未足月胎膜早破合并组织学绒毛膜羊膜炎的新型生物标志物研究进展
2023-02-14 来源:中国实用妇科与产科杂志

作者:香钰婷,陈锐聪,欧宜静,李仲均,南方医科大学附属东莞医院妇产科 东莞市妇产科重大疾病重点实验室


未足月胎膜早破(preterm premature rupture of membranes,PPROM)是指在妊娠37周前,胎膜在临产前发生自发性破裂[1]。PPROM是多病因导致的临床病理事件,一般认为与遗传因素、生殖道炎症、亚临床宫内感染、羊膜腔内受力不均、营养因素等有关,涉及母体、胎儿与环境之间的相互作用以及母胎界面的调节紊乱[2]。单胎妊娠PPROM发生率为2%~4%,双胎妊娠PPROM发生率为7%~20%,PPROM是造成早产和母儿感染的主要原因之一,严重威胁母儿健康[1],其处理策略一直是产科临床工作中的难点。


PPROM孕妇破膜时,胎儿未足月,尤其是34孕周前的PPROM,胎儿器官发育不成熟,通常需延长孕周,但在期待过程中,易合并宫内感染,即发生绒毛膜羊膜炎(chorioamnionitis)[1]。保胎过程中,随着孕周延长,早产相关风险有所下降;但破膜时间亦随之延长,继发宫内感染的风险明显升高,可导致严重的母儿感染[3]。两大风险如何权衡,使母儿风险降至最低,是PPROM临床处理的关键。然而,对于PPROM期待治疗的期限、感染的防治策略以及终止妊娠的时机等问题,国内外尚存在一定争议[2]。而PPROM期待治疗过程中宫内感染的监测和早期识别,是决定期待治疗的期限、选择终止妊娠时机、改善母儿结局的关键技术难点。本文将对PPROM孕妇宫内感染的多种新型生物标志物及其用于监测组织学绒毛膜羊膜炎(histologic chorioamnionitis)的研究进展进行综述。


1PPROM与绒毛膜羊膜炎


1.1 PPROM与绒毛膜羊膜炎    PPROM与绒毛膜羊膜炎关系密切,互为因果。一方面,组织学绒毛膜羊膜炎,即亚临床绒毛膜羊膜炎(subclinical chorioamnionitis)是引起PPROM的常见病因[4]。来自阴道的微生物感染诱发局部炎症,促使各种促炎因子表达上调,形成炎症微环境,同时阴道上皮细胞分泌基质金属蛋白酶等因子,降解细胞外基质,破坏胎膜的结构,使之在外力作用下更容易破裂[5]。另一方面,破膜后又容易并发阴道病原微生物上行性感染,随着破膜时间延长,感染的风险和严重程度显著增加,可造成孕妇产前、产时及产褥感染;并发绒毛膜羊膜炎时,往往会导致新生儿肺炎、败血症、颅内感染等严重并发症,显著增加新生儿病率和死亡率[3]。


1.2 现行绒毛膜羊膜炎的诊断标准    宫内感染是指病原体引起胎膜、胎盘甚至胎儿的感染,胎盘胎膜病理学检查是诊断绒毛膜羊膜炎的金标准,但病理检查只能在分娩后进行,无法用于宫内感染的预测和监测。部分孕妇无明显感染表现,仅在分娩后由病理检查诊断,称为亚临床宫内感染。目前临床上,一般通过孕妇的症状、体征、外周血常规分析、C-反应蛋白(C-reacive protein,CRP)结合胎心监测来判断有无宫内感染发生[2]。但这些指标缺乏特异性,如促胎肺成熟的糖皮质激素可引起白细胞升高[6],产程中使用硬膜外镇痛可引起发热[7],β受体激动剂类保胎药物亦可导致母儿心动过速[8]。对于假阳性孕妇,可能导致过早终止妊娠,增加早产相关并发症的风险。因此,此类指标难以在早期有效识别感染,诊疗滞后,不能有效避免相关母儿并发症,主动积极的管理策略应强调宫内感染风险的有效监测和早期识别。


然而,对于PPROM孕妇,目前仍缺乏有效、便捷、低成本的手段准确监测孕妇及胎儿/新生儿感染风险,PPROM宫内感染的评估依然是产科临床的难点和关键环节。因此,探讨一套能快速、有效监测PPROM孕妇母儿感染风险的方法,在规避感染风险的前提下,适当延长孕周,对PPROM合并绒毛膜羊膜炎的孕妇进行及时识别和干预,并指导终止妊娠时机的选择,有助于减少围产期母儿感染,降低新生儿并发症及围产儿死亡率,是改善PPROM孕妇母儿结局的关键举措。


2PPROM合并组织学绒毛膜羊膜炎的生物标志物


PPROM孕妇终止妊娠时机的选择,是产科临床工作中的棘手问题,而组织学绒毛膜羊膜炎的监测和早期识别是其关键技术难点,也是目前产科领域的研究热点。近年来,国内外许多学者关注PPROM孕妇宫内感染风险的预测和监测,并在生物标志物的检测和诊断模型的构建方面进行了大量探索。


