HIF1α及脂質氧化應激標記物對早期妊娠結局的影響研究

［摘要］目的探究早孕期母體缺氧誘導因子1α（HIF1α）誘導的氧化損傷對早期妊娠結局的影響，并分析脂質氧化損傷標記物對氧磷酶1（PON1）和8異前列腺素F2α（8isoPGF2α）預測早期妊娠丟失的臨床價值。方法選取2020年9月至2021年9月于青島市市立醫(yī)院婦產科就診的早期妊娠孕婦61例為研究對象，其中早期先兆流產19例、胚胎停育20例、正常妊娠22例。收集孕婦基本信息，采集血樣，通過酶聯免疫法（ELISA）檢測血清HIF1α、PON1和8isoPGF2α水平。采用受試者工作特征（ROC）曲線分析本實驗中生物指標的靈敏度、特異度并計算曲線下面積（AUC）。結果先兆流產組和胚胎停育組HIF1α、8isoPGF2α水平均高于正常妊娠組，PON1水平均低于正常妊娠組，且胚胎停育組8isoPGF2α水平高于先兆流產組，差異有統(tǒng)計學意義（F值分別為16.21、20.65、21.46，P＜0.01）；Pearson相關性分析顯示血清HIF1α和8isoPGF2α呈正相關性（r=0.357，P＜0.05），血清中PON1與HIF1α、8isoPGF2α均呈負相關性（r值分別為-0.420、-0.309，P＜0.05）；ROC曲線中HIF1α、PON1、8isoPGF2α及HIF1α和8isoPGF2α二者聯合指標預測早期妊娠丟失的AUC分別為0.854、0.886、0.815、0.929，靈敏度分別為79.49%、74.36%、69.23%、84.62%，特異度分別為81.82%、95.45%、86.36%、95.45%。結論母體血清HIF1α、8isoPGF2α、PON1水平與早期妊娠結局有關，HIF1α和8isoPGF2α水平升高、PON1降低者易發(fā)生早期妊娠丟失。血清HIF1α和8isoPGF2α聯合對早期妊娠丟失具有較高的臨床預測價值。

［關鍵詞］早期妊娠；妊娠丟失；脂質氧化應激；缺氧誘導因子1α；8異前列腺素F2α；對氧磷酶

Doi：10.3969/j.issn.1673-5293.2024.12.003

［中圖分類號］R173［文獻標識碼］A" " "［文章編號］1673-5293（2024）12-0022-06

［Abstract］ Objective To explore the effects of oxidative damage induced by hypoxiainducible factor 1α （HIF1α） on early pregnancy outcomes and analyze the clinical value of lipid oxidative damage markers，paraoxonase1 （PON1） and 8isoprostaglandin F2α （8isoPGF2α），in predicting early pregnancy loss. Methods A total of 61 early pregnant who visited the department of obstetrics and gynecology at Qingdao Municipal Hospital from September 2020 to September 2021 were selected for the study.Among them，19 cases were early threatened abortion，20 cases embryo arrest，and 22 cases normal pregnancy.Basic maternal information was collected，and blood samples were obtained.Serum levels of HIF1α，PON1，and 8isoPGF2α were measured by enzymelinked immunosorbent assay （ELISA）.The sensitivity and specificity of these biomarkers were analyzed using the receiver operating characteristic （ROC） curve，and the area under the curve （AUC） was calculated. Results The levels of HIF1α and 8isoPGF2α were higher in the threatened abortion and embryonic arrest groups compared to the normal pregnancy group，while PON1 levels were lower in these groups，and the embryonic arrest group had higher 8isoPGF2α levels than the threatened abortion group，with statistically significant differences （F=16.21，20.65，and 21.46，respectively，P＜0.01）.Pearson correlation analysis indicated a positive correlation between serum HIF1α and 8isoPGF2α （r=0.357，P＜0.05），while PON1 was negatively correlated with both HIF1α and 8isoPGF2α （r=-0.420 and -0.309，respectively，P＜0.05）.The AUC values for predicting early pregnancy loss using HIF1α，PON1，8isoPGF2α，and the combined markers of HIF1α and 8isoPGF2α were 0.854，0.886，0.815，and 0.929，with corresponding sensitivities of 79.49%，74.36%，69.23% and 84.62%，and specificity of 81.82%，95.45%，86.36% and 95.45%，respectively. Conclusion Maternal serum levels of HIF1α，8isoPGF2α，and PON1 are associated with early pregnancy outcomes.Elevated HIF1α and 8isoPGF2α levels and reduced PON1 levels increase the risk of early pregnancy loss.The combination of serum HIF1α and 8isoPGF2α has high clinical predictive value for early pregnancy loss.

