錯(cuò)誤折疊蛋白與子癇前期相關(guān)研究進(jìn)展

溫寧寧，杜鵑

子癇前期（pre-eclampsia，PE）是一種全身性異質(zhì)性妊娠期并發(fā)癥，會(huì)引起妊娠期母胎的病理生理學(xué)改變。PE 表現(xiàn)為妊娠20 周后出現(xiàn)的高血壓、蛋白尿、水腫和母體器官功能障礙。其很難與其他以高血壓、蛋白尿?yàn)樘卣鞯募膊∠噼b別，如慢性高血壓、腎小球疾病等。在世界范圍內(nèi)，PE 每年可造成大約50萬(wàn)新生兒、胎兒以及7 萬(wàn)孕產(chǎn)婦死亡，全球發(fā)病率約為2%～8%[1]。PE 具有發(fā)病原因多源性、發(fā)病機(jī)制特異性及發(fā)病通路多樣性的特點(diǎn)[2]，使得準(zhǔn)確預(yù)測(cè)及診斷PE 具有挑戰(zhàn)性。治療PE 唯一有效的方法是終止妊娠，娩出胎兒及胎盤，這可能會(huì)導(dǎo)致醫(yī)源性早產(chǎn)的發(fā)生率升高，因此早期預(yù)測(cè)和診斷PE 顯得尤為重要。迄今，尚缺乏快速、無(wú)創(chuàng)、可靠的預(yù)測(cè)和早期診斷PE 的方法。既往有研究發(fā)現(xiàn)PE 患者的尿液、血清及胎盤中存在錯(cuò)誤折疊蛋白，本文就錯(cuò)誤折疊蛋白與PE 的相關(guān)研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 錯(cuò)誤折疊蛋白以及蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊病

蛋白質(zhì)是生物體構(gòu)成的重要物質(zhì)之一，同時(shí)也是生物體功能的執(zhí)行者。哺乳動(dòng)物細(xì)胞的蛋白質(zhì)組通常包括10 000～20 000 種不同的蛋白質(zhì)。大部分蛋白質(zhì)分子只有經(jīng)過折疊，形成正確的高級(jí)結(jié)構(gòu)才能獲得正常的功能。蛋白質(zhì)的多肽鏈可以經(jīng)過折疊形成多種構(gòu)象，它們的生物活性構(gòu)象往往欠穩(wěn)定。為了保持蛋白質(zhì)組的完整性和細(xì)胞的健康，蛋白質(zhì)的合成、折疊和降解必須保持平衡，各種蛋白質(zhì)的豐度必須控制在正常水平。

如果蛋白質(zhì)折疊出現(xiàn)錯(cuò)誤則會(huì)使蛋白質(zhì)喪失生物學(xué)活性，甚至導(dǎo)致異常生命現(xiàn)象。干擾蛋白質(zhì)折疊過程中的任何一步都可能導(dǎo)致蛋白質(zhì)異常折疊。如果蛋白質(zhì)發(fā)生異常折疊，即使其一級(jí)結(jié)構(gòu)不變，蛋白質(zhì)的構(gòu)象發(fā)生改變?nèi)詴?huì)影響其功能，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致疾病的發(fā)生；也有些蛋白質(zhì)發(fā)生錯(cuò)誤折疊后相互聚集，產(chǎn)生毒性而致病。由于蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊或構(gòu)象異常所導(dǎo)致的疾病稱為蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊病或構(gòu)象病。

迄今為止，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)40 多種疾病是由蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊引起的，包括神經(jīng)退行性疾病，如阿爾茨海默?。ˋlzheimer′s disease，AD）、帕金森?。≒arkinson′s disease，PD）、亨廷頓舞蹈病（Huntington′s disease，HD）和傳染性海綿狀腦?。╰ransmissible spongiform encephalopathies，TSE）以及多種全身性疾病，如家族性淀粉樣多神經(jīng)?。╢amilial amyloid polyneuropathy，F(xiàn)AP）、家族性淀粉樣變性心肌?。╢amilial amyloidotic cardiomyopathy，F(xiàn)AC）和老年全身性淀粉樣變性（senile systemic amyloidosis，SSA）[3]。研究發(fā)現(xiàn)，AD 中的淀粉樣β 肽[4]和τ 蛋白[5]、PD 及相關(guān)疾病中的α-突觸核蛋白[6]、克-雅病及TSE 中的朊蛋白[7]、FAP、FAC 及SSA 中的甲狀腺運(yùn)載蛋白[8]都是由淀粉樣蛋白發(fā)生錯(cuò)誤折疊、聚集以及在組織中沉積引起的。淀粉樣蛋白引起的損傷機(jī)制尚不完全清楚，其在不同疾病中的作用機(jī)制可能不同。在許多情況下，雖然蛋白質(zhì)功能的喪失并不一定引起相應(yīng)的淀粉樣疾病表現(xiàn)，但是淀粉樣蛋白的形成會(huì)干擾正常蛋白質(zhì)的功能。最近的研究表明可以使用剛果紅（Congo red，CR）和硫黃素T（ThT）來(lái)檢測(cè)淀粉樣纖維[3]。

