氧 化 應(yīng) 激 與 自 然 流 產(chǎn) 關(guān) 系 的 研 究 進(jìn) 展

郭若楠 王英蘭

[暨南大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院(深圳市人民醫(yī)院)產(chǎn)科，廣東省深圳市 518000，電子郵箱：390076779@qq.com]

【提要】 自然流產(chǎn)發(fā)生率逐年升高，多次自然流產(chǎn)可發(fā)展成為復(fù)發(fā)性流產(chǎn)，對(duì)育齡女性及其家庭造成極大的傷害，因此研究該病的病因顯得尤為重要。但自然流產(chǎn)的病因復(fù)雜，氧化應(yīng)激作為其重要的發(fā)病機(jī)制之一近年來受到廣泛關(guān)注。本文就氧化應(yīng)激與自然流產(chǎn)關(guān)系的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，以提高對(duì)自然流產(chǎn)的認(rèn)識(shí)，為自然流產(chǎn)的治療提供參考。

自然流產(chǎn)是一種常見的不良妊娠結(jié)局，近年來受婚育年齡推遲、生活方式改變、環(huán)境污染加劇等因素影響，早期自然流產(chǎn)的發(fā)生率呈上升趨勢(shì)，約10%～15%的臨床妊娠會(huì)發(fā)生早期自然流產(chǎn)[1]。發(fā)生早期自然流產(chǎn)的原因很多，包括胚胎因素、母體因素、父親因素、環(huán)境因素等[2]，其中胚胎染色體異常是最常見的因素，約占50%[3]，且上述因素所致的自然流產(chǎn)中，均有某一個(gè)環(huán)節(jié)與氧化應(yīng)激狀態(tài)有關(guān)。agód等[4]研究表明，氧化應(yīng)激與自然流產(chǎn)的發(fā)生有關(guān)，流產(chǎn)婦女的胚胎組織中氧化/抗氧化失衡，處于氧化應(yīng)激狀態(tài)中。氧化應(yīng)激狀態(tài)可通過影響卵母細(xì)胞、孕囊著床、胚胎和胎盤發(fā)育、胎盤血管生成與血流分布等，成為自然流產(chǎn)的發(fā)病機(jī)制之一[5]。

1 氧化應(yīng)激及其標(biāo)志

氧化應(yīng)激是指活性氧生成與抗氧化防御系統(tǒng)之間的不平衡狀態(tài)[6]。正常生理狀態(tài)下，體內(nèi)存在著氧化/抗氧化平衡。物質(zhì)在有氧代謝過程中，產(chǎn)生許多活性氧，包括超氧自由基、羥基和過氧化氫3種類型?；钚匝踝鳛樘囟ǖ牡诙攀梗诩?xì)胞的生長(zhǎng)、分裂和凋亡中的調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。同時(shí)，機(jī)體也形成一套抗氧化防御系統(tǒng)，以清除不斷產(chǎn)生的活性氧，保護(hù)機(jī)體免受氧化損傷，維持氧化/抗氧化的動(dòng)態(tài)平衡?？寡趸到y(tǒng)可分為酶抗氧化系統(tǒng)及非酶抗氧化系統(tǒng)兩類，前者常見的有超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶、過氧化氫酶等，后者主要包括麥角硫因、維生素C、維生素E、還原型谷胱甘肽及一些微量元素。在病理狀態(tài)下(如缺血、缺氧、炎癥等)，由于活性氧生成過多，或抗氧化物質(zhì)含量減少和(或)活性降低，機(jī)體內(nèi)氧化/抗氧化平衡狀態(tài)受到破壞，容易引發(fā)氧化應(yīng)激[7]。

2 氧化應(yīng)激與生理妊娠

滋養(yǎng)細(xì)胞的增殖、分化、凋亡及侵襲能力是妊娠成功的關(guān)鍵。妊娠早期，滋養(yǎng)細(xì)胞迅速分裂增殖，合體滋養(yǎng)細(xì)胞發(fā)育形成具有侵入性的絨毛外滋養(yǎng)細(xì)胞(extravillous trophoblast，EVT)。EVT迅速侵入子宮肌層，根據(jù)“雙波侵入”理論[8]，EVT初步侵入到子宮蛻膜層，并出現(xiàn)一個(gè)短暫停頓直到孕12周左右。第一波EVT侵入母體子宮螺旋動(dòng)脈管腔時(shí)，滋養(yǎng)細(xì)胞聚集并堵塞螺旋動(dòng)脈，限制了母體血液流入胎盤，故在妊娠12周之前，胎盤絨毛間隙實(shí)際上是處于低氧狀態(tài)，可使分化細(xì)胞在低氧環(huán)境中發(fā)育，免受活性氧激增的傷害，也可上調(diào)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子及胎盤生長(zhǎng)因子表達(dá)，有利于胎盤的發(fā)育。到妊娠早期末，這些滋養(yǎng)細(xì)胞形成的栓塞逐漸消失并伴隨著第二波EVT侵入，此時(shí)期EVT廣泛侵入子宮內(nèi)膜及部分肌層，并有效擴(kuò)張子宮螺旋動(dòng)脈，母體血流流入絨毛間隙，建立母胎血液循環(huán)。故妊娠早期存在氧化應(yīng)激，過早和過量的活性氧刺激均可能會(huì)導(dǎo)致妊娠失敗[9]。

