胎盤生長(zhǎng)因子在早期妊娠中的研究進(jìn)展

楊冬梅 綜述，龐麗紅 審校

（廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院婦產(chǎn)科，南寧 530021）

早期妊娠的滋養(yǎng)細(xì)胞及新生血管的發(fā)育對(duì)于胚胎成功著床以及未來胎盤的結(jié)構(gòu)和功能至關(guān)重要，許多妊娠期并發(fā)癥如流產(chǎn)、子癇前期、妊娠期糖尿病、胎兒宮內(nèi)生長(zhǎng)受限、低出生體重兒等的發(fā)生都與胎盤血管的早期發(fā)育異常有關(guān)[1-3]。胎盤生長(zhǎng)因子（placental growth factor，PlGF)是參與血管生成的重要血管生成因子之一，具有多種作用如誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞在不同組織中的生長(zhǎng)、增殖、遷徙和存活，是眾所周知的維持妊娠的重要因素，其分泌異?？蓪?dǎo)致妊娠并發(fā)癥發(fā)生。目前的研究多關(guān)注于PlGF在子癇前期等中晚期妊娠并發(fā)癥的作用[2]，而對(duì)于PlGF 在早期妊娠中發(fā)揮的作用知之甚少。本文對(duì)近年來PlGF 在早期妊娠中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述如下。

1 PlGF 概述

PlGF 是從人胎盤中分離的多效性血管生成生長(zhǎng)因子[4]，其基因位于染色體14q24～q31 上，隸屬于血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）家族，是一種分泌型糖蛋白同型二聚體。它具有4 種異構(gòu)體：PlGF-1、PlGF-2、PlGF-3 和PlGF-4[5]。其中以PlGF-1 和-2 為最主要的亞型。PlGF-1 和PlGF-3 無肝素結(jié)合區(qū)，是可擴(kuò)散的亞型，可能以旁分泌方式影響靶細(xì)胞。PlGF-2 和PlGF-4 具有肝素結(jié)合區(qū)，與細(xì)胞膜相關(guān)并以自分泌方式發(fā)揮作用。

PlGF 和VEGF 是負(fù)責(zé)胎盤生長(zhǎng)的主要促血管生成因子。PlGF 與VEGF 共享受體酪氨酸激酶受體（Flt）-1，PlGF 通過占據(jù)Flt-1 受體使VEGF 從Flt-1上移位，從而引導(dǎo)VEGF 激活具有更強(qiáng)酪氨酸激酶活性的VEGFR-2，促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞增殖、遷移和存活。PlGF 還可增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的增殖、遷移和存活[6]，并且通過在鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶依賴性途徑中觸發(fā)腫瘤壞死因子（TNF）-α 和白細(xì)胞介素（IL）-6 的產(chǎn)生，對(duì)炎癥產(chǎn)生直接影響[7]。神經(jīng)纖毛蛋白-1（neuropilin-1，NRP1）主要由樹突狀細(xì)胞（DC）和調(diào)節(jié)性T（Treg）細(xì)胞表達(dá)，并主要對(duì)免疫反應(yīng)產(chǎn)生抑制作用。NRP1 的天然配體是信號(hào)素3A（Se ma3A），而PlGF 和Sema3A 在相同域中結(jié)合NRP1 時(shí)可能存在競(jìng)爭(zhēng)，因此，PlGF 同時(shí)可參與免疫抑制的發(fā)生[8]。

PlGF 在子宮內(nèi)膜、蛻膜、胎盤、子宮自然殺傷細(xì)胞（uterine nature killer cells，uNK 細(xì)胞）和滋養(yǎng)層細(xì)胞中均有表達(dá)，其在血管生成、炎癥以及對(duì)免疫調(diào)節(jié)中的良好平衡被認(rèn)為是妊娠成功的關(guān)鍵因素。任何一環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)失衡，均可能會(huì)對(duì)妊娠產(chǎn)生不良影響。