2 PE 的發(fā)病機(jī)制及其病理生理

PE 是一種累及全身多系統(tǒng)的妊娠期特有的綜合征，主要以水腫、高血壓和蛋白尿?yàn)樘卣鳌Ｔ跊]有蛋白尿的情況下，診斷需要高血壓的發(fā)病合并其他靶器官功能障礙，如血小板減少、肝功能受損、腎功能不全、肺水腫、新發(fā)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)異?；蛞曈X障礙，重度PE 可導(dǎo)致明顯的器官功能障礙和HELLP綜合征（表現(xiàn)為溶血、肝酶升高和血小板減少）[9]。除了引起母體多系統(tǒng)的損傷外，PE 還會(huì)導(dǎo)致早產(chǎn)、胎兒生長(zhǎng)受限、胎兒宮內(nèi)窘迫和胎兒死亡等圍生期不良結(jié)局，還可能增加母親患心血管疾病和代謝性疾病以及后代肥胖的風(fēng)險(xiǎn)[10]，因此很大程度上影響了母胎健康及生活質(zhì)量。根據(jù)流行病學(xué)調(diào)查，導(dǎo)致PE發(fā)生的危險(xiǎn)因素包括母體合并癥（如慢性腎病、高血壓和肥胖）、PE 家族史、抗磷脂抗體陽(yáng)性、糖尿病史、自身免疫性疾病、首次懷孕的年輕女性或多胎妊娠以及既往有妊娠合并PE 或胎兒生長(zhǎng)受限的病史[11]。

盡管PE 已被廣泛認(rèn)知，但其發(fā)病機(jī)制至今仍不明確。PE 是由多種復(fù)雜因素共同作用所引起的一種綜合征，包括環(huán)境因素、遺傳因素、氧化應(yīng)激、胎盤缺血缺氧以及孕婦自身免疫功能異常等[12]。PE 是發(fā)生在妊娠20 周以后的疾病，但在孕20 周以前即以無(wú)癥狀期開始，其特征在于胎盤滋養(yǎng)層細(xì)胞侵襲不足和螺旋動(dòng)脈重鑄障礙，這兩個(gè)過程會(huì)增加氧化應(yīng)激和系統(tǒng)性內(nèi)皮功能障礙發(fā)生的可能性，從而導(dǎo)致疾病后期的一系列體征[13]。1914 年，Young[14]提出一種假設(shè)，他們認(rèn)為PE 時(shí)母體供應(yīng)胎盤的血流受到干擾導(dǎo)致胎盤梗死，而發(fā)生壞死的胎盤向母體絨毛間隙及循環(huán)血液中釋放某些物質(zhì)；后來(lái)，這一假設(shè)得到了證實(shí)，研究將PE 的胎盤提取物注射到豚鼠體內(nèi)，豚鼠會(huì)發(fā)生肝腎功能的損害，類似于死于子癇的孕婦。有研究通過觀察夾住妊娠犬腹主動(dòng)脈以及松開夾子后妊娠犬血壓波動(dòng)情況的實(shí)驗(yàn)，支持了既往認(rèn)為高血壓是由于胎盤功能異常引起的觀點(diǎn)，即切除妊娠子宮后，即使夾緊腹主動(dòng)脈也不會(huì)引起高血壓[15]。Lunell 等[16]研究表明，PE 婦女子宮胎盤血流量較正常妊娠婦女減少。隨后，有學(xué)者把PE 的發(fā)病機(jī)制分為“兩階段”，階段一為臨床前期，特征在于滋養(yǎng)層細(xì)胞侵入母體子宮組織缺陷，螺旋動(dòng)脈重鑄不足，血管直徑不能隨著孕周的增加相應(yīng)增粗，導(dǎo)致胎盤灌注不足，局部缺血缺氧；階段二為胎盤釋放的活性氧自由基、炎癥因子、細(xì)胞因子等胎盤因子進(jìn)入母體血液循環(huán)，促進(jìn)系統(tǒng)炎癥反應(yīng)和血管內(nèi)皮損傷，從而引起PE-子癇多樣化的臨床表現(xiàn)[17]。Redman[18]在2014 年提出了經(jīng)典的PE“六階段模式”，其中妊娠第8～18周是胎盤形成的關(guān)鍵時(shí)期，如果胎盤形成異常則會(huì)引起PE，因此將該階段作為尋找PE 早期預(yù)測(cè)和診斷方法的黃金時(shí)期。