［Key words］ early pregnancy;pregnancy loss;lipid oxidative stress;hypoxiainducible factors 1α;8isoprostaglandin F2α;paraoxonase

早期妊娠丟失是指妊娠12周前有空孕囊或有胚胎，但無心管搏動的無法存活的宮內妊娠［1］，其發(fā)生率高達10%，是最常見的妊娠丟失形式。早期妊娠丟失的病因復雜，發(fā)病機制尚不明確。缺氧誘導因子1α（hypoxiainducible factors 1α，HIF1α）是一個具有基本螺旋環(huán)螺旋結構的核轉錄因子，可以在低氧環(huán)境中發(fā)揮作用，能夠高特異性調控缺氧應答反應［2］。生理條件下細胞內的氧化——抗氧化系統(tǒng)處于動態(tài)平衡狀態(tài)，而脂質氧化應激是活性氧（reactive oxygen species，ROS）引起不飽和脂肪酸發(fā)生的氧化損傷，可以產生一系列代謝產物，其中8異前列腺素F2α（8isoprostaglandin F2α，8isoPGF2α）是公認的一種特異性標記物。在脂質氧化損傷過程中，作為酶系因子的對氧磷酶1（paraoxonase1，PON1）具有調節(jié)膽固醇逆向轉運，參與抗氧化反應等多種內皮細胞功能［3］。本研究以早孕期孕婦為研究對象，通過病例對照研究，探究HIF1α誘導的脂質氧化應激損傷參與早期妊娠丟失的可能發(fā)病機制，分析HIF1α、PON1和8isoPGF2α之間的關系，并進一步探討HIF1α、PON1及8isoPGF2α預測早期妊娠丟失的臨床價值。

1資料與方法

1.1研究對象

選取2020年9月至2021年9月于青島市市立醫(yī)院婦產科就診的早期妊娠孕婦61例為研究對象，其中早期先兆流產19例、胚胎停育20例、正常妊娠22例。納入標準：①經超聲確診為早期宮內妊娠，無復發(fā)性流產史，無胎兒畸形流產或分娩史；②平素月經規(guī)律，本次妊娠未服用保胎或激素類藥物；③既往體健，無子宮內膜異位癥，無生殖系統(tǒng)畸形，無家族遺傳病史；④無甲狀腺功能異常、糖尿病、肝病或心血管系統(tǒng)疾病等內科病史；⑤無吸煙、酗酒和吸毒等不良嗜好。本研究經本院醫(yī)學倫理委員會批準（2019臨審字第051號），且研究對象知情同意參與本項研究。

1.2研究方法

1.2.1一般資料采集

一般資料包括年齡、孕周、身高、體重、體質量指數（body mass index，BMI）、既往病史；超聲指標包括胎芽、孕囊大小、頂臀長，并核實孕周。

1.2.2血樣指標的檢測

收集空腹靜脈血5mL，避免試管震蕩，靜置30min，離心機3 000r/min，5min，取上清液置于滅菌的EP管內封存，于-80℃超低溫冰箱中保存，集中檢測。采用酶聯免疫法（enzymelinked immunosorbent assay，ELISA）檢測血清HIF1α、8isoPGF2α和PON1水平，試劑盒購自江蘇晶美生物科技有限公司，操作嚴格按照試劑盒說明書進行。