3 氧化應(yīng)激與自然流產(chǎn)的關(guān)系

不良生活習(xí)慣、衰老、內(nèi)分泌疾病及免疫紊亂均可導(dǎo)致體內(nèi)氧化/抗氧化失衡，從而損傷細(xì)胞DNA、脂質(zhì)及蛋白質(zhì)等體內(nèi)大分子物質(zhì)[10]，導(dǎo)致細(xì)胞功能喪失甚至死亡，最終導(dǎo)致多種生殖類疾病與病理妊娠的發(fā)生，如妊娠期糖尿病、子癇前期及自然流產(chǎn)等[11]。

3.1 氧化應(yīng)激對(duì)卵母細(xì)胞質(zhì)量的影響 研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)發(fā)性流產(chǎn)可能與卵巢儲(chǔ)備功能降低有關(guān)，即有多次自然流產(chǎn)史婦女的卵母細(xì)胞質(zhì)量可能較差[12]。卵母細(xì)胞發(fā)育過程中，卵母細(xì)胞周圍的微環(huán)境及卵泡液中活性氧和抗氧化物水平可直接影響卵母細(xì)胞的質(zhì)量，以及胚胎植入和早期胚胎發(fā)育[13]。有研究表明，活性氧的過度升高可引起卵母細(xì)胞的減數(shù)分裂停滯，繼而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡，對(duì)卵母細(xì)胞的成熟和后續(xù)胚胎發(fā)育造成負(fù)面影響，增加自然流產(chǎn)的發(fā)生率[14]。Perkins等[15]研究發(fā)現(xiàn)，卵母細(xì)胞減數(shù)分裂過程中，體內(nèi)活性氧水平升高會(huì)導(dǎo)致姐妹染色單體之間的凝聚力過早地喪失，從而導(dǎo)致染色體分離錯(cuò)誤，導(dǎo)致非整倍體的發(fā)生。而染色體數(shù)目異常是早期自然流產(chǎn)最常見的原因，占病因的50%～60%[16]。Tamura等[17]通過培養(yǎng)小鼠卵母細(xì)胞證實(shí)，過氧化氫對(duì)卵母細(xì)胞成熟有毒性作用，而褪黑素(氧自由基清除劑)可直接預(yù)防卵母細(xì)胞中的線粒體損傷，進(jìn)而減少卵母細(xì)胞的DNA損傷，從而改善卵母細(xì)胞的質(zhì)量。

3.2 氧化應(yīng)激與胚胎發(fā)育的關(guān)系 生理妊娠的胎盤絨毛組織在妊娠初期可爆發(fā)氧化應(yīng)激，絨毛間的氧分壓從8周時(shí)的低于20 mmHg迅速上升，到12周時(shí)高于50 mmHg[18]。徐又先等[19]通過比色法檢測(cè)正常早孕組與健康非孕組外周血氧化應(yīng)激產(chǎn)物丙二醛含量發(fā)現(xiàn)，正常早孕組丙二醛含量高于健康非孕組，提示正常妊娠早期存在氧化應(yīng)激?；钚匝踉谏頋舛认驴纱碳ぜ?xì)胞增殖分化，然而如果母體血流過早地到達(dá)絨毛間隙，則胎盤絨毛間的氧化應(yīng)激會(huì)提前發(fā)生并損傷滋養(yǎng)細(xì)胞，可能導(dǎo)致早期胚胎丟失[20]。Ghneim等[21]通過測(cè)定健康孕婦與復(fù)發(fā)性流產(chǎn)患者的全血、血漿及胎盤組織中活性氧水平和抗氧化活性發(fā)現(xiàn)，健康孕婦體內(nèi)的活性氧產(chǎn)生和抗氧化活性之間通常保持著平衡，維持妊娠進(jìn)展，而復(fù)發(fā)性流產(chǎn)患者體內(nèi)的氧化應(yīng)激指數(shù)水平明顯升高，總抗氧化能力降低。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，流產(chǎn)患者體內(nèi)超氧化物歧化酶和過氧化氫酶活性顯著低于健康孕婦[22]。有學(xué)者通過比較健康孕婦與自然流產(chǎn)孕婦血漿中的抗氧化參數(shù)發(fā)現(xiàn)，除超氧化物歧化酶外，自然流產(chǎn)孕婦的前列腺素E2及血漿銅均明顯低于健康孕婦組，提示非酶抗氧化系統(tǒng)功能低下也是導(dǎo)致自然流產(chǎn)的原因之一[23]。

