)物受體蛋白(RAGE蛋白)在子癇前期孕婦血清干預(yù)的滋養(yǎng)細(xì)胞中也呈相應(yīng)的高表達(dá)，提示S100A12 可能參與了子癇前期的發(fā)病過(guò)程，子癇前期孕婦胎盤(pán)組織局部分泌并釋放S100A12是其重要來(lái)源[8]。S100A12 正常表達(dá)于中性粒細(xì)胞，同時(shí)在淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞中有低表達(dá)。正常妊娠時(shí)，孕婦自身分泌少量S100A12 蛋白，促進(jìn)多種炎性介質(zhì)的釋放，從而引發(fā)全身性炎癥反應(yīng)，并在一定水平上維持“炎癥-抗炎”系統(tǒng)的平衡。當(dāng)這種平衡被打破時(shí)，過(guò)多的炎癥因子可引起免疫細(xì)胞分泌包括S100A12 在內(nèi)的促炎因子，形成一個(gè)反饋環(huán)路，S100A12 的作用被放大，加重了靶器官的損傷，形成了子癇前期狀態(tài)下的病理改變。

S100A 12作為一種炎癥相關(guān)蛋白，由炎癥細(xì)胞誘導(dǎo)后，通過(guò)與toll-4結(jié)合或RAGE蛋白表達(dá)，誘導(dǎo)單核細(xì)胞活化，使包括磷脂酶C、蛋白激酶C激活，進(jìn)一步使得Ca2+流出,鈣調(diào)蛋白激酶Ⅱ、絲裂原蛋白激酶等信號(hào)通路的開(kāi)放，最終使NF-KB進(jìn)入細(xì)胞核，促進(jìn)炎癥及腫瘤的發(fā)生[9]。RAGE 是一種多配體的膜受體，與配體結(jié)合后可啟動(dòng)多條信號(hào)通路，引起細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)等，導(dǎo)致細(xì)胞功能紊亂[10]。同時(shí)，NF-KB也可作為RAGE基因的核轉(zhuǎn)錄因子，負(fù)反饋于RAGE基因的表達(dá)，反饋調(diào)節(jié)循環(huán)使信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)持續(xù)發(fā)生。Germanova等[11]報(bào)道，重度子癇前期患者血清可溶性晚期糖基化終產(chǎn)物受體(sRAGE)水平在妊娠 20 周前就已升高，故 sRAGE 有可能成為預(yù)測(cè)子癇前期發(fā)生的新的生物學(xué)標(biāo)記。

S100B也是鈣網(wǎng)蛋白的一種，主要由星形膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生和釋放[12]。其血清濃度在中樞神經(jīng)系統(tǒng)病變中升高，如缺血性腦損傷、創(chuàng)傷和中風(fēng)[13]。有研究比較了輕度、重度子癇前期和正常血壓女性的血清S100B水平，提示其發(fā)生在嚴(yán)重的子癇前期，獨(dú)立于子癇的進(jìn)展[14]。同樣，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)重度子癇前期組血清S100B水平高于正常子癇前期組,血清S100B較高的重度子癇前期婦女出現(xiàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)癥狀和發(fā)展為HELLP綜合征的風(fēng)險(xiǎn)增加[15]。有研究提出S100-B水平的升高也會(huì)使子癇前期的風(fēng)險(xiǎn)增加[16]。Petzolt等[17]提出，S100B水平可在神經(jīng)癥狀或體征出現(xiàn)之前就已升高，就子癇前期而言，S100-B在子癇發(fā)作前的升高可作為早期血腦屏障缺陷的證據(jù)。重度子癇前期組均給予硫酸鎂治療，有學(xué)者通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出低灌注引起的S100B水平升高，以及隨后的組織損傷，在硫酸鎂治療開(kāi)始后可能會(huì)減少，但因樣本量限制，此觀點(diǎn)還需要進(jìn)一步研究證實(shí)[18]。

尿酸本身作為損傷模式相關(guān)分子，可促進(jìn)炎癥反應(yīng)，另一方面，它可以觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)氧化還原信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，使細(xì)胞易于受到氧化應(yīng)激損傷。有研究提出，細(xì)胞損傷后可釋放損傷模式相關(guān)分子如高遷移率族蛋白 B1(HMGB1)，其中包括S100A12在內(nèi)的鈣結(jié)合蛋白家族S100蛋白，且重度子癇前期患者S100A12與尿酸水平呈正相關(guān)，表明尿酸可以與 S100A12 相互促進(jìn)或協(xié)同參與了重度子癇前期機(jī)體損傷的發(fā)生[19]。

