復(fù)發(fā)性流產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)基因的臨床應(yīng)用價(jià)值

徐夢(mèng)夢(mèng),牛 惠,2,朱思靜,向婉婉,2,馮佳圓,2,李曉雪,3,孫蘭迪,2,張博星,2,楊文方

(1.西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院婦產(chǎn)科/婦幼中心,陜西 西安 710061;2.西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)部公共衛(wèi)生學(xué)院,陜西 西安 710061;3.天津醫(yī)科大學(xué),天津 300070)

復(fù)發(fā)性流產(chǎn)(recurrent spontaneous abortion,RSA)是指與同一性伴侶連續(xù)發(fā)生3次及以上的自然流產(chǎn),但RSA的定義目前尚不統(tǒng)一。2022年復(fù)發(fā)性流產(chǎn)診治專家共識(shí)建議,將與同一配偶連續(xù)發(fā)生2次及以上,在妊娠28周之前的妊娠丟失定義為 RSA,包括生化妊娠;英國(guó)皇家婦產(chǎn)科醫(yī)師協(xié)會(huì)將復(fù)發(fā)性流產(chǎn)定義為連續(xù)發(fā)生3次及以上在妊娠24周之前的妊娠丟失,包括生化妊娠,但未明確妊娠定義;美國(guó)生殖醫(yī)學(xué)學(xué)會(huì)將復(fù)發(fā)性流產(chǎn)定義為連續(xù)發(fā)生2次及以上的妊娠丟失,需為超聲或組織學(xué)確認(rèn)的宮內(nèi)妊娠[1]。據(jù)估計(jì),全球每年發(fā)生約2 300萬(wàn)例流產(chǎn),復(fù)發(fā)性流產(chǎn)的患病率約為2.6%[2],中國(guó)、美國(guó)和瑞典的流產(chǎn)發(fā)生率似乎在增加,1%～5%的育齡婦女受到影響[3]。復(fù)發(fā)性流產(chǎn)不僅給夫婦雙方帶來(lái)巨大的心理壓力,同時(shí)也給家庭、社會(huì)和公共衛(wèi)生系統(tǒng)帶來(lái)沉重負(fù)擔(dān)。

RSA 病因復(fù)雜,約50%的RSA原因未明[3],夫婦年齡和流產(chǎn)次數(shù)對(duì)流產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)有明顯影響。未有流產(chǎn)史的婦女流產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)最低,而每增加1次流產(chǎn),再次流產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)增加約10%,有3次或3次以上流產(chǎn)史的婦女流產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)達(dá)到約42%[2]。影響RSA的因素包括解剖、血栓前狀態(tài)、內(nèi)分泌、免疫、遺傳、環(huán)境、生活方式、心理狀況和男性因素等[4]。為了探索RSA的風(fēng)險(xiǎn)因素并挖掘其致病機(jī)制,越來(lái)越多的研究深入探索了遺傳因素與反復(fù)流產(chǎn)的關(guān)聯(lián)。然而,目前還沒有高質(zhì)量證據(jù)支持的復(fù)發(fā)性流產(chǎn)的高效監(jiān)測(cè)和治療方法。因此,我們?nèi)孕枰鞔_與流產(chǎn)相關(guān)的致病基因,篩選風(fēng)險(xiǎn)易感基因,并尋找RSA的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法,以便制定個(gè)體化治療方案。

1 RSA風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)

目前對(duì)于復(fù)發(fā)性流產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,常采用臨床因素構(gòu)建預(yù)測(cè)評(píng)分模型,其中包括既往流產(chǎn)次數(shù)、年齡、體重指數(shù)、吸煙飲酒狀況以及膳食補(bǔ)充劑攝入量等風(fēng)險(xiǎn)因素[5]。一些研究發(fā)現(xiàn),血栓形成相關(guān)的凝血纖溶系統(tǒng)指標(biāo),如凝血酶時(shí)間、活化部分凝血活酶時(shí)間和D-二聚體等,在一定程度上能準(zhǔn)確有效地預(yù)測(cè)復(fù)發(fā)性流產(chǎn)的血栓形成風(fēng)險(xiǎn)[6]。此外,胎心率、超聲特征等也被發(fā)現(xiàn)可以作為預(yù)測(cè)因子,預(yù)測(cè)妊娠丟失的風(fēng)險(xiǎn)[7-8]。復(fù)發(fā)性流產(chǎn)是一種復(fù)雜的疾病,其發(fā)生受到基因和環(huán)境因素相互作用的影響。盡管常規(guī)風(fēng)險(xiǎn)因子有助于優(yōu)化可改變的因素,降低自然流產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn),但不能忽略遺傳因素在RAS發(fā)生過程中的重要性。因此,評(píng)估遺傳因素的疾病風(fēng)險(xiǎn),并綜合考慮臨床因素和遺傳因素的相互作用,對(duì)于整體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是非常必要的[5-6]。