活性氧已被證實(shí)是調(diào)控細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖、遷移和凋亡的重要第二信使[24]。文獻(xiàn)表明，絲裂原活化蛋白激酶途徑參與了氧化應(yīng)激誘導(dǎo)人類滋養(yǎng)細(xì)胞的損傷[25]。研究發(fā)現(xiàn)，人滋養(yǎng)細(xì)胞在過氧化氫的誘導(dǎo)下，其亞家族c-Jun氨基末端激酶和p38激酶均磷酸化增加，提示c-Jun氨基末端激酶和p38激酶是氧化損傷誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵介質(zhì)[26]。叉頭框轉(zhuǎn)錄因子O(forkhead box O,FoxO)3a作為FoxO家族的成員之一，是氧化應(yīng)激中多個(gè)信號(hào)通路的交匯點(diǎn)，其活性受多種化學(xué)性修飾的調(diào)節(jié)，以生成p-FoxO3a的磷酸化修飾為主，在增殖、凋亡、自噬、炎癥、氧化應(yīng)激中發(fā)揮著重要作用[25]。研究顯示，人EVT中活性氧增加的同時(shí)，F(xiàn)oxO3a轉(zhuǎn)錄活性增加，磷酸化FoxO3a減少，從而調(diào)控BNIP3，增強(qiáng)細(xì)胞自噬，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，致使滋養(yǎng)細(xì)胞增殖侵襲能力不足而引起早期妊娠丟失[27]。

由上可知，在自然流產(chǎn)過程中活性氧過量表達(dá)及抗氧化系統(tǒng)功能低下，可誘導(dǎo)母胎界面脂質(zhì)過氧化。過多的活性氧可能通過損傷細(xì)胞膜或蛋白質(zhì)等，使蛻膜組織破壞、出血、脫落，從而引發(fā)流產(chǎn)[28]。同時(shí)，活性氧激活核因子和絲裂原活化蛋白激酶信號(hào)通路，上調(diào)內(nèi)皮細(xì)胞中細(xì)胞間黏附分子1和淋巴細(xì)胞功能相關(guān)性抗原1的表達(dá)，導(dǎo)致蛻膜中淋巴細(xì)胞活化劑白細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的黏附和游走，母胎界面發(fā)生免疫失調(diào)，從而導(dǎo)致早期胚胎丟失[29-30]。然而目前氧化應(yīng)激在早期胚胎的發(fā)育中的作用機(jī)制尚未完全闡明，需要更多的研究來證實(shí)活性氧在流產(chǎn)發(fā)生過程中的分子機(jī)制。

3.3 氧化應(yīng)激對(duì)精子的影響 早期妊娠丟失的原因復(fù)雜，在排除女性致病因素后，亦需檢測(cè)男性致病因素。目前精液常規(guī)檢測(cè)也納入自然流產(chǎn)患者伴侶的初步篩查范圍，然而傳統(tǒng)的常規(guī)精子檢測(cè)指標(biāo)存在局限性，不能全面地綜合評(píng)估男性的生育能力。精子DNA完整性的檢測(cè)不僅能評(píng)價(jià)精子的質(zhì)量，也能對(duì)男性的生育能力有重要的預(yù)測(cè)價(jià)值。

近年來精子DNA的損傷與妊娠結(jié)局的關(guān)系成為研究熱點(diǎn)，DNA完整性受損的精子將影響受精和胚胎發(fā)育，導(dǎo)致自然流產(chǎn)、死產(chǎn)、輔助生殖技術(shù)失敗、子代遺傳缺陷的風(fēng)險(xiǎn)增加[31]。Robinson等[32]通過系統(tǒng)回顧及Meta分析發(fā)現(xiàn)，精子DNA損傷嚴(yán)重的人群其自然流產(chǎn)率明顯高于正常人群。精子DNA的損傷是多種內(nèi)外因素共同作用的結(jié)果，如環(huán)境污染、不良生活習(xí)慣、放療和化療、內(nèi)分泌異常等。有研究表明，活性氧是導(dǎo)致精子DNA損傷的重要原因[33]。精子質(zhì)膜富含的多不飽和脂肪酸者更容易遭受氧化應(yīng)激的損害，導(dǎo)致細(xì)胞膜中多不飽和脂肪酸氧化、蛋白激酶破壞以及細(xì)胞核DNA受損[34]。

4 小 結(jié)

氧化應(yīng)激可通過降低卵母細(xì)胞的質(zhì)量、損傷精子DNA的完整性及對(duì)胚胎發(fā)育的毒性作用導(dǎo)致自然流產(chǎn)。盡管有報(bào)告表明使用抗氧化劑補(bǔ)充劑有助于預(yù)防流產(chǎn)[35]，但目前對(duì)于補(bǔ)充抗氧化劑對(duì)降低自然流產(chǎn)發(fā)生率的作用及機(jī)制仍存在爭(zhēng)議。由于體內(nèi)氧化/抗氧化系統(tǒng)分子多樣化，其含量及分布不盡相同，作用各異[36]，因而目前難以全面揭露其與自然流產(chǎn)相關(guān)的作用機(jī)制。因此，今后需要進(jìn)一步研究，以期尋求新靶點(diǎn)，為自然流產(chǎn)的預(yù)防和治療提供新對(duì)策。