1.3統(tǒng)計學方法

數據采用SPSS 23.0統(tǒng)計學軟件分析。計數資料用例數（n）和百分比（%）表示。所有計量參數檢驗后皆符合正態(tài)分布，數據采用均數±標準差（x-±s）表示，組間比較采用單因素方差分析，組內兩兩比較采用LSDt檢驗法。采用Logistic回歸分析建立聯合預測模型。采用受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線及曲線下面積（area under the curve，AUC）分析本實驗中生物指標對妊娠丟失的預測價值，并計算靈敏度、特異度，各指標AUC之間的比較采用Delongs檢驗。P＜0.05認為差異具有統(tǒng)計學意義。

2結果

2.1一般資料比較

正常妊娠組、先兆流產組、胚胎停育組之間的年齡、BMI、孕周比較差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見表1。

2.2血清HIF1α、PON1、8isoPGF2α水平的比較

先兆流產組和胚胎停育組HIF1α、8isoPGF2α水平均高于正常妊娠組，PON1水平均低于正常妊娠組，且胚胎停育組8isoPGF2α水平高于先兆流產組，差異有統(tǒng)計學意義（F值分別為16.21、20.65、21.46，P＜0.01），見表2。

2.3血清HIF1α、PON1、8isoPGF2α的相關性分析

Pearson相關性分析顯示血清HIF1α和8isoPGF2α呈正相關性（r=0.357，P＜0.05），血清中PON1與HIF1α、8isoPGF2α均呈負相關性（r值分別為-0.420、-0.309，P＜0.05），見表3。

2.4生物指標的預測價值分析

ROC曲線中，各指標預測早期妊娠丟失的價值分析如下：HIF1α、PON1、8isoPGF2α及HIF1α和8isoPGF2α二者聯合指標的AUC分別為0.854、0.886、0.815、0.929，靈敏度分別為79.49%、74.36%、69.23%、84.62%，特異度分別為81.82%、95.45%、86.36%、95.45%；HIF1α和8isoPGF2α聯合指標的AUC高于單獨指標，但Delongs檢驗顯示差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見圖1和表4。

3討論

3.1早期妊娠丟失

早期妊娠丟失也被稱作胚胎停育流產或者自然流產，妊娠丟失中約80%發(fā)生在早孕期。妊娠作為特殊的生命周期，能量需求不僅限于孕婦本身，且包含胎兒生長所需，妊娠期的糖脂代謝因此發(fā)生適應性改變。但在缺氧狀態(tài)下，母體發(fā)生的氧化應激損傷可以引起滋養(yǎng)細胞凋亡和功能障礙，導致胎盤血管攣縮、硬化狹窄及栓塞，進而對胚胎發(fā)育產生影響。有學者認為，復發(fā)性流產婦女蛻膜中的脂質過氧化物濃度升高［4］。HIF1α是誘導氧化應激的特異性因子，正常早孕期可與靶基因結合以抑制滋養(yǎng)細胞凋亡，協調滋養(yǎng)細胞對低氧環(huán)境的耐受力，促進胚胎正常發(fā)育。作為脂質氧化應激產物，8isoPGF2α可反映機體脂質氧化損傷致病的嚴重程度，且具有高度的穩(wěn)定性、特異性和靈敏度，以及不受飲食影響等特性，目前已成為臨床監(jiān)測疾病的熱點指標。PON1作為活性氧消除系統(tǒng)酶，在脂質氧化應激反應中具有重要作用［5］。鑒于脂質氧化應激損傷中各生物因子的作用，我們以早期妊娠作為時間界點，進行氧化應激標記物量化測定，嘗試探討HIF1α誘導的脂質氧化損傷對早期妊娠丟失的影響。