近年來(lái),遺傳因素在疾病預(yù)測(cè)中的應(yīng)用與價(jià)值倍受關(guān)注。研究不再局限于評(píng)估單基因與疾病的關(guān)聯(lián)性,而是通過多種基因檢測(cè)及統(tǒng)計(jì)學(xué)分析來(lái)探索基因相互作用,進(jìn)而提高遺傳因素預(yù)測(cè)疾病風(fēng)險(xiǎn)的準(zhǔn)確性,推動(dòng)了其在預(yù)測(cè)人群疾病風(fēng)險(xiǎn)的臨床應(yīng)用。研究表明[9],心臟代謝疾病與多個(gè)單核苷酸多態(tài)性相關(guān),通過加權(quán)多基因風(fēng)險(xiǎn)分析,可以提高疾病預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性,且當(dāng)遺傳風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估被添加到臨床風(fēng)險(xiǎn)模型中時(shí),疾病預(yù)測(cè)能力可能更強(qiáng)。不明原因的復(fù)發(fā)性流產(chǎn)是一種可能受多基因影響的復(fù)雜疾病,基因互作及其與環(huán)境的相互作用在RSA的發(fā)生發(fā)展中起到重要作用。然而,目前多數(shù)研究?jī)H關(guān)注單個(gè)基因與RSA的關(guān)聯(lián)性,缺乏一個(gè)結(jié)合遺傳和臨床因素的復(fù)發(fā)性流產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)的高效預(yù)測(cè)模型。因此,迫切需要明確與RSA相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)基因,并綜合這些基因的相互作用,將遺傳因素與臨床因素相結(jié)合,以構(gòu)建一個(gè)準(zhǔn)確高效的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型,深入挖掘遺傳因素在臨床中的應(yīng)用價(jià)值。

2 RSA風(fēng)險(xiǎn)基因多態(tài)性

為了構(gòu)建高效的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型,評(píng)估遺傳因素在RSA風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的作用,全面系統(tǒng)地了解并選擇適合的候選遺傳標(biāo)記是關(guān)鍵步驟之一。高質(zhì)量的遺傳關(guān)聯(lián)研究已發(fā)現(xiàn)大量的風(fēng)險(xiǎn)易感位點(diǎn),為從遺傳層面進(jìn)行RSA風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)奠定了基礎(chǔ)。本文總結(jié)了RSA的風(fēng)險(xiǎn)基因位點(diǎn),以及其突變的功能后果和在gnomAD數(shù)據(jù)庫(kù)中的次要等位基因頻率(minor allele frequency,MAF),見表1。