2.1 外周血生物标志物    孕妇外周血是临床上易于获取的样本,母体外周血的系统性炎症指标是常用的生物标志物,外周血白细胞计数、CRP等亦是目前临床诊断绒毛膜羊膜炎的重要指标。根据中华医学会《胎膜早破的诊断与处理指南》,外周血白细胞升高(≥15×109/L或核左移)是急性绒毛膜羊膜炎的诊断标准之一[2]。CRP是识别细菌感染较为敏感的指标,2019年法国妇产科医师学会发布的PPROM指南提出,如PPROM孕妇外周血CRP<5 mg/L,且无明显临床症状,则可以排除宫内感染[9]。中性粒细胞/淋巴细胞比值(neutrophil to lymphocyte ratio,NLR)是一种新型炎症指标,能反应体内炎症和免疫的动态平衡,已广泛用于心血管疾病、恶性肿瘤、自身免疫性疾病等领域[10-12]。新近研究发现,NLR也与自发性早产、绒毛膜羊膜炎密切相关[13-14]。Lee等[14]分析分娩前48 h内的血常规结果,发现随着急性绒毛膜羊膜炎的发展,NLR水平明显升高,与绒毛膜羊膜炎的严重程度呈显著的正相关关系。何远敏等[15]收集204例PPROM孕妇的病历资料,基于孕妇临床特征和外周血系统性炎症反应指标探寻PPROM合并组织学绒毛膜羊膜炎的危险因素并建立预测模型,结果发现,破膜孕周、母体CRP和NLR是PPROM合并组织学绒毛膜羊膜炎的独立危险因素,运用上述指标联合构建logistic回归预测模型,有助于对PPROM合并组织学绒毛膜羊膜炎进行早期诊断评估。


另外,新近研究表明,超过50种细胞因子参与PPROM的发生发展过程。在宫内感染发生早期,孕妇外周血中就出现多种炎症因子表达失衡,早于白细胞计数、CRP的升高。早产合并组织学绒毛膜羊膜炎的孕妇,其外周血中白介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)和炎症诱导的核转录因子-κB1(nuclear factor-κB1,NF-κB1)的转录水平明显升高[16]。Ronzoni等[4]发现,PPROM孕妇血浆中白介素-1α(interleukin-1α,IL-1α)、TNF-α、巨噬细胞趋化因子1(monocyte chemotactic protein-1,MCP-1)等因子水平也显著升高;并可利用血浆IL-1α水平、内毒素活性联合临床指标,用于预测1周内分娩的风险。


2.2 羊水生物标志物    母体血易于获取,是理想的检测样本,然而,当母体系统性炎症反应出现时,孕妇可能已存在严重的宫内感染,难以有效避免母儿不良结局[17]。而当感染发生时,局部环境的异常比外周血的异常更早出现,因此许多研究者期望通过检测羊水成分来监测宫内感染。最直接的方式是通过羊膜腔穿刺获取羊水进行病原学检查,如病原微生物培养、针对病原体核酸序列进行聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)、微生物组学测序等。但微生物培养需持续数日,且假阴性率较高;而PCR检测难以覆盖多种病原体,检测也需数小时以上;羊水16s rDNA测序能明确多种病原微生物的存在,但耗时更长、花费更高,多数医疗机构没有相应检测条件[18]。因此,病原学检查难以满足临床实时、便捷、快速监测的需求。


大量研究证实,PPROM孕妇并发组织学绒毛膜羊膜炎时,往往伴随着羊水中多种细胞因子的失衡[19-20]。其中,促炎因子IL-6是绒毛膜羊膜炎的关键生物标志物,宫内感染孕妇羊水中IL-6水平明显升高[21],且其水平与亚临床绒毛膜羊膜炎、不良新生儿结局存在相关性[22-24],并可通过羊水中IL-6>2.6μg/L来诊断绒毛膜羊膜炎[25]。此外,羊水中白介素-8(interleukin-8,IL-8)[24]、白介素-10(interleukin-10,IL-10)[20]、IgG Fc结合蛋白(FcgammaBP)[26]、MCP-1[20]、中性粒细胞弹性蛋白酶(neutrophil elastase,NE)[27]、基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)[28]、胰岛素样生长因子结合蛋白-1(insulin-like growth factor-binding protein 1,IGFBP-1)[28]等因子的水平同样与组织学绒毛膜羊膜炎及新生儿感染密切相关。此外,羊水中细胞因子的变化情况,还反映了病原微生物的种类和数量,比如大肠埃希菌感染常引起IL-1β的显著上调,而B族溶血性链球菌则对IL-1β的水平无明显影响[29]。但是,这些因子的检测一般通过放射免疫法或酶联免疫吸附法进行测定,需应用特异性抗体,成本高,耗时长,部分医疗机构不具备相应检测条件,不利于推广应用。