2 妊娠期心臟病

Saito等[20]提出“S100A12可作為心血管疾病標(biāo)記物之一”的猜想，并通過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證實(shí)血清S100A12與CRP水平呈正相關(guān)。他在實(shí)驗(yàn)中指出，針對(duì)于心血管疾病患者，其白細(xì)胞計(jì)數(shù)、血小板計(jì)數(shù)及CRP指證均與S100A 12血清學(xué)水平有正相關(guān)意義，而紅細(xì)胞計(jì)數(shù)則與之呈負(fù)相關(guān)。

有學(xué)者認(rèn)為，S100A12血清學(xué)水平與心力衰竭、血管性心肌缺血等相關(guān)[21]。Cox等[22]則在前輩實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，分析出S100A 12血清學(xué)水平與心力衰竭、心肌缺血等相關(guān)心血管疾病有積極性關(guān)系。有一臨床觀察性研究提出，高濃度S100A12會(huì)使心血管死亡率增加[23]。且在一組多中心研究發(fā)現(xiàn)S100A12的mRNA水平在外周血細(xì)胞中的濃度是判定阻塞性冠狀動(dòng)脈疾病發(fā)展程度的重要因素[24]。Mahajan等[25]證明RAGE/S100A12軸在動(dòng)脈粥樣硬化病變部位的自分泌、旁分泌和內(nèi)分泌方式中發(fā)揮了促進(jìn)促炎細(xì)胞因子的關(guān)鍵作用，導(dǎo)致了疾病的進(jìn)展。

而同一S100A家族中的其他兩位成員S100A8/9也在一次變量控制性研究中被證實(shí)與心血管疾病有密不可分的關(guān)系[26]。研究發(fā)現(xiàn)，小顆粒蛋白基因，包括S100A8、S100A9和S100A12在心血管疾病等炎癥性疾病中發(fā)揮重要作用[27]。

3 妊娠期腎臟疾病

Komatsuda等[28]曾做過(guò)S100A12與腎小球腎炎的相關(guān)研究，包括與抗髓過(guò)氧化物酶(MPO-ANCA)相關(guān)的腎小球腎炎患者以及相關(guān)對(duì)照組中S100A12的血清濃度，分析了S100A12的水平與血管炎活動(dòng)的相關(guān)性，結(jié)論為MPO-ANCA相關(guān)的腎小球腎炎患者的血清S100A12濃度是健康人的4倍，且該蛋白的濃度與外周血白細(xì)胞計(jì)數(shù)、CRP水平、肌酐水平以及疾病的病理活動(dòng)緊密相關(guān)，故血清中S100A12的水平可以作為MPO-ANCA相關(guān)的腎小球腎炎疾病活動(dòng)的可靠指標(biāo)。

有學(xué)者提出，慢性腎臟疾病患者尿S100A12水平明顯高于血清水平，且尿中S100A12水平與血清肌酐有很好的相關(guān)性[29]。另有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，慢性腎臟疾病導(dǎo)致血管鈣化的過(guò)程可在S100A12的存在下顯著增強(qiáng)，其可能機(jī)制為S100A12可以直接或通過(guò)結(jié)合蛋白與還原型輔酶II-Nox1受體結(jié)合，生成的活性氧促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞功能障礙[30]。

S100A4具有增強(qiáng)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)、介導(dǎo)上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)、抑制細(xì)胞死亡、影響纖維化進(jìn)展等作用[31-32]。S100A4被認(rèn)為與各種形式的腎小球腎炎的發(fā)病及活動(dòng)度相關(guān)，其作為免疫球蛋白，除了充當(dāng)生物標(biāo)志物外，還對(duì)疾病有預(yù)后價(jià)值[33]。有研究通過(guò)活檢發(fā)現(xiàn)S100A4陽(yáng)性細(xì)胞的數(shù)量可以預(yù)測(cè)腎功能衰竭和皮質(zhì)激素反應(yīng)[34]。