3.2 HIF1α誘導的氧化應激損傷對早期妊娠結局的影響

正常母胎血液循環(huán)剛建立時，氧濃度增加，胎盤處于氧化應激狀態(tài)，同時抗氧化系統(tǒng)如對超氧化物趨化酶及谷胱甘肽過氧化物酶等活性升高，從而能夠及時清除ROS，使滋養(yǎng)細胞免受氧化應激的損傷，避免妊娠相關疾病的發(fā)生。當滋養(yǎng)細胞受到損傷或功能障礙時，子宮螺旋動脈栓塞不全或螺旋動脈功能轉化不完全，這種早期建立的病理血循環(huán)狀態(tài)致使絨毛組織過早與母體血液循環(huán)進行信息接觸，

這種過早接觸的母胎信息溝通誘發(fā)的氧化應激（包括ROS的攻擊）可造成胚胎氧化損傷，進而發(fā)生早期妊娠丟失［6］。

本研究采用ELISA法檢測母體血清HIF1α水平，發(fā)現正常妊娠HIF1α水平低于先兆流產組且低于胚胎停育組，差異具有統(tǒng)計學意義。一定程度上推測，胚胎停育結局的早期妊娠孕婦發(fā)生的氧化應激程度高于其他兩組。同時HIF1α也是一種參與組織缺氧和氧傳感的核轉錄因子，低氧條件下的HIF1α被激活而大量表達，以增強機體的耐受力，此時也是母體為應對氧化損傷而做出的一種積極反映。血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）是血管形成過程中的重要調節(jié)因子，具有靶向性。研究發(fā)現稽留流產絨毛組織中HIF1α可以導致VEGF表達降低，造成胎盤血管形成障礙，母胎血液循環(huán)異常而引起早期妊娠丟失［7］。因此，本研究中不同的早期妊娠結局可能與HIF1α水平差異影響早期胎盤的血液循環(huán)建立有關。早期妊娠是母胎免疫對話強烈的時期，早期滋養(yǎng)細胞的調節(jié)性T細胞（regulatory T cells，Treg細胞）是一種具有免疫抑制作用的T淋巴細胞，持續(xù)表達以維持妊娠期免疫穩(wěn)態(tài)，是預防母胎免疫排斥的關鍵。HIF1α與Treg細胞的主要調節(jié)因子叉頭框蛋白P3結合后可以減弱Treg細胞的作用，過高水平的HIF1α可以使Treg細胞的功能缺失，胎兒暴露在較強的免疫排斥反應中，最終發(fā)生流產［89］。

3.3脂質氧化應激損傷標記物8isoPGF2α和PON1對早期妊娠結局的影響

在正常妊娠期，炎癥細胞因子和抗炎細胞因子之間存在微妙的動態(tài)平衡。8isoPGF2α是非酶催化花生四烯酸裂解而產生的前列腺素異構體，結構和化學性質穩(wěn)定，可以在體液中穩(wěn)定存在，是目前公認的評價脂質氧化應激損傷的一個特異性標記物。當孕婦體內脂質受到ROS“攻擊”時，生物膜磷脂中的多不飽和脂肪酸酯化形成8isoPGF2α的過程遭到破壞，細胞膜流動性與完整性受損，細胞結構異常和功能障礙增加了細胞的通透性，最終導致細胞衰老和死亡［10］。本研究發(fā)現，血清HIF1α和8isoPGF2α水平呈正相關性，而胚胎停育母體血清8isoPGF2α水平明顯高于先兆流產組和正常妊娠組。有研究報道在早孕期發(fā)生脂質氧化損傷的孕婦，其外周血8isoPGF2α水平升高且隨孕周持續(xù)升高，這與中孕期發(fā)生妊娠期糖尿病的風險明顯相關［11］，可見外周血8isoPGF2α一定程度上可以反映脂質氧化損傷影響糖代謝異常并致病的過程。而且Turpin等［12］也發(fā)現孕婦的外周血8isoPGF2α水平升高與不良妊娠結局的嚴重程度相關。由此推測胚胎停育孕婦母體HIF1α誘導的氧化應激損傷中的脂質氧化損傷程度最重。作為HIF1α誘導的氧化應激經典通路之一，核因子κB（nuclear factor kappaB，NFκB）通路可以促進一系列炎癥反應基因的轉錄，包括白介素等；在氧化應激過程中，NFκB通路被激活后，炎癥反應加劇，同時8isoPGF2α也可間接影響白介素17水平，以誘導炎性損傷加重，導致妊娠丟失［13］。此外，8isoPGF2α亦具有選擇性收縮血管的作用，可以影響氧化型低密度脂蛋白與血管內膜中巨噬細胞的清道夫受體識別和結合，促進巨噬源性泡沫細胞對血管壁的硬化作用，引起子宮螺旋動脈栓塞斷流，同時選擇性收縮胎盤形成過程中的血管系統(tǒng)，造成胎盤血供減少，以致胚胎缺血缺氧而丟失。因此，HIF1α誘導的氧化應激與8isoPGF2α反映的脂質氧化損傷具有協同作用，從本研究各組8isoPGF2α水平的差異性變化可以推測：8isoPGF2α誘導的脂質氧化損傷導致了不同的早期妊娠結局。