表1 RSA風(fēng)險(xiǎn)基因位點(diǎn)突變功能后果及MAF

2.1 血栓形成相關(guān)基因多態(tài)性與RSA

正常妊娠需要凝血和纖溶之間達(dá)到平衡,保證母胎界面有良好血供,而易誘發(fā)血栓栓塞事件的因素與RSA有關(guān),胎盤血管形成的血栓增加了胎盤梗死的風(fēng)險(xiǎn),從而導(dǎo)致流產(chǎn)[10]。F5的Leiden突變(factor V Leiden,FVL)可導(dǎo)致抗凝血蛋白C的失活,從而導(dǎo)致血液高凝,FVL的雜合子和純合子突變均可增加血栓形成的風(fēng)險(xiǎn)。凝血酶原基因G20210A突變(prothrombin G20210A mutation,PGM)可致凝血酶原血漿濃度升高,增加血栓形成的風(fēng)險(xiǎn)。在美國(guó)人群中,FVL突變頻率約為6.1%,而在我國(guó)人群中較為罕見[11],PGM突變頻率在歐洲人群中約為2%～3%,而在亞洲和非洲人群中為0～0.3%[11]。2021年的Meta分析表明,FVL和PGM分別使RSA發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)分別增加2.44倍和2.08倍,且亞洲人群中FVL突變與復(fù)發(fā)性流產(chǎn)顯著關(guān)聯(lián)[4]。F13A1基因編碼的凝血因子XIII的A鏈在凝血級(jí)聯(lián)、血管生成、傷口愈合和妊娠維持等多種生物過程中發(fā)揮重要作用,F13A1 基因Val34Leu位點(diǎn)多態(tài)性與復(fù)發(fā)性流產(chǎn)的發(fā)生有一定相關(guān)性[12]。纖溶酶原激活物抑制因子1由SERPINE1基因編碼,其升高是血栓形成的風(fēng)險(xiǎn)因素,SERPINE1 rs1799762位點(diǎn)的插入/缺失和RSA發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)之間存在相關(guān)性[13]。

MTHFR基因突變可使亞甲基四氫葉酸還原酶活性降低,從而導(dǎo)致葉酸代謝障礙,進(jìn)而導(dǎo)致高同型半胱氨酸血癥。高同型半胱氨酸血癥會(huì)造成內(nèi)皮功能障礙,抑制纖溶反應(yīng),導(dǎo)致血栓前狀態(tài),是包括靜脈血栓栓塞在內(nèi)的心血管疾病的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,可能與流產(chǎn)發(fā)生相關(guān)[14]。研究表明,MTFHR基因 C677T位點(diǎn)的T等位基因和A1298C位點(diǎn)的C等位基因是RSA的易感因素[15-16],且患有復(fù)發(fā)性流產(chǎn)的患者同時(shí)攜帶C677T位點(diǎn)CT型和A1298C位點(diǎn)AC型的頻率比對(duì)照組高6.589倍,說(shuō)明同時(shí)攜帶兩個(gè)位點(diǎn)突變的女性患病的風(fēng)險(xiǎn)更高[14]。與腎素-血管緊張素系統(tǒng)相關(guān)基因如AGT、AGTR1和ACE基因被認(rèn)為是影響血栓形成的候選基因?；谝晾嗜巳旱难芯縖17]顯示,AGTC521T、AGTT702C和AGTR1 A1166C突變與不明原因的RSA顯著相關(guān)。Wen等[12]通過 Meta分析表明,攜帶編碼血管緊張素轉(zhuǎn)移酶的ACE基因的D等位基因的個(gè)體,RSA的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)可能增加。Z蛋白、C蛋白缺乏也被認(rèn)為與多種血栓性疾病有關(guān),包括血栓形成和妊娠并發(fā)癥,其蛋白編碼基因的突變可能是血栓形成的重要原因之一,基于中國(guó)漢族女性的研究提示,PROZrs3024731和PROCrs2069906突變可能與RSA風(fēng)險(xiǎn)的增加相關(guān)[18]。

2.2 免疫反應(yīng)相關(guān)基因多態(tài)性與RSA

妊娠潛在的母體免疫反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)很可能是由于胎盤免疫屏障異常,正常妊娠時(shí),胎兒免受母體的免疫排斥,而不明原因的反復(fù)流產(chǎn)可能為特定的母體人類白細(xì)胞抗原(human leucocyte antigen,HLA)與胎兒HLA存在不匹配情況有關(guān)[19]。Monti等[20]的Meta分析顯示,HLA-G14 bp I/I基因型的女性RSA的患病率明顯較高。免疫相關(guān)基因HLA-DRB1、HLA-DQB1、HLA-A和HLA-B可能是RSA的易感基因[21-22]。

