妊娠期高血壓患者腸道菌群分布及其與血清HtrA3、25(OH)D水平的關(guān)系

李文輝,崔麗茹,張慧然,田瑩珺

(1.保定市第二醫(yī)院產(chǎn)科,河北 保定 071000;2.保定市兒童醫(yī)院新生兒科,河北 保定 071000;3.蠡縣醫(yī)院婦產(chǎn)科,河北 保定 071400;4.保定市第二醫(yī)院檢驗(yàn)科,河北 保定 071000)

妊娠期高血壓(gestational hypertension)是孕中晚期常見的一種妊娠期并發(fā)癥,主要表現(xiàn)為出現(xiàn)高血壓、蛋白尿、水腫等臨床癥狀,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致患者抽搐、昏厥,極易引發(fā)胎盤早剝、產(chǎn)后出血等危重癥,嚴(yán)重威脅母嬰生命健康[1]。目前,妊娠期高血壓病因及發(fā)病機(jī)制尚未完全明晰,研究認(rèn)為可能是內(nèi)在遺傳因素與外在環(huán)境因素之間的相互作用,導(dǎo)致胎盤缺氧缺血[2]。絲氨酸蛋白酶A(high-temperature-requirement A,HtrA)是一類具有熱休克蛋白性質(zhì)的分泌蛋白,目前已發(fā)現(xiàn)的4種HtrA同系物HtrA1、HtrA2、HtrA3、HtrA4在生理和病理過程中均發(fā)揮著重要作用[3]。其中,有研究發(fā)現(xiàn),HtrA3在早期妊娠母體中高表達(dá),推測其可能在胎盤形成、滋養(yǎng)細(xì)胞分化、侵襲及細(xì)胞間相互作用等過程發(fā)揮著重要作用[4]。25羥基維生素D[25(OH)D]主要功能是促進(jìn)鈣離子吸收和利用,在調(diào)節(jié)機(jī)體鈣、磷代謝中具有重要作用,其作為孕期營養(yǎng)補(bǔ)充劑還調(diào)節(jié)機(jī)體免疫等功能。有研究表明,在妊娠期高血壓患者中,其血清HtrA3水平明顯升高,25(OH)D水平明顯降低[5-6]。此外,有研究證實(shí),腸道菌群產(chǎn)生的多種代謝物如氧化三甲胺(trimetlylamine oxide,TMAO)、短鏈脂肪酸(short-chain fatty acid,SCFAs)、皮質(zhì)酮及硫化氫(hydrogen sulfide,H2S)等與高血壓的發(fā)生密切相關(guān)[7]。然而目前有關(guān)妊娠期高血壓患者腸道菌群與血清HtrA3、25(OH)D之間是否有關(guān)聯(lián)的研究鮮有文獻(xiàn)報(bào)道,因此,本研究檢測了妊娠期高血壓患者腸道菌群分布,分析其與血清HtrA3、25(OH)D的相關(guān)性,以期為臨床治療妊娠期高血壓提供一定理論依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對象

選取2021年5月至2023年5月期間在本院就診的106例妊娠期高血壓患者作為研究組,選取同期體檢健康的妊娠孕婦98例作為對照組。納入標(biāo)準(zhǔn):①符合《妊娠期高血壓疾病診治指南》中妊娠期高血壓診斷標(biāo)準(zhǔn)[8];②單胎妊娠;③近1月內(nèi)未服用過維生素類補(bǔ)劑;④臨床資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn):①有糖尿病、肥胖、原發(fā)性高血壓;②患其他妊娠疾病;③合并惡性腫瘤、甲狀腺功能異常、臟器功能損害;④有認(rèn)知障礙、精神等疾病,無法配合治療者。本研究獲得本院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(編號:202103-1702),所有患者及家屬均已知曉此項(xiàng)研究內(nèi)容,并自愿簽署知情同意書。

1.2 研究方法

1.2.1 16s rDNA測序檢測腸道菌群

分別采集兩組研究對象新鮮糞便約2.0g于無菌EP管中,-80℃保存待測。本研究采用第三代16s rDNA測序技術(shù),基于Illumina Mi Seq2×300bp測序平臺對腸道菌群進(jìn)行檢測,步驟主要有:糞便總DNA提取→細(xì)菌16s rDNA片段PCR擴(kuò)增→PCR擴(kuò)增產(chǎn)物檢測→DNA測序分析,以上具體步驟參照祝江紅等[9]的研究方法。其中細(xì)菌16s rDNA通用引物序列為27F:5′-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3′,1492R:5′-GGTTACCTTGTTACGACT-3′;PCR擴(kuò)增反應(yīng)程序?yàn)?預(yù)變性94℃ 5min,變性94℃ 1min,復(fù)性49℃ 1min,延伸72℃ 1min,30個(gè)循環(huán)后72℃延伸10min;DNA測序分析主要包括α-多樣性分析及腸道菌群相對豐度比較。