2 PlGF 在胚胎著床和早期妊娠中的作用

分泌期子宮內(nèi)膜、合體滋養(yǎng)層細(xì)胞、細(xì)胞滋養(yǎng)層細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞中均可表達(dá)PlGF，其中胎盤合體滋養(yǎng)細(xì)胞是PlGF 的主要來源。隨著植入部位的血管化，絨毛外滋養(yǎng)層細(xì)胞侵入底蛻膜，在蛻膜基質(zhì)細(xì)胞蛻膜化的過程中PlGF 的表達(dá)也明顯增高[9]。PlGF 的另一個(gè)重要來源是uNK 細(xì)胞，uNK 細(xì)胞和M2 巨噬細(xì)胞促進(jìn)滋養(yǎng)層細(xì)胞深入子宮肌層，是誘導(dǎo)母胎耐受的重要因子之一。當(dāng)發(fā)生胚胎植入時(shí)，子宮內(nèi)膜NK 細(xì)胞在IL-15 的介導(dǎo)下轉(zhuǎn)換為uNK 細(xì)胞，這種改變導(dǎo)致它們產(chǎn)生血管生成因子PlGF[10]。在Bazhenov 等[11]研究中發(fā)現(xiàn)，唯一能夠在NK 細(xì)胞存在的情況下降低滋養(yǎng)層細(xì)胞死亡率的細(xì)胞因子就是PlGF，它增強(qiáng)了血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的活性，進(jìn)而通過降低滋養(yǎng)層細(xì)胞的細(xì)胞毒性，保證了滋養(yǎng)層細(xì)胞在NK 細(xì)胞存在的情況下存活。

Santi 等[12]研究發(fā)現(xiàn)，成功妊娠的良好子宮內(nèi)膜中PlGF 的表達(dá)明顯高于未成功妊娠的不良子宮內(nèi)膜。Moldenhauer 等[13]進(jìn)行的研究發(fā)現(xiàn)，與未交配小鼠相比，交配的小鼠引起子宮Treg 細(xì)胞增加5 倍，在引流子宮的淋巴結(jié)中有大量Treg 增殖，其中包括70%NRP1+胸腺來源的Treg 細(xì)胞和30%NRP1-外周Treg 細(xì)胞。而插入了21 個(gè)堿性氨基酸的PlGF-2 和PlGF-4，能夠結(jié)合神經(jīng)纖毛蛋白NRP1 和NRP2[8]，表明分泌型PlGF-2 和PlGF-4 可能參與了胚胎早期植入的NRP1 免疫調(diào)節(jié)。

PlGF 在胚胎植入后表達(dá)隨著胎齡的增加而逐漸增強(qiáng)，在植入部位，如果PlGF 水平與VEGF 升高一致，筆者推測(cè)PlGF 水平升高會(huì)增加VEGF 的產(chǎn)生，并通過占據(jù)該受體并將其導(dǎo)向VEGFR-2 的激活而導(dǎo)致VEGF 從Flt-1 移位最終加強(qiáng)血管生成[14]。然而，明顯上調(diào)PlGF 也可能影響胚胎著床與胎盤發(fā)育。Kang 等[15]研究發(fā)現(xiàn)胎兒T 細(xì)胞過表達(dá)PlGF可導(dǎo)致生長(zhǎng)遲緩、血管生成不足和Treg 細(xì)胞減少，從而可能導(dǎo)致妊娠丟失；并可激活胎盤中的BRAF、ERK 和HIF-1α 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，表明PlGF 異常升高可能將血管生成作用轉(zhuǎn)換為炎癥，進(jìn)而導(dǎo)致胚胎發(fā)育中血管生成失敗，最終引起妊娠丟失。

Chen 等[16]評(píng)估了在輔助生殖中注射人絨毛膜促性腺激素（hCG）當(dāng)天血清孕酮水平高和低的婦女子宮內(nèi)膜中PlGF 的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)高孕酮水平的婦女子宮內(nèi)膜腺細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞中PlGF 的表達(dá)較高。而取卵前高孕酮水平與低著床率有關(guān)[17]。研究者認(rèn)為，孕酮升高可能通過血管生成因子特別是PlGF的失衡而降低著床率。值得一提的是，有研究發(fā)現(xiàn)由人工助孕無論是排卵劑、人工授精還是輔助生殖技術(shù)而受孕的婦女，孕11～13 周期間，血液中PlGF的均值與正常孕婦相比都較低[18]。Tocci 等[19]發(fā)現(xiàn)取胚外滋養(yǎng)細(xì)胞進(jìn)行植入前產(chǎn)前診斷的胚胎發(fā)生妊娠時(shí)，其妊娠期并發(fā)癥與有胎盤PlGF 下調(diào)的妊娠并發(fā)癥驚人的相似。由此推測(cè)，胚外滋養(yǎng)細(xì)胞活檢可能導(dǎo)致胎盤中不同基因包括PlGF 的持續(xù)失調(diào)而引起復(fù)雜妊娠。