T淋巴細(xì)胞是主要的免疫反應(yīng)細(xì)胞,T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子相關(guān)的基因多態(tài)性可通過影響免疫或炎癥環(huán)境導(dǎo)致RSA的發(fā)生。細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞抗原4 (cytotoxic T lymphocyte antigen 4,CTLA4)在調(diào)節(jié)性T細(xì)胞中的組成性表達(dá),可能誘導(dǎo)免疫抑制酶吲哚胺2,3-雙加氧酶的高表達(dá),從而促進(jìn)母胎耐受性[23]。研究發(fā)現(xiàn),CTLA4基因 rs231775位點(diǎn)和rs3087243位點(diǎn)突變影響CTLA4表達(dá)水平,從而增加RSA的發(fā)生[23-24]。孕婦Th2細(xì)胞升高或Th1細(xì)胞減少的傾向反應(yīng),為妊娠提供了一個(gè)適宜的環(huán)境。在調(diào)節(jié)妊娠期Th1/Th2細(xì)胞平衡的細(xì)胞因子表達(dá)中,IL6基因、IL1B基因突變可增加RSA的風(fēng)險(xiǎn)[25]。IL1RN基因第2內(nèi)含子可變數(shù)目串聯(lián)重復(fù)序列(variable number of tandem repeat,VNTR)多態(tài)性與RSA有很強(qiáng)的相關(guān)性[26]。Shi等[27]的Meta分析顯示,在亞洲人群中,TNF、INFG和TGF-B1基因是RSA發(fā)病的危險(xiǎn)因素[27]。Zhang等[28]的研究表明IL4 、IL10、IL18、IL17和IL21基因多態(tài)性可能與RSA相關(guān)。

2.3 著床和胎盤形成相關(guān)基因多態(tài)性與RSA

血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)通過與其細(xì)胞表面特異性受體結(jié)合來(lái)維持健康的子宮微環(huán)境,VEGF是子宮內(nèi)膜發(fā)育、微環(huán)境維持、妊娠早期胚胎著床和胎盤血管生成的重要因素,研究發(fā)現(xiàn),其相關(guān)編碼基因VEGFArs1570360 和rs3025039位點(diǎn)突變是RSA的危險(xiǎn)因素[29],攜帶KDR基因rs2071559和rs55713360位點(diǎn)突變基因的個(gè)體發(fā)生不明原因RSA的風(fēng)險(xiǎn)增加[30-31]。內(nèi)皮型一氧化氮合酶起著調(diào)節(jié)生殖系統(tǒng)的作用,NOS3多態(tài)性可影響酶活性,從而影響妊娠,NOS3基因 4VNTR、G894T及C786T位點(diǎn)多態(tài)性與RSA發(fā)生密切相關(guān)[32]?；|(zhì)金屬蛋白酶在胚胎著床過程中起關(guān)鍵作用,其編碼基因MMP2 rs2285053位點(diǎn)T等位基因和MMP9 rs3918242位點(diǎn)T等位基因與RSA的風(fēng)險(xiǎn)有顯著相關(guān)性[33]。妊娠早期的細(xì)胞凋亡有助于子宮重塑,以適應(yīng)胎盤的形成,Fas分子與Fas配體相互作用是凋亡通路中重要的誘導(dǎo)因子之一,FAS基因突變可能通過改變細(xì)胞死亡信號(hào)增加RSA的風(fēng)險(xiǎn)[34]。目前發(fā)現(xiàn)FASLGrs763110突變和FASG1377A突變與RSA有一定的相關(guān)性[34-35]。

2.4 激素及其他相關(guān)基因多態(tài)性與RSA

雌激素與雌激素受體(estrogen receptor,ER)1和2結(jié)合產(chǎn)生的信號(hào)是維持妊娠成功的關(guān)鍵調(diào)控因子,ESR1基因rs2234693位點(diǎn)CC基因型個(gè)體發(fā)生RSA的風(fēng)險(xiǎn)是TT基因型的1.61倍[36],ESR2基因 rs4986938位點(diǎn)多態(tài)性與RSA存在顯著相關(guān)性[37]。細(xì)胞色素P450家族的酶參與多種解毒過程,可保護(hù)子宮胎盤免受過度氧化應(yīng)激的影響,其相關(guān)編碼基因CYP1A1、CYP2D6和CYP17A1多態(tài)性與RSA有顯著相關(guān)性[27]。