PON1是由肝細胞產生的一種錨定在高密度脂蛋白分子上的鈣依賴性功能酶，PON1的抗氧化活性在PON家族中最強，對血管內皮損傷具有保護作用［14］。本研究結果顯示，與正常妊娠相比，胚胎停育孕婦的血清PON1水平明顯降低，而HIF1α水平卻與PON1呈負相關性。PON1具有抗氧化作用，能促進高密度脂蛋白顆粒的抗炎活性，以減緩斑塊的進展，對機體動脈粥樣硬化發(fā)展具有延緩作用，以此來減輕冠脈病變。本研究中胚胎停育孕婦的HIF1α水平升高，潛在誘發(fā)的氧化損傷程度較重，此時PON1水平卻明顯降低，對血管內皮的保護作用減弱。由此，在高水平HIF1α和低水平PON1的相互作用下，支持胚胎發(fā)育的早期血管網建立受到ROS攻擊，導致妊娠丟失的發(fā)生。此外，相關動物研究亦發(fā)現，敲除PON基因后的小鼠，其動脈血管內皮細胞損傷加重［15］。我們可以推測，早期妊娠HIF1α誘導的氧化損傷過程中，PON1水平一定程度上可以反映脂質氧化損傷的程度，并影響胚胎發(fā)育的結局。

3.4 HIF1α、8isoPGF2α和PON1預測早期妊娠丟失的臨床意義

與對照組相比，胚胎停育孕婦血清HIF1α、PON1和8isoPGF2α水平存在差異性，為了實現臨床指導意義，ROC曲線分析后發(fā)現：單一指標預測早期妊娠丟失的準確性雖然超過80%，但血清HIF1α聯合8isoPGF2α的預測價值最高（高達0.929），一定程度上可反映早期妊娠丟失孕婦母體發(fā)生脂質氧化損傷的嚴重程度。進行各生物指標靈敏度和特異度的分析后發(fā)現，盡管Delongs檢驗顯示無統(tǒng)計學差異，但HIF1α和8isoPGF2α指標聯合預測早期妊娠丟失的靈敏性也達到了84.62%；且PON1單指標、HIF1α和8isoPGF2α聯合指標預測的特異性更高，均達95.45%。相對來說，血清HIF1α和8isoPGF2α兩項指標對早期妊娠丟失的預測可能具有較高的臨床意義。

綜上，在早期妊娠中，胎盤血液循環(huán)的正常建立是成功妊娠的關鍵，也是病理妊娠早期的觸發(fā)點。早期妊娠丟失的影響因素復雜，發(fā)病機制尚需進一步探究，但氧化應激損傷對早期妊娠的影響不僅可以為臨床提供診療思路，氧化應激生物標記物也可以作為預測因子指導臨床評估妊娠結局。

［參考文獻］

［1］American College of Obstetricians and Gynecologists Committee on Practice Bulletins—Gynecology.ACOG practice bulletin No.200：early pregnancy loss［J］.Obstet Gynecol，2018，132（5）：e197e207.