3 錯(cuò)誤折疊蛋白與PE

蛋白質(zhì)折疊是生命活動(dòng)最基本的過程，如果蛋白質(zhì)在形成高級(jí)空間結(jié)構(gòu)過程中折疊錯(cuò)誤則會(huì)導(dǎo)致疾病發(fā)生。最近研究發(fā)現(xiàn)，錯(cuò)誤折疊蛋白的形成和聚集與PE 相關(guān)[3]。已經(jīng)有學(xué)者在PE 婦女的尿液、血清和胎盤中發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤折疊蛋白[19-20]。蛋白質(zhì)在遺傳或環(huán)境因素變化的影響下容易發(fā)生錯(cuò)誤折疊，因此正常妊娠的孕婦體內(nèi)也可能存在錯(cuò)誤折疊蛋白[3]。最近的研究表明與PE 有關(guān)的缺血、缺氧和促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生導(dǎo)致蛋白質(zhì)發(fā)生錯(cuò)誤折疊，并引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)[21]，進(jìn)而導(dǎo)致錯(cuò)誤折疊蛋白沉積于PE 患者的胎盤和體液中。同時(shí)聚集于胎盤滋養(yǎng)細(xì)胞中的錯(cuò)誤折疊蛋白會(huì)阻止滋養(yǎng)細(xì)胞的正常侵襲，誘導(dǎo)胎盤發(fā)生缺血缺氧和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)[3]。由于在胎盤發(fā)生缺血缺氧時(shí)會(huì)引起螺旋動(dòng)脈重鑄不足、氧化應(yīng)激、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激以及釋放炎癥因子，導(dǎo)致蛋白質(zhì)發(fā)生淀粉樣聚集，進(jìn)一步可以引起胎盤缺血。淀粉樣聚集體也可以通過胎盤進(jìn)入母體血液，并通過血液進(jìn)入泌尿系統(tǒng)。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激過程中，蛋白質(zhì)發(fā)生錯(cuò)誤折疊的頻率增加，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)的自發(fā)聚集和淀粉樣變。PE淀粉樣聚集的蛋白質(zhì)包括淀粉樣β 肽、轉(zhuǎn)甲狀腺素蛋白（TTR）、免疫球蛋白輕鏈和α1-抗胰蛋白酶。在正常妊娠中，胚胎的滋養(yǎng)細(xì)胞侵入胎盤螺旋動(dòng)脈，從而擴(kuò)大血管的管腔，增加流向胎兒的血流。在PE 過程中，滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤(rùn)能力受損，導(dǎo)致螺旋動(dòng)脈的異常重塑和胎盤缺血。因此至今尚不明確錯(cuò)誤折疊蛋白究竟是引起滋養(yǎng)層細(xì)胞侵襲不足、內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙、氧化應(yīng)激等病理變化的誘因，還是僅僅是這些病理變化的結(jié)果[5]。