3 GRS在復(fù)發(fā)性流產(chǎn)中的臨床應(yīng)用

遺傳風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分(genetic risk score,GRS)是疾病風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的有效工具之一,其將遺傳易感因素考慮在內(nèi),用于評(píng)估其在疾病風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型中的作用。GRS方法有多種,包括簡(jiǎn)單相加遺傳風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分、以比值比(odds ratio,OR)為權(quán)重的遺傳風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分、直接基于logistic回歸的遺傳風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分、多基因遺傳風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分和可釋方差遺傳風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分。單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism,SNP)是指基因組特定位點(diǎn)上單個(gè)核苷酸改變導(dǎo)致的DNA序列多態(tài)性,是一種適用于評(píng)估疾病的簡(jiǎn)單且易獲取的生物標(biāo)志物。GRS通過結(jié)合多個(gè)SNP風(fēng)險(xiǎn)來(lái)評(píng)估疾病的易感性,識(shí)別個(gè)體和人群在疾病風(fēng)險(xiǎn)方面的水平,在非傳染性疾病的預(yù)測(cè)、診斷和預(yù)后中,起著重要作用[38]。

多基因遺傳風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分(polygenic risk scores,PRS)可以理解為將疾病多個(gè)SNP的特定風(fēng)險(xiǎn)整合為單一分?jǐn)?shù)。每個(gè)SNP對(duì)個(gè)體發(fā)生疾病的風(fēng)險(xiǎn)通常很小,但PRS能顯著地分層個(gè)體之間的風(fēng)險(xiǎn)。PRS已廣泛應(yīng)用于預(yù)測(cè)冠狀動(dòng)脈疾病、高膽固醇血癥、2型糖尿病、房顫和靜脈血栓栓塞等疾病,通過對(duì)人群進(jìn)行臨床風(fēng)險(xiǎn)分層,更精確地識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)人群。同時(shí),它對(duì)于識(shí)別需要加強(qiáng)治療的個(gè)體也發(fā)揮作用。例如,在治療高血壓和2型糖尿病患者方面,PRS可以指導(dǎo)選擇最有效的藥物,或者選擇最有益的藥物組合,以指導(dǎo)臨床用藥決策[39]。在與復(fù)發(fā)性流產(chǎn)相關(guān)的研究中,一項(xiàng)病例對(duì)照研究通過檢測(cè)12個(gè)基因位點(diǎn)的基因型來(lái)預(yù)測(cè)RSA的風(fēng)險(xiǎn),結(jié)果表明遺傳風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分有助于區(qū)分不同RSA風(fēng)險(xiǎn)的女性,并在一定程度上提高了鑒別RSA的能力[40]。然而,目前仍然缺乏高效準(zhǔn)確的早期篩查模型來(lái)評(píng)估RSA風(fēng)險(xiǎn),對(duì)個(gè)體進(jìn)行精確評(píng)估和制定個(gè)體化的臨床干預(yù)方案。

4 小結(jié)

本文綜述了與復(fù)發(fā)性流產(chǎn)相關(guān)的血栓形成、免疫反應(yīng)、胚胎著床和胎盤形成及激素等相關(guān)基因多態(tài)性,有利于深入探究基因與RSA的關(guān)聯(lián)及其在RSA發(fā)病中的潛在作用機(jī)制,指導(dǎo)后續(xù)特定位點(diǎn)的研究。雖然目前尚缺乏高效的治療方法,但鑒于RSA患者再次妊娠丟失的風(fēng)險(xiǎn)較高,應(yīng)根據(jù)病因進(jìn)行相應(yīng)臨床管理。例如,對(duì)于有血栓形成傾向的人群,可以考慮預(yù)防性抗凝治療[41];對(duì)于免疫功能異常的人群,可以嘗試免疫治療,如注射免疫球蛋白等[42]。通過總結(jié)RSA的顯著風(fēng)險(xiǎn)基因位點(diǎn),有助于評(píng)估遺傳因素對(duì)RSA風(fēng)險(xiǎn)的影響,為構(gòu)建準(zhǔn)確高效的個(gè)體化風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型提供了基礎(chǔ),有利于全面評(píng)估RSA的患病風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),實(shí)現(xiàn)RSA的早期篩查和個(gè)體化診療策略,降低衛(wèi)生保健系統(tǒng)和社會(huì)成本。