［2］Chen X Y，Jiang L M，Wang C C，et al.Hypoxia inducible factor and microvessels in periimplantation endometrium of women with recurrent miscarriage［J］.Fertil Steril，2016，105（6）：14961502.

［3］Jelena V，Aleksandra S，Aleksandra Z，et al.Paraoxonase 1 and atherosclerosisrelated diseases［J］.Biofactors，2020，46（2）：193205.

［4］Azizi R，SoltaniZangbar M S，Sheikhansari G，et al.Metabolic syndrome mediates inflammatory and oxidative stress responses in patients with recurrent pregnancy loss［J］.J Reprod Immunol，2019，133（6）：1826.

［5］Van t Erve T J，Lih F B，Kadiiska M B，et al.Reinterpreting the best biomarker of oxidative stress：the 8isoPGF（2α）/PGF（2α） ratio distinguishes chemical from enzymatic lipid peroxidation［J］.Free Radic Biol Med，2015，83（6）：245251.

［6］DomingoGonzalez R，Das S，Griffiths K L，et al.Interleukin17 limits hypoxiainducible factor 1α and development of hypoxic granulomas during tuberculosis［J］.JCI Insight，2017，2（19）：e92973.

［7］王銀芳.HIF1α/BNIP3誘導自噬與稽留流產關系的研究［D］.鄭州：鄭州大學，2017.

［8］Chang R Q，Zhou W J，Li D J，et al.Innate lymphoid cells at the maternalfetal interface in human pregnancy［J］.Int J Biol Sci，2020，16（6）：957969.

［9］Dang E V，Barbi J，Yang H Y，et al.Control of T（H）17/T（reg） balance by hypoxiainducible factor 1［J］.Cell，2021，146（5）：772784.

［10］Chu K O，Wang C C，Rogers M S，et al.Quantifying F2isoprostanes in umbilical cord blood of newborn by gas chromatographymass spectrometry［J］.Anal Biochem，2003，316（1）：111117.

［11］余俊，賈靜，曾宇，等.妊娠期糖尿病孕婦孕期氧化應激水平分析［J］.中國婦幼健康研究，2020，31（2）：203208.

［12］Turpin C A，Sakyi S A，Owiredu W K，et al.Association between adverse pregnancy outcome and imbalance in angiogenic regulators and oxidative stress biomarkers in gestational hypertension and preeclampsia［J］．BMC Pregnancy Childbirth，2015，15（8）：189.

［13］Liang F，Huo X，Wang W，et al.Association of bisphenol A or bisphenol S exposure with oxidative stress and immune disturbance among unexplained recurrent spontaneous abortion women［J］.Chemosphere，2020，257（10）：127035.

［14］BednarzMisa I，MierzchalaPasierb M，Lesnik P，et al.Cardiovascular insufficiency，abdominal sepsis，and patients age are associated with decreased paraoxonase1（PON1） activity in critically Ill patients with multiple organ dysfunction syndrome（MODS）［J］.Dis Markers，2019，11（2）：1314623.

［15］Ikhlef S，Berrougui H，Kamtchueng Simo O，et al.Paraoxonase 1treated oxLDL promotes cholesterol efflux from macrophages by stimulating the PPARγLXRαABCA1 pathway［J］.FEBS Lett，2016，590（11）：16141629.

［專業(yè)責任編輯：王麗］

［中文編輯：郭樂倩；英文編輯：方柳］

［收稿日期］2023-12-21

［基金項目］青島市衛(wèi)健委基金項目（2020WJZD010）

［作者簡介］閆迪（1994—），女，住院醫(yī)師，主要從事病理妊娠發(fā)病機制及早期預測研究。

［通訊作者］胡海燕，副主任醫(yī)師。