血清S100A8/A9水平的升高已經(jīng)在某些免疫異常人群中被描述，并證明與疾病活動(dòng)評(píng)分(SLEDAI)、關(guān)節(jié)炎、促性腺激素水平(GN)和抗雙鏈DNA抗體的存在相關(guān)[35]。可能的機(jī)制為：血清S100A8/A9水平的升高反映了與中性粒細(xì)胞活化相關(guān)的過(guò)程。且S100A8被證明可區(qū)分腎內(nèi)和腎前急性腎損傷，其特異性甚至優(yōu)于中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂蛋白(NGAL)，后者是目前用于評(píng)估的主要生物標(biāo)志物[36]。

4 妊娠期糖尿病

有研究發(fā)現(xiàn)高血糖增加了原發(fā)性人巨噬細(xì)胞中S100A9和S100A12的表達(dá)[37]，認(rèn)為葡萄糖增強(qiáng)了巨噬細(xì)胞對(duì)toll樣受體(TLR)配體Palmatic acid(PA)和脂多糖(LPS)的反應(yīng)，即產(chǎn)生促炎刺激，并檢測(cè)出在M1巨噬細(xì)胞中，高血糖增加了與S100A9和S100A12啟動(dòng)子結(jié)合的組蛋白乙酰化水平，且葡萄糖在LPS刺激的細(xì)胞中上調(diào)S100A12的表達(dá)可達(dá)5.4倍[38]。另有學(xué)者提出，S100A9在II型糖尿病和S100A12在I型糖尿病患者中都傾向于高表達(dá)[39]。

高血糖可導(dǎo)致組蛋白H3水平降低，這與S100基因的表達(dá)升高相關(guān)[40]。高血糖通過(guò)表觀遺傳調(diào)控上調(diào)了S100A9、S100A12的表達(dá)，并誘導(dǎo)了一個(gè)用于激活的組蛋白Mossel等，這種調(diào)控依賴(lài)于組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶SMYD3和SET7/9的作用，且高血糖可通過(guò)他們抑制S100基因的下調(diào)[41]。這些結(jié)果明確了在糖尿病條件下巨噬細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥中表觀遺傳調(diào)控的重要作用，高血糖誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激和甲基乙二醛的產(chǎn)生也被證明可以調(diào)節(jié)RAGE、S100A8、S100A12和高遷移率族蛋白B1(HMGB1)的表達(dá)[42]。總之，高糖誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞啟動(dòng)效應(yīng)并使細(xì)胞對(duì)炎癥反應(yīng)敏感。另有學(xué)者提出，外周血S100A8和S100A9的mRNA水平與胰島素抵抗和炎癥相關(guān)[43]。

有實(shí)驗(yàn)提出，細(xì)胞外或過(guò)表達(dá)S100A4的脂肪細(xì)胞可以抑制脂肪生成，降低炎癥因子mRNA水平，表明該蛋白通過(guò)激活蛋白激酶B信號(hào)對(duì)脂肪細(xì)胞起到保護(hù)作用[44]。S100A4成纖維細(xì)胞被證明通過(guò)細(xì)胞外基質(zhì)重塑和激活YAP相關(guān)蛋白信號(hào)通路調(diào)節(jié)脂肪形成[45]。有學(xué)者提出，S100A4基因的缺失加重了小鼠的肥胖癥狀，并抑制了胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)[46]。

S100B可降低葡萄糖消耗、葡萄糖類(lèi)似物攝取和乳酸生成，增加磷酸甘油醛脫氫酶GAPDH上游的糖酵解中間體的濃度，但對(duì)糖原積累和胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)無(wú)影響。糖尿病大鼠或長(zhǎng)期饑餓大鼠的脂肪組織中S100B含量低于對(duì)照組大鼠，提示胰島素可能通過(guò)一種機(jī)制促進(jìn)S100B在脂肪細(xì)胞中的積累[47]。

5 妊娠期滋養(yǎng)細(xì)胞疾病

有研究發(fā)現(xiàn)S100A12蛋白染色陽(yáng)性定位于胎盤(pán)滋養(yǎng)細(xì)胞、蛻膜細(xì)胞的細(xì)胞漿中，且產(chǎn)組胎盤(pán)組織S100A12的表達(dá)明顯高于正常孕足月組，故提出S100A12誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡作用的增強(qiáng)，導(dǎo)致胎盤(pán)滋養(yǎng)層凋亡增加，當(dāng)?shù)蛲黾?xì)胞的比例增加到影響胎盤(pán)功能的時(shí)候最終導(dǎo)致早產(chǎn)的發(fā)生[48]。