在一些妊娠相關(guān)并發(fā)癥如異位妊娠、稽留流產(chǎn)、流產(chǎn)以及子癇前期中，妊娠早期血清和滋養(yǎng)細(xì)胞的PlGF 水平均降低。韓瑾等[20]研究發(fā)現(xiàn)，妊娠高血壓孕婦孕早期血清PlGF 濃度明顯降低。推測(cè)可能由于孕早期低水平的PlGF 影響絨毛血管的生成與侵入，減少螺旋動(dòng)脈重塑，使血液在更高的壓力下流動(dòng)，導(dǎo)致絨毛間隙壓力增加和滋養(yǎng)細(xì)胞發(fā)育減少，最終導(dǎo)致妊娠期高血壓的發(fā)生。但一項(xiàng)對(duì)早期妊娠血樣和胎盤組織切片的回顧性研究發(fā)現(xiàn)，在母體胎盤血管灌注不良的病例中，妊娠早期PlGF 和sFlt-1/PlGF 比值降低的趨勢(shì)并不顯著[21]，其具體作用機(jī)制還有待進(jìn)一步探討。

3 不同效應(yīng)因子對(duì)PlGF 表達(dá)的調(diào)節(jié)及對(duì)早期妊娠的影響

一氧化氮合酶3（NOS3）位于VEGF/VEGFR-2信號(hào)通路的下游[22]，并與該信號(hào)通路有明顯的相關(guān)性。在對(duì)羊的輔助生殖研究中發(fā)現(xiàn)，其早孕絨毛中PlGF 和NOS3 的mRNA 表達(dá)均降低，且與胎盤血管發(fā)育不良有關(guān)，故此推測(cè)在著床受阻部位和妊娠丟失病例中，PlGF 和NOS3 的聯(lián)系被破壞，導(dǎo)致血管生成不足[23]。腎上腺髓質(zhì)素2（ADM2）在子宮和胎盤中表達(dá)，其血漿水平在懷孕期間升高。在妊娠早期，ADM2 可能上調(diào)植入部位的PlGF、VEGF 和NOS3，并增強(qiáng)血管生成。在大鼠植入部位應(yīng)用ADM2 拮抗劑可降低胎盤中PlGF、NOS3 和VEGF 的表達(dá)，并降低血清雌二醇和孕酮的水平[24]。因此，ADM2 可能在植入初期上調(diào)PlGF、VEGF 和NOS3 并增強(qiáng)妊娠早期的血管生成。Kato 等[25]分別用IFN-γ 和TNF-α 處理人早期原代滋養(yǎng)細(xì)胞后，發(fā)現(xiàn)人早期滋養(yǎng)細(xì)胞PlGF mRNA 的表達(dá)均增加，表明TNF-α 和IFN-γ可促進(jìn)原代滋養(yǎng)細(xì)胞中PlGF 的產(chǎn)生。角蛋白調(diào)節(jié)蛻膜和胎盤的血管重塑，它的缺失可能導(dǎo)致絨毛外滋養(yǎng)細(xì)胞嚴(yán)重缺氧，降低PlGF 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)[26]。此外，角蛋白缺乏會(huì)導(dǎo)致uNK 細(xì)胞水平升高，這些細(xì)胞的異常升高可能會(huì)導(dǎo)致氧化應(yīng)激，最終導(dǎo)致復(fù)發(fā)性流產(chǎn)[27]。在反復(fù)流產(chǎn)患者血清中已觀察到抗β2-糖蛋白I（抗β2-GPI）抗體，其對(duì)滋養(yǎng)層細(xì)胞有抑制作用。Ichikawa 等[28]認(rèn)為抗β2-GPI 抗體與滋養(yǎng)層細(xì)胞表面的磷脂酰絲氨酸結(jié)合，抑制這些細(xì)胞產(chǎn)生PlGF，從而可能導(dǎo)致妊娠失敗。孤兒核受體（NUR77）可以直接結(jié)合到PlGF 啟動(dòng)子區(qū)域并激活PlGF 表達(dá)，促進(jìn)妊娠早期的滋養(yǎng)細(xì)胞侵襲[29]。與健康對(duì)照組相比，反復(fù)流產(chǎn)組合體滋養(yǎng)層中NUR77 的表達(dá)顯著降低。在潑尼松龍作用下，人子宮內(nèi)膜基質(zhì)成纖維細(xì)胞蛻膜化的過程中滋養(yǎng)層細(xì)胞顯著生長(zhǎng)和滋養(yǎng)層細(xì)胞運(yùn)動(dòng)基因PLCG1 的mRNA 表達(dá)顯著增強(qiáng)，同時(shí)滋養(yǎng)層PlGF 的產(chǎn)生減少。在妊娠早期，潑尼松龍治療可能改變蛻膜與其他細(xì)胞的相互作用，包括侵襲性滋養(yǎng)層細(xì)胞[30]。細(xì)胞因子IL-36 可以上調(diào)HTR-8/SVneo 細(xì)胞VEGF 和PlGF mRNA 的表達(dá)和蛋白翻譯，從而調(diào)節(jié)滋養(yǎng)層細(xì)胞的遷移和內(nèi)皮細(xì)胞的相互作用[31]。低氧培養(yǎng)可以增加HTR-8/SVneo 細(xì)胞PlGF mRNA 表達(dá)，并降低抗血管生成的內(nèi)皮糖蛋白和可溶性fms 樣酪氨酸激酶-e15a（sFlt-e15a）mRNA 水平[32]。最新的研究發(fā)現(xiàn)，在妊娠早期孕婦暴露于空氣污染環(huán)境中，空氣污染物NO 與sFlt1/PlGF 比值升高和PlGF 水平降低呈顯著正相關(guān)，這可能反映了空氣污染暴露所產(chǎn)生的抗血管生成狀態(tài)[33]。有研究發(fā)現(xiàn)，有吸煙史的婦女其早孕期滋養(yǎng)細(xì)胞PlGF的表達(dá)高于不吸煙的婦女。母親吸煙史可能刺激了有氧條件下侵襲性滋養(yǎng)細(xì)胞中PlGF 的表達(dá)[34]。