1.2.2 ELISA檢測血清HtrA3、25(OH)D水平

采集兩組研究對象晨起空腹靜脈血2mL,室溫靜置4h,待析出血清后,采用低溫高速離心機(jī)(美國Thermo Scientific公司)于4℃,3 000r/min離心15min,收集上清,轉(zhuǎn)至-20℃保存待測。采用酶聯(lián)免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)檢測試劑盒(上海賽默飛世爾有限公司)測定兩組血清HtrA3、25(OH)D水平。采用AU2700型全自動(dòng)生化分析儀(上海玉研科學(xué)儀器有限公司)進(jìn)行生化分析。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 一般資料

研究組患者106例,年齡22～34歲,平均(24.27±4.13)歲;體質(zhì)量指數(shù)(body mass index,BMI)(23.15±4.53)kg/m2;孕周24～36周,平均(28.32±1.76)周;妊娠次數(shù)0～2次,平均(1.07±0.26)次。對照組患者98例,年齡20～33歲,平均(23.79±3.35)歲;BMI(22.99±3.57)kg/m2;孕周24～36周,平均(28.43±1.54)周;妊娠次數(shù)0～2次,平均(1.12±0.42)次。兩組一般資料差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)。

2.2 兩組腸道菌群α-多樣性指數(shù)比較

與對照組相比,研究組Chao1指數(shù)、Ace指數(shù)、Shannon指數(shù)明顯降低,Simpson指數(shù)明顯升高(P<0.05),見表1。

表1 兩組腸道菌群α-多樣性指數(shù)比較 [M(P25,P75)]Table 1 Comparison of α-diversity indexes of intestinal flora of the pregnant women between the two groups [M (P25,P75)]

2.3 兩組腸道菌群相對豐度比較

表2為兩組門、屬水平前10的差異菌群。門水平上,與對照組相比,研究組厚壁菌門、擬桿菌門、放線菌門菌群相對豐度明顯降低,變形菌門相對豐度明顯升高(均P<0.05);屬水平上,乳桿菌屬、雙歧桿菌屬、毛螺菌屬、Rikenellaceae屬、真桿菌屬相對豐度明顯降低,腸球菌屬相對豐度明顯升高(均P<0.05)。

表2 兩組腸道菌群相對豐度比較Table 2 Comparison of relative abundance of intestinal flora of the pregnant women between between the two

2.4 兩組血清HtrA3、25(OH)D水平比較

與對照組相比,研究組血清HtrA3水平明顯升高,25(OH)D水平明顯降低(P<0.05),見表3。

表3 兩組孕婦血清HtrA3、25(OH)D水平比較Table 3 Comparison of serum HtrA3 and 25(OH)D levels of the pregnant women between the two groups

2.5 妊娠期高血壓患者腸道菌群與血清HtrA3、25(OH)D水平的相關(guān)性分析

通過Pearson法分析妊娠期高血壓患者腸道屬水平差異菌群與血清HtrA3、25(OH)D水平之間的相關(guān)性,見表4。結(jié)果顯示,乳桿菌屬、雙歧桿菌屬、真桿菌屬、毛螺菌屬、Rikenellaceae屬與血清HtrA3水平呈負(fù)相關(guān),與25(OH)D水平呈正相關(guān);腸球菌屬與血清HtrA3水平呈正相關(guān),與25(OH)D水平呈負(fù)相關(guān)(均P<0.05)。

表4 妊娠期高血壓患者腸道菌群與血清HtrA3、25(OH)D水平的相關(guān)性分析Table 4 Correlation analysis of intestinal flora with serum HtrA3 and 25(OH)D levels in the patients with gestational hypertension

3 討論

3.1 妊娠期高血壓患者腸道菌群分布特征

腸道菌群與機(jī)體免疫、遺傳、環(huán)境等因素之間會(huì)通過相互作用對機(jī)體產(chǎn)生影響,在一定程度上能反映人體的健康水平[10]。近年來隨著相關(guān)研究的不斷深入,已有大量研究發(fā)現(xiàn)腸道菌群與心血管疾病密切相關(guān)。其中,腸道菌群產(chǎn)生的TMAO、SCFAs、H2S等代謝物已被證實(shí)與妊娠孕婦高血壓有關(guān),提示妊娠孕婦發(fā)生高血壓與腸道菌群有一定關(guān)系[7]。本研究通過16s rDNA測序?qū)θ焉锔哐獕夯颊吲c健康妊娠孕婦腸道菌群多樣性及相對豐度進(jìn)行了比較,其中α-多樣性指數(shù)中,Chao1與Ace指數(shù)用于衡量菌群豐度即物種的數(shù)量,指數(shù)越大,表明物種多樣性越高;Simpson及Shannon指數(shù)強(qiáng)調(diào)的是微生物群落多樣性,其中Simpson指數(shù)越高說明該微生物群落多樣性越低,Shannon指數(shù)越高則反映該微生物群落多樣性越高[11-12]。本研究結(jié)果顯示,妊娠高血壓患者腸道菌群Chao1指數(shù)、Ace指數(shù)、Shannon指數(shù)明顯降低,Simpson指數(shù)明顯升高,提示妊娠高血壓患者體內(nèi)腸道菌群紊亂,因而影響了腸道微生物對機(jī)體血管通透性等功能的調(diào)節(jié)作用。進(jìn)一步通過比較妊娠高血壓患者與健康妊娠孕婦腸道菌群相對豐度發(fā)現(xiàn),妊娠高血壓患者腸道變形菌門、腸球菌屬豐度明顯升高,而分別隸屬于厚壁菌、放線菌門的乳桿菌屬、真桿菌屬及雙歧桿菌屬相對豐度明顯下降。研究表明,變形菌門包括多種病原微生物,如大腸桿菌、沙門氏菌、幽門桿菌等;腸球菌屬屬于鏈球菌,已被證實(shí)其與血管內(nèi)、呼吸系統(tǒng)感染等疾病密切相關(guān);而真桿菌屬、乳桿菌屬、雙歧桿菌屬在許多研究中發(fā)現(xiàn)其與預(yù)防心血管疾病發(fā)生密切相關(guān),而毛螺菌和Rikenellaceae在代謝過程中會(huì)產(chǎn)生大量對機(jī)體炎癥有抑制作用的SCFAs,對維護(hù)腸道環(huán)境具有積極作用[13-14]。因此,本研究結(jié)果進(jìn)一步提示妊娠高血壓會(huì)導(dǎo)致機(jī)體腸道菌群失調(diào),使腸道有益菌減少,有害菌增加。

