肖文霞,宋佳蔭
(北京市東城區(qū)婦幼保健計(jì)劃生育服務(wù)中心,北京 100007)
胎膜早破是指宮縮前胎膜自然破裂[1],是產(chǎn)科常見的并發(fā)癥,其發(fā)病率在國內(nèi)為2.7% ~17%,在國外為5% ~15%[2]。胎膜早破可引起臍帶受壓和脫垂、羊水過少、胎盤早剝、新生兒呼吸窘迫綜合征、胎兒死亡、母體宮內(nèi)感染及產(chǎn)后感染等[3],嚴(yán)重危害母嬰的健康和生命安全。因此,積極探索胎膜早破的發(fā)生原因及發(fā)病機(jī)制,并給予相應(yīng)的干預(yù)措施,對(duì)于減少胎膜早破的發(fā)生、改善母嬰結(jié)局具有重要的意義。然而,胎膜早破的確切病因及發(fā)病機(jī)制目前尚不明確,近年來人們主要從宮腔感染、營養(yǎng)、創(chuàng)傷、空氣污染、社會(huì)心理、基因及內(nèi)分泌等方面對(duì)胎膜早破的病因、病機(jī)進(jìn)行研究。本研究旨在探討細(xì)胞鐵死亡與胎膜早破的相關(guān)性,以探索胎膜早破的發(fā)生原因及發(fā)病機(jī)制,為臨床預(yù)防、治療胎膜早破提供理論依據(jù)。
于2019 年1 月1 日至2020 年12 月31 日之間,選取我院產(chǎn)科病房收治的孕婦60 例作為研究對(duì)象。將其分為兩組,其中胎膜早破孕婦30 例為病例組,正常足月妊娠孕婦30 例為對(duì)照組。兩組均為單胎妊娠,無感染及其他臨床發(fā)熱征象,無內(nèi)外科合并癥及妊娠并發(fā)癥;兩組血、尿常規(guī)及肝、腎功能均正常。胎膜早破診斷標(biāo)準(zhǔn):孕婦自訴陰道流液或外陰濕潤等;窺陰器檢查:見液體自宮頸口內(nèi)流出或陰道后穹窿有液池形成;陰道液PH測(cè)定:PH ≥6.5 ;陰道液涂片檢查:陰道后穹窿積液涂片見羊齒植物狀結(jié)晶(《婦產(chǎn)科學(xué)》第9 版)。病例組年齡為22 ~40 歲,平均年齡為(29.2±0.4)歲,孕周為34+1~41 周,平均孕周為(38.2±1.3)周;對(duì)照組年齡為21 ~42 歲, 平均年齡為(30.3±0.3)歲,孕周為37 ~41 周,平均孕周為(39.1±0.3)周。
1.2.1 標(biāo)本制備 1)抽取兩組孕婦的清晨空腹靜脈血2 ~3 mL,置于含有枸櫞酸的抗凝管內(nèi),在室溫下充分凝血,以2000 r/min 的轉(zhuǎn)速離心10 min,分離出血清,置于冰箱內(nèi)保存待測(cè)。2)于剖宮產(chǎn)或陰道分娩后,取胎膜組織約1.5 ~3.0 g,以冷生理鹽水漂洗至血塊洗凈,吸干,稱重,置于冰箱內(nèi)保存?zhèn)溆谩?/p>
1.1.2 實(shí)驗(yàn)步驟 1)在已稱重的胎膜組織中加9 倍的生理鹽水,倒入放置于冰塊的玻璃管內(nèi),充分研磨,然后以2000 r/min 的轉(zhuǎn)速離心20 min,取上清液分裝待測(cè)。2)用硫代巴比妥法測(cè)定血清和胎膜組織中的丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量;用酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)法測(cè)定血清和胎膜組織中的谷胱甘肽過氧化物酶4(glutathione peroxidase 4,GPx4)含量;用比色法測(cè)定血清和胎膜組織中的還原型谷胱甘肽(reduced glutathione,GSH)含量,檢測(cè)步驟嚴(yán)格按照試劑盒的說明書進(jìn)行。
比較兩組孕婦血清及胎膜組織中的MDA 、GPx4、GSH 含量。分析胎膜早破孕婦血清與胎膜組織中MDA 、GPx4、GSH 含量的相關(guān)性。
采用SPSS17.0 統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)本研究中的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,檢驗(yàn)方法采用方差齊性檢驗(yàn)及t檢驗(yàn);計(jì)數(shù)資料以% 表示,采用χ2 檢驗(yàn);對(duì)胎膜早破孕婦血清與胎膜組織中MDA、GPx4、GSH 含量的關(guān)系進(jìn)行相關(guān)性分析,P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