Dahabiyeh 等[22]利用紅外顯微鏡全面研究了PE患者胎盤和血漿中內(nèi)源性生化成分的變化，結(jié)果表明PE 患者胎盤和血漿中的蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的結(jié)構(gòu)改變。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，“典型”PE 的發(fā)病機(jī)制是遺傳和環(huán)境因素導(dǎo)致胎盤功能障礙。隨后，缺血胎盤將可溶性因子釋放到母體循環(huán)中，這些因子引起PE 相關(guān)的臨床表現(xiàn)[15]。有研究在PE 患者的尿液中檢測(cè)到了包括淀粉樣β 肽在內(nèi)的蛋白質(zhì)聚集體[23]。且PE 患者體內(nèi)的錯(cuò)誤折疊蛋白具有嗜CR 的特性，可以使用CR 染色檢測(cè)PE 患者尿液中的錯(cuò)誤折疊蛋白[24]。Rood 等[25]提出剛果紅點(diǎn)（Congo red dot，CRD）試紙可以作為一種簡(jiǎn)單、單一、無(wú)創(chuàng)的快速識(shí)別PE 的臨床工具，若孕婦尿液CRD 試紙的檢測(cè)結(jié)果呈陽(yáng)性，則表明孕婦可能在未來(lái)14 d 內(nèi)表現(xiàn)出PE相關(guān)的臨床癥狀。該研究對(duì)346 例孕婦（受試者需年齡≥18 歲且孕周準(zhǔn)確）進(jìn)行了CRD 試紙檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)其對(duì)PE 的敏感度為80.2%、特異度為89.2%、陰性預(yù)測(cè)值為92.1%，診斷PE 的準(zhǔn)確度為86.7%。因此，認(rèn)為錯(cuò)誤折疊蛋白可以作為預(yù)測(cè)PE 的生物學(xué)標(biāo)志物。

盡管整個(gè)妊娠期間孕婦的尿液中都會(huì)存在錯(cuò)誤折疊蛋白，但正常妊娠的孕婦會(huì)維持在一個(gè)較低的水平。相較之下，PE 患者的尿液中錯(cuò)誤折疊蛋白的含量明顯升高；同時(shí)針對(duì)尿液錯(cuò)誤折疊蛋白與新生兒出生體質(zhì)量關(guān)系的研究發(fā)現(xiàn)，尿液錯(cuò)誤折疊蛋白陽(yáng)性的孕婦早發(fā)型PE 以及胎兒生長(zhǎng)受限的發(fā)生率明顯升高，表明尿液錯(cuò)誤折疊蛋白對(duì)于預(yù)測(cè)PE 具有很高的臨床實(shí)用價(jià)值[23-24]，也進(jìn)一步證實(shí)了PE 與錯(cuò)誤折疊蛋白的沉淀和聚集相關(guān)這一新觀點(diǎn)。在妊娠早期檢測(cè)血清或尿液中的聚集蛋白質(zhì)來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，將蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊和聚集與PE 聯(lián)系在一起，將開辟一個(gè)新的研究領(lǐng)域，并確定新的生物標(biāo)志物以及時(shí)診斷和治療干預(yù)。

4 展望

綜上所述，人類許多疾病是由于蛋白質(zhì)發(fā)生錯(cuò)誤折疊、聚集和沉積引起的，特別是AD 等神經(jīng)退行性疾病。近年，在PE 患者的尿液、血清及胎盤中發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)，因此認(rèn)為PE 是蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊性疾病。且有研究者證實(shí)錯(cuò)誤折疊蛋白是胎盤淺著床、滋養(yǎng)細(xì)胞發(fā)生氧化應(yīng)激的產(chǎn)物，且Rood 等[25]提出如果孕婦尿液CRD 試紙測(cè)試結(jié)果為陽(yáng)性，則表明孕婦可能會(huì)在未來(lái)14 d 內(nèi)表現(xiàn)出PE 相關(guān)的癥狀體征，可以將錯(cuò)誤折疊蛋白作為PE 的標(biāo)志。胎盤娩出是唯一有效的治療方法，即使是葡萄胎妊娠的PE患者也如此，所以普遍認(rèn)為胎盤功能失調(diào)是導(dǎo)致PE全身癥狀的主要原因[9]。由于PE 多因素、多機(jī)制、多通路致病的特殊性，使得明確PE 的發(fā)病機(jī)制及尋找有效的治療方法仍存在很大難度。迄今，尚無(wú)相關(guān)研究明確PE 孕婦胎盤中錯(cuò)誤折疊蛋白與尿液中錯(cuò)誤折疊蛋白是否具有一致性，因此未來(lái)需要通過驗(yàn)證PE 孕婦分娩時(shí)胎盤及尿液中錯(cuò)誤折疊蛋白是否一致進(jìn)一步明確PE 的發(fā)病機(jī)制，以便盡早制定出適合PE 患者的孕期管理措施。