4 PlGF 的臨床應(yīng)用前景

妊娠早期PlGF 水平與異位妊娠密切相關(guān)。在對(duì)120 例早期宮內(nèi)妊娠婦女和120 例異位妊娠婦女的研究中發(fā)現(xiàn)，異位妊娠PlGF 水平低于宮內(nèi)妊娠。以PlGF15.5 pg/mL 為臨界值診斷異位妊娠，其敏感性為92.5%，特異性為82.5%，陽性預(yù)測(cè)值為91.8%。血清PlGF 水平可能是診斷異位妊娠的一項(xiàng)有前途的生物標(biāo)志物[35]。妊娠早期PlGF 水平與子癇前期密切相關(guān)[36]。在妊娠11～13 周應(yīng)用PlGF 與其他因素一起聯(lián)合預(yù)測(cè)早發(fā)型子癇前期的研究中發(fā)現(xiàn)，早發(fā)型子癇前期孕婦有更低的PlGF 均值[37]。PlGF＜100 pg/mL的婦女有更明顯的高血壓，進(jìn)而導(dǎo)致不良孕產(chǎn)婦結(jié)局，且早產(chǎn)率增加，小于胎齡兒的比率更高。低水平的PlGF 可能預(yù)示著更嚴(yán)重的子癇前期。按照針對(duì)高危人群的管理辦法的建議，可以通過更快的診斷和嚴(yán)密的監(jiān)測(cè)來減少嚴(yán)重不良孕產(chǎn)婦結(jié)局[38]。目前，尚無關(guān)于PlGF 在胚胎植入和早孕中的治療作用的研究。而Spradley 等[39]設(shè)計(jì)了降低子宮灌注壓的小鼠模型模來擬先兆子癇狀態(tài)，再為模型小鼠輸注重組人PlGF，結(jié)論是PlGF 治療可以抑制高血壓的進(jìn)展，并能夠降低sFlt-1 水平。PlGF 治療可能比VEGF 治療的不良反應(yīng)小，因?yàn)閂EGF 除了FLT-1 外，還與VEGFR-2 結(jié)合，可能導(dǎo)致更高的血管通透性和水腫。與VEGF 相比，PlGF 只與Flt-1 結(jié)合，其給藥更安全，脫靶效應(yīng)更少[39]。可以推測(cè)PlGF 治療似乎是一個(gè)治療缺血誘導(dǎo)的早孕失敗的新機(jī)會(huì)，并將可能適用于臨床，但尚需更多的研究來闡明其臨床價(jià)值。

綜上所述，PlGF 參與了胚胎植入和早孕狀態(tài)的維持。它的功能可以歸類為血管生成、炎癥轉(zhuǎn)換以及免疫調(diào)節(jié)。然而，人們對(duì)這些機(jī)制仍知之甚少，還需要進(jìn)一步的研究來了解PlGF 如何以及何時(shí)沿著其血管生成功能轉(zhuǎn)變?yōu)閲?yán)重的炎癥狀態(tài)，如何參與早孕特別是胚胎著床期間子宮內(nèi)膜的免疫調(diào)節(jié)。如果能夠探明這些機(jī)制，就可能在不同的條件下實(shí)施PlGF 治療，并驗(yàn)證其在胎盤良好發(fā)育、預(yù)防妊娠失敗、預(yù)防和治療妊娠并發(fā)癥方面的臨床價(jià)值。