病例組胎膜組織中MDA 、GPx4、GSH 的平均含量分別為(13.74±9.14)μmol/L、(4.63±11.49)ng/mL、(24.67±4.38)μg/mL, 對(duì) 照 組 胎 膜 組 織 中MDA 、GPx4、GSH 的平均含量分別為(8.76±7.54)μmol/L、(5.58±8.223)ng/mL、(38.22±7.46)μg/mL。 與 對(duì)照組相比,病例組胎膜組織中的MDA 含量明顯升高,GPx4 和GSH 含量明顯降低,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。詳見表1。
表1 兩組胎膜組織中MDA 、GPx4、GSH 含量的比較(± s)
表1 兩組胎膜組織中MDA 、GPx4、GSH 含量的比較(± s)
注:* 與對(duì)照組比較,P <0.05。
GPx4(ng/mL)組別 MDA(μmol/L)GSH(μg/mL)病例組(n=30) 13.74±9.14* 4.63±11.49* 24.67±4.38*對(duì)照組(n=30) 8.76±7.54 5.58±8.223 38.22±7.46
病例組血清中MDA 、GPx4、GSH 的平均含量分別 為(12.11±10.42)μmol/L、(4.05±5.32)ng/mL、(20.32±5.73)μg/mL,對(duì)照組血清中MDA 、GPx4、GSH 的 平 均 含 量 分 別 為(7.86±6.87)μmol/L、(5.26±7.81)ng/mL、(32.16±8.97)μg/mL。 與 對(duì) 照組相比,病例組血清中的MDA 含量明顯升高,GPx4 和GSH 含量明顯降低,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。詳見表2。
表2 兩組血清中MDA 、GPx4、GSH 含量的比較(± s)
表2 兩組血清中MDA 、GPx4、GSH 含量的比較(± s)
注:* 與對(duì)照組比較,P <0.05。
GSH(μg/mL)病例組(n=30) 12.11±10.42* 4.05±5.32* 20.32±5.73*對(duì)照組(n=30) 7.86±6.87 5.26±7.81 32.16±8.97組別 MDA(μmol/L)GPx4(ng/mL)
胎膜早破孕婦血清與胎膜組織中的MDA、GPx4、GSH 含量均呈正相關(guān)(r=0.467,r=0.517,r=0.543,P均<0.01)。
細(xì)胞鐵死亡(ferroptosis)是一種鐵依賴的非凋亡性細(xì)胞死亡形式,以脂質(zhì)活性氧堆積為特征[4]?!拌F死亡”這一概念最早由Dixon 在2012 年首次提出[5],ferroptosis 一詞來源于拉丁語“ferrum”,意思是“鐵”,以及希臘語“ptosis”,意思是“衰落”[6]。形態(tài)學(xué)上,鐵死亡不同于壞死、凋亡和自噬,它既沒有與壞死相關(guān)的形態(tài)學(xué)特征,例如細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器的腫脹,也沒有與凋亡相關(guān)的表現(xiàn),包括染色質(zhì)濃縮、細(xì)胞收縮、凋亡小體形成及細(xì)胞骨架崩解,同時(shí)也沒有形成典型的與自噬相關(guān)的雙側(cè)膜結(jié)構(gòu)的自噬泡,其特征為明顯的線粒體萎縮伴膜密度增加及線粒體嵴的減弱或消失[7]。生物化學(xué)上,鐵死亡以產(chǎn)生有害的鐵依賴性的脂質(zhì)過氧化物為特征[8]。鐵死亡是細(xì)胞死亡的一種形式,可由細(xì)胞的氧化系統(tǒng)尤其是Xc-(胱氨酸/ 谷氨酸反向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白)-GSHGPx4 依賴的抗氧化防御系統(tǒng)失活引起[8]。Xc-系統(tǒng)是哺乳動(dòng)物細(xì)胞膜上的氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,能將細(xì)胞外的胱氨酸轉(zhuǎn)入細(xì)胞內(nèi)并以1:1 的比例把細(xì)胞內(nèi)的谷氨酸轉(zhuǎn)出細(xì)胞外[9]。胱氨酸進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)后轉(zhuǎn)化為半胱氨酸,半胱氨酸是合成GSH 的重要前體。GSH 是小分子水溶性抗氧化劑,是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸組成的線性三肽[10],在細(xì)胞內(nèi)外都可以清除自由基以維持氧化還原平衡;GSH 也是GPx4 的輔助因子和底物,是GPx4 發(fā)揮作用所必需的物質(zhì)。GPx4 是一種硒蛋白酶,屬于GPx家族,是目前已知的GPx 家族中唯一能夠?qū)⒍拘灾|(zhì)過氧化物(L-OOH)轉(zhuǎn)化為非毒性脂質(zhì)乙醇(L-OH)的酶[11]。細(xì)胞內(nèi)的GSH 直接決定GPx4 的功能,GSH 缺乏可導(dǎo)致GPx4 失活,而GPx4 失活可引起脂質(zhì)過氧化氫產(chǎn)物堆積,這是鐵死亡的一個(gè)重要標(biāo)志[4]。因此,GSH 和GPx4 是鐵死亡的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子[12]。