S100A8被認(rèn)為在胎兒與子宮的相互作用中起著重要作用，在浸潤(rùn)蛻膜的滋養(yǎng)細(xì)胞受精后的第7～9天可以檢測(cè)到S100A8 mRNA而不能檢測(cè)到S100A9 mRNA，得出S100A8由滋養(yǎng)細(xì)胞分泌，并可參與調(diào)節(jié)胎兒-母親相互作用的結(jié)論[49]。滋養(yǎng)細(xì)胞分泌的S100A8可能調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞活化和促凝因子的水平，從而對(duì)巨噬細(xì)胞產(chǎn)生保護(hù)作用，使它可以抵擋母體巨噬細(xì)胞的攻擊，還可以適應(yīng)血管血栓形成和炎癥導(dǎo)致區(qū)域和某時(shí)的缺血，從而阻止胚胎吸收。此外，S100A8可能保護(hù)胎兒免受自由基的傷害。有報(bào)道S100A8的產(chǎn)生和水平在妊娠早期和中期的胎盤(pán)中升高(最高水平在孕8～11周)，然后在足月妊娠結(jié)束時(shí)降低[50]。

6 妊娠期炎癥

有報(bào)道S100A12在羊膜內(nèi)感染的女性中顯著上調(diào)，并與炎癥程度相關(guān)[51]。ELISA法檢測(cè)的宮頸黏液中S100A8/A9水平與一些促炎細(xì)胞因子，如IL-1、IL-8和粒細(xì)胞彈性酶水平呈正相關(guān)。然而，不同月經(jīng)周期宮頸黏液中S100A8/A9濃度卻無(wú)明顯變化，因此，它可能是宮頸炎癥的潛在標(biāo)記物。宮頸-陰道灌洗液的Western blot分析顯示，含有HIV感染單核細(xì)胞的灌洗液樣品比不含HIV感染單核細(xì)胞的灌洗液樣品中有更多的免疫反應(yīng)性S100A8的存在[52]。也有證據(jù)表明，S100A8/A9參與子宮內(nèi)膜的內(nèi)分泌和旁分泌相互作用，并參與月經(jīng)、排卵、著床和分娩時(shí)宮頸成熟期間子宮內(nèi)膜細(xì)胞外基質(zhì)的重塑[53]。

S100A8/A9在妊娠的各種病理情況中也有重要的作用。首先,有實(shí)驗(yàn)證明，微生物進(jìn)入羊膜腔及宮內(nèi)炎癥的免疫反應(yīng)性可大大提高相關(guān)S100A8/A9在羊水中的含量[54]。另有實(shí)驗(yàn)證明，羊水中S100A8/A9水平升高與羊膜內(nèi)炎癥、絨毛膜羊膜炎的組織學(xué)圖像和產(chǎn)程間隔較短有關(guān)[55]。也有研究發(fā)現(xiàn)S100A12、S100A8/S100A9 在子宮內(nèi)膜炎和流產(chǎn)中呈高表達(dá)[56]。因此，S100A8/A9可作為羊膜內(nèi)炎癥的生物標(biāo)志物。

目前鈣網(wǎng)蛋白在常見(jiàn)產(chǎn)科疾病中的研究取得了較大進(jìn)展，鈣網(wǎng)蛋白作為關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)參與了炎癥發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中大量的信號(hào)通路，受正負(fù)反饋調(diào)節(jié)，與病變組織分類(lèi)、臨床分級(jí)和預(yù)后相關(guān)，但目前對(duì)不同鈣網(wǎng)蛋白亞型的生物學(xué)功能尚無(wú)完整、系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步了解產(chǎn)科常見(jiàn)疾病的形成過(guò)程中不同鈣網(wǎng)蛋白亞型使炎癥細(xì)胞更易具備侵襲性表型并維持其在同一組織細(xì)胞中表達(dá)平衡的機(jī)制，有助于通過(guò)鈣網(wǎng)蛋白介導(dǎo)的通路解決常見(jiàn)疾病，具有潛在的研究意義和臨床應(yīng)用價(jià)值，也為疾病的診斷和治療提供了新思路。