3.2 妊娠期高血壓患者血清HtrA3、25(OH)D水平變化

HtrA3是一種與妊娠密切相關(guān)的絲氨酸蛋白酶,在妊娠期間,HtrA3會(huì)在蛻膜細(xì)胞、合胞體滋養(yǎng)層細(xì)胞及絨毛外滋養(yǎng)層細(xì)胞中廣泛表達(dá),其主要通過降解細(xì)胞外基質(zhì)、調(diào)節(jié)蛻膜細(xì)胞微環(huán)境和抑制滋養(yǎng)層細(xì)胞增殖、分化、侵襲,從而影響胎兒發(fā)育[15]。有研究發(fā)現(xiàn),HtrA3在妊娠晚期高血壓患者血清中水平異常升高,且其水平高低與患者病情嚴(yán)重程度相關(guān)[16]。在本研究中,妊娠晚期高血壓患者血清HtrA3水平明顯升高,與前人研究結(jié)果一致。而25(OH)D是機(jī)體鈣磷代謝的重要前體物質(zhì),尤其是妊娠期間,孕婦及胎兒發(fā)育對25(OH)D的需求量較大,額外給予妊娠孕婦適量25(OH)D,對母嬰營養(yǎng)補(bǔ)充及對機(jī)體的免疫功能均具有積極作用[17]。近年來有研究發(fā)現(xiàn),NF-κB因子通過相關(guān)途徑會(huì)誘發(fā)血管性炎癥,而25(OH)D具有抑制血管平滑肌細(xì)胞增殖作用,進(jìn)而維持血壓平衡,產(chǎn)生抗炎作用,在預(yù)防心血管疾病中發(fā)揮著關(guān)鍵作用[18-19]。本研究結(jié)果顯示,在妊娠高血壓患者血清中,25(OH)D水平明顯降低,提示妊娠高血壓會(huì)導(dǎo)致患者機(jī)體25(OH)D缺乏,可能對患者及胎兒健康產(chǎn)生影響。

3.3 妊娠期高血壓患者腸道菌群分布與血清HtrA3、25(OH)D水平的相關(guān)性

進(jìn)一步通過Pearson法分析妊娠期高血壓患者腸道屬水平差異菌群與血清HtrA3、25(OH)D水平之間的相關(guān)性,發(fā)現(xiàn)妊娠期高血壓患者腸道有益菌屬乳桿菌屬、雙歧桿菌屬、真桿菌屬、毛螺菌屬、Rikenellaceae屬與血清HtrA3水平呈負(fù)相關(guān),與25(OH)D水平呈正相關(guān);有害菌屬腸球菌屬與血清HtrA3水平呈正相關(guān),與25(OH)D水平呈負(fù)相關(guān)。此結(jié)果提示妊娠期高血壓對腸道菌群及相關(guān)血清HtrA3、25(OH)D水平均有明顯影響。前人研究也表明,妊娠期間體內(nèi)代謝變化會(huì)影響腸道菌群分布,而腸道菌群組成變化會(huì)影響所產(chǎn)代謝物水平發(fā)生變化,可能進(jìn)一步通過腸道滲透-血液循環(huán)影響血清HtrA3、25(OH)D水平變化[20]。

綜上所述,本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),妊娠期高血壓患者腸道有害菌豐度升高,有益菌豐度降低;血清HtrA3水平明顯升高,25(OH)D水平明顯降低,且血清HtrA3、25(OH)D水平與腸道菌群之間有明顯的相關(guān)性,這為臨床上預(yù)防和治療妊娠期高血壓提供了一定參考依據(jù)。后續(xù)將對妊娠期高血壓患者腸道菌群代謝物與血清HtrA3、25(OH)D及其他相關(guān)指標(biāo)是否具有相互作用及其作用機(jī)制進(jìn)行深入研究。