最近的研究表明,鐵死亡的最終執(zhí)行者是脂質(zhì)過氧化物[13]。脂質(zhì)過氧化物是活性氧(ROS)家族中的一員。ROS 是氧分子部分還原形成的一類重要的氧化劑,包括超氧陰離子(O2-)、過氧化氫(H2O2)、脂質(zhì)過氧化物(LOOH)和羥自由基(ROO-)等[14]。并非所有的ROS在鐵死亡中都發(fā)揮作用,在鐵死亡中發(fā)揮作用的主要是脂質(zhì)過氧化物。脂質(zhì)過氧化物主要在鐵離子的催化下形成,鐵是生物體內(nèi)重要的微量元素,也是體內(nèi)多種代謝酶的輔助因子,鐵離子(主要是二價(jià)鐵,F(xiàn)e2+)可通過非酶性的芬頓化學(xué)反應(yīng)和酶性反應(yīng)促進(jìn)脂質(zhì)過氧化物的形成[15]。脂質(zhì)過氧化物作為一種ROS,能通過多種途徑誘導(dǎo)鐵死亡:可以改變細(xì)胞膜的脂質(zhì)雙層結(jié)構(gòu)、破壞離子梯度、降低膜的流動(dòng)性、減慢擴(kuò)散并增加膜的通透性而引起細(xì)胞鐵死亡;可以引起細(xì)胞膜變薄、彎曲度增加及膠?;斐赡p傷而引起細(xì)胞鐵死亡;也可以通過其降解產(chǎn)物的毒性造成損傷:脂質(zhì)過氧化物可進(jìn)一步降解為醛,包括MDA 和4- 羥基壬烯酸(4-HNE),MDA 能與氨基酸或DNA 作用形成交聯(lián),4-HNE 也能與氨基酸形成共價(jià)產(chǎn)物,這些共價(jià)產(chǎn)物能改變蛋白和核酸的結(jié)構(gòu)與功能,并對(duì)這些分子產(chǎn)生毒性作用[16],從而導(dǎo)致細(xì)胞鐵死亡。目前MDA、GSH 和GPx4 是常用的測(cè)定鐵死亡的指標(biāo)[17]。
本研究結(jié)果顯示,與對(duì)照組相比,病例組胎膜組織中的MDA 含量明顯升高,GPx4 和GSH 含量明顯降低,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。這說明胎膜組織中存在著細(xì)胞鐵死亡現(xiàn)象。已知胎膜是胎兒與母體之間的免疫和生理屏障,由羊膜和絨毛膜組成,并由細(xì)胞外基質(zhì)連接在一起,而細(xì)胞外基質(zhì)主要由膠原蛋白和蛋白多糖組成[18]。因此,胎膜從結(jié)構(gòu)上可分為胎膜細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)。胎膜破裂可能是由胎膜細(xì)胞死亡而引起,也可能由于細(xì)胞外基質(zhì)變性、破壞而引起,還可能由二者共同作用引起。因此本研究推測(cè)胎膜早破可能是由于細(xì)胞受到內(nèi)外刺激從而使細(xì)胞內(nèi)二價(jià)鐵離子濃度增加,通過芬頓化學(xué)反應(yīng)和(或)酶性反應(yīng)產(chǎn)生過量的脂質(zhì)過氧化物,同時(shí)GSH 和(或)GPx4 降低,不能及時(shí)清除過量的脂質(zhì)過氧化物,這些產(chǎn)物可能通過多種途徑破壞細(xì)胞膜,引起胎膜細(xì)胞死亡,從而導(dǎo)致胎膜破裂;也可能由于過量脂質(zhì)過氧化物的分解產(chǎn)物醛類與細(xì)胞外基質(zhì)的膠原蛋白發(fā)生交聯(lián)或形成共價(jià)產(chǎn)物,導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)變性、破壞及降解而引起,還可能是上述因素共同作用的結(jié)果。本研究結(jié)果顯示,胎膜早破孕婦血清與胎膜組織中的MDA、GPx4、GSH 含量均呈正相關(guān),說明胎膜早破孕婦血清和胎膜組織中的鐵死亡具有一致性,這更進(jìn)一步說明胎膜早破孕婦體內(nèi)存在著細(xì)胞鐵死亡。
綜上所述,細(xì)胞鐵死亡與胎膜早破具有相關(guān)性。細(xì)胞鐵死亡是一種調(diào)節(jié)性細(xì)胞死亡形式。近年來,人們對(duì)其分子機(jī)制及調(diào)控因素的研究越來越深入,并且發(fā)現(xiàn)鐵螯合劑和親脂性抗氧化劑可抑制鐵死亡。因此,研究鐵死亡的調(diào)控機(jī)制,尋找調(diào)控靶點(diǎn),有望成為預(yù)防與治療胎膜早破的新途徑。關(guān)于細(xì)胞鐵死亡與胎膜早破的關(guān)系仍待進(jìn)一步深入研究。