羊膜腔内感染往往伴有羊水生化成分的异常,如葡萄糖含量和乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)浓度等。早在1991年,Gauthier等[30]发现,PPROM孕妇羊膜腔穿刺所获羊水中,葡萄糖的浓度与宫内感染密切相关,羊水细菌培养阳性者的葡萄糖浓度明显降低;当葡萄糖浓度≤0.89mmol/L时,诊断宫内感染的敏感度、特异度分别达到79%和94%。Kacerovsky等[31]研究也表明,单胎PPROM孕妇羊水中较低的葡萄糖水平与宫内感染的发生密切相关,并提出当以0.56mmol/L为诊断阈值时,羊水中葡萄糖浓度可作为宫内感染的标志物。在另一项研究中,研究者纳入16~35孕周的孕妇共60例,于分娩前48h内行羊膜腔穿刺获取羊水,发现经胎盘病理证实为绒毛膜羊膜炎的孕妇,其羊水中LDH的水平显著升高(P<0.0005);以LDH≥250 U/L为阈值诊断组织学绒毛膜羊膜炎,其敏感度达到84.1%,但特异度较低(66.7%),提示LDH与宫内感染明确相关,但不能单独作为诊断标志物[32]。Kurakazu等[33]研究则进一步表明,羊水葡萄糖浓度、LDH水平、白细胞计数,母体白细胞计数、母体CRP等指标作为组织学绒毛膜羊膜炎标志物的效果均不够理想,但将羊水葡萄糖、LDH水平与孕妇外周血白细胞计数、CRP联合分析建模,则能准确预测组织学绒毛膜羊膜炎的发生[33]。这些结果提示,羊水中葡萄糖和LDH是宫内感染的关键标志物,其联合临床化验等指标,有希望应用于PPROM孕妇宫内感染的有效监测。


2.3 阴道及子宫颈样本的生物标志物    以上关于PPROM孕妇羊水成分的研究,其羊水样本均通过羊膜腔穿刺术获取,该操作为侵入性,操作本身就存在早产、流产、感染等风险,难以常规用于PPROM孕妇。与羊膜腔穿刺相比,直接取子宫颈或阴道样本更为安全可行。Hitti等[34]最早探索阴道分泌物用于监测宫内感染的可行性,该研究表明,阴道分泌物IL-8水平与羊水IL-6水平、IL-8水平、羊膜腔感染具有相关性。Stranik等[26]也发现,PPROM孕妇合并感染时,其子宫颈分泌物及羊水穿刺所获羊水中Fcgamma BP的浓度均一致升高。还有研究表明,PPROM孕妇破膜后以及分娩时的阴道菌群状态与早发型新生儿感染存在明确的相关性[35]。虽然有研究者认为阴道分泌物会影响检测结果,但这些研究提示,阴道及子宫颈样本同样能反应宫内感染情况。


既往研究已证实,在羊水穿刺所获羊水中,高LDH水平和低葡萄糖水平与组织学绒毛膜羊膜炎明确相关[31,33]。Myntti等[36]则尝试直接从阴道收集PPROM孕妇的羊水样本,测定其中LDH和葡萄糖水平,结果发现,阴道所获羊水中LDH水平升高与组织学绒毛膜羊膜炎有明确相关性,绒毛膜羊膜炎组的葡萄糖水平亦低于对照组。因此,从阴道获取的羊水样本,可反映宫内羊水的成分变化,有希望用于PPROM宫内感染的监测,更因其操作简单、安全、可重复取样,是监测宫内感染情况的良好样本来源。


3总结与展望


综上,虽然有不少研究者尝试探索PPROM孕妇合并组织学绒毛膜羊膜炎的监测方法,但目前存在一定的技术难点和局限性:(1)单个指标的预测价值,不同研究的结果不完全一致,暂无单个指标能作为公认的宫内感染标志物。(2)现行的检测方法多耗时长,不能满足临床快速、即时判断的需求,或依赖于昂贵的设备和试剂,难以推广应用。(3)为避免阴道分泌物的污染,多数研究通过羊膜腔穿刺获取羊水,难以广泛应用。因此,亟需探索一种便捷、简单、快速、无创、可重复、易于推广的床边即时检验(Point-of-care Testing,POCT)方法,用于准确可靠地监测PPROM孕妇的宫内感染情况,以最大程度地降低母儿感染风险、延长孕周,改善母儿结局。


随着现代科学的发展,生物医药领域对于生物活性成分、生物标志物的检测技术要求越来越高。生物传感技术(biosensing technique)凭借其分析速度快、非破坏性、高灵敏度和特异度、成本高、可重复等优势,已成为临床POCT和基础研究的重要技术手段,应用于大肠杆菌生物毒素分析[37]、尿路结石的快速诊断[38]、人肝癌细胞株HepG2的生物成像[39]以及间充质干细胞分化过程标志物表达的连续监测等领域。


临床亟需对PPROM孕妇宫内感染情况实现快速、便捷、准确、连续的监测。光学传感技术的发展,使该需求的实现成为可能。对于PPROM孕妇,经阴道取羊水可以实现无创、连续收集,是动态监测羊水成分、反映宫内感染情况的理想途径。而生物传感技术能对葡萄糖、LDH等生化成分进行快速、准确、连续的测定,结合临床信息等数据进行联合建模,有希望成为PPROM孕妇宫内感染监测和识别手段的未来研究方向。


参考文献略。


来源:《中国实用妇科与产科杂志》2023年1月 第39卷 第1期

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