肖文霞 王會芝 周廣杰 欒艷秋

胎膜早破是指臨產(chǎn)前胎膜自然破裂，是產(chǎn)科常見的并發(fā)癥。根據(jù)發(fā)生的孕周不同，可分為未足月胎膜早破和足月后胎膜早破。胎膜早破可引起絨毛膜羊膜炎、子宮內(nèi)膜炎、胎兒窘迫、臍帶脫垂、早產(chǎn)及新生兒呼吸窘迫綜合征等，圍產(chǎn)兒病死率較無胎膜早破者明顯增高，胎膜早破仍是當(dāng)今產(chǎn)科臨床最棘手的問題之一。胎膜早破對母兒威脅大，因此，積極尋找胎膜早破的病因，減少胎膜早破的發(fā)生，對于減少母嬰并發(fā)癥，改善母兒圍產(chǎn)期結(jié)局具有重要意義。然而胎膜早破的確切病因尚未完全明確，目前國內(nèi)外學(xué)者主要從感染、宮腔內(nèi)壓力異常、營養(yǎng)、社會心理因素等宏觀方面以及基因、凋亡和神經(jīng)內(nèi)分泌等微觀方面進(jìn)行研究。本研究旨在測定胎膜組織中細(xì)胞焦亡指標(biāo)caspase-1和IL-1β的水平，探討細(xì)胞焦亡與胎膜早破的關(guān)系，尋找胎膜早破的病因及發(fā)病機(jī)制，為臨床預(yù)防和治療胎膜早破提供理論依據(jù)。

資料與方法

1.研究對象：選取2016年10月—2018年1月間本院產(chǎn)科病房孕婦80例，分為三組：未足月胎膜早破組孕婦20例，足月胎膜早破組孕婦30例，正常足月組孕婦30例為對照。未足月胎膜早破組年齡20～44歲，平均年齡為(27.1±0.3)歲，孕周為孕28～36+6周，平均孕周為(34.2±1.2)周；足月胎膜早破組年齡22～44歲,平均年齡為(29.3±1.4)歲，孕周為孕37～41周，平均孕周為(39.2±1.2)周；正常足月組年齡22～42歲,平均年齡為(30.1±0.8)歲，孕周為孕37～41周，平均孕周為(39.6±0.5)周。三組均為單胎孕婦，無其它妊娠并發(fā)癥及內(nèi)外科合并癥，無宮內(nèi)感染及其它臨床發(fā)熱征象。胎膜早破診斷標(biāo)準(zhǔn)：臨產(chǎn)前孕婦感覺陰道內(nèi)有尿樣液體流出；窺器打開時，可見液體自宮頸流出或后穹隆較多積液，并見到胎脂樣物質(zhì)；陰道液PH測定：PH≥6.5；陰道液涂片可見羊齒植物狀結(jié)晶(8版《婦產(chǎn)科學(xué)》)。該研究由本院倫理委員會批準(zhǔn)。

2. 標(biāo)本制備：于剖宮產(chǎn)或陰道分娩后，取胎膜組織約1.0～2.0 g，以冷生理鹽水漂洗至內(nèi)含血塊洗凈，吸干，稱重，置于-20℃冰箱備用。

3. 實(shí)驗(yàn)步驟：(1)將已稱重的胎膜組織加9倍的生理鹽水，倒入放置于冰塊中的玻璃管內(nèi)，勻漿，以3000 r/min離心15 min，取上清液分裝待測。(2)用ELISA法檢測胎膜組織中caspase-1和IL-1β的水平，測量的步驟嚴(yán)格按照說明書進(jìn)行。

結(jié)果

胎膜早破組與正常足月組婦女胎膜組織中的caspase-1和IL-1β含量比較：未足月胎膜早破組和足月胎膜早破組與正常組相比，胎膜組織中的caspase-1和IL-1β均明顯升高，差異有統(tǒng)計(jì)意義；與足月胎膜早破組相比，未足月胎膜早破組的caspase-1和IL-1β含量均明顯升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表1。

表1 三組婦女血清中caspase-1和IL-1β測定結(jié)果

注：與正常足月組相比，*P<0.05；與足月胎膜早破組相比，△P<0.05

討論

1.細(xì)胞焦亡

細(xì)胞焦亡(pyroptosis)是炎癥性程序性細(xì)胞死亡，是程序性細(xì)胞死亡的一種形式，以細(xì)胞膜破裂并釋放出炎性內(nèi)容物為特征。形態(tài)學(xué)上，細(xì)胞焦亡含有凋亡和壞死的特征，但又區(qū)別于凋亡和壞死?！凹?xì)胞焦亡”這一術(shù)語最早由華盛頓大學(xué)學(xué)者Cookson等在2001年首次提出[1]，pyroptosis一詞來源于希臘語前綴“pyro-”意思為“火或熱”，另一希臘語單詞“ptosis”，意思為“降落”，意在反映細(xì)胞焦亡的炎性特征，并闡明其不同于其他形式的程序性細(xì)胞死亡[2]。

細(xì)胞焦亡作為一種炎性細(xì)胞死亡形式，是機(jī)體在應(yīng)對病原體感染或危險信號刺激時所做出的一種反應(yīng)[3]。當(dāng)機(jī)體受到病原體感染或危險信號刺激時，模式識別受體(pattern recognition receptors，PRRs) 可識別病原相關(guān)分子模式(pathogen-associated molecular patterns，PAMPs)或損傷相關(guān)分子模式(damage-associated molecular patterns，DAMPs)，啟動機(jī)體的固有免疫和(或)獲得性免疫。PRRs家族包含許多成員，包括Toll樣受體(Toll-like receptors，TLRs)、核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體(nucleotide-binding domain and leucine-rich repeat containing receptors，NLRs)、黑素瘤缺乏因子樣受體(absent in melanoma like receptors,AIMs)和C形凝集素等[4]。在這些識別分子中，進(jìn)化過程中保守的 NLRs 和AIMs能夠組成一個多聚體的蛋白復(fù)合物稱為炎性小體。典型的炎性小體由識別分子、接頭蛋白ASC(凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白,an apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD domain,ASC)及caspase-1(半胱氨酸蛋白酶-1)前體組成。一旦受到感染或危險信號刺激，識別分子激活并與ASC相互作用，并寡聚在一起，ASC通過它的caspase激活和招募結(jié)構(gòu)域(a caspase recruitment and activation domain，CARD)和caspase-1前體相互作用而招募caspase-1前體，從而形成多蛋白復(fù)合物炎性小體[5]。這種復(fù)合物的形成觸發(fā)了caspase-1前體自我催化切割，形成具有活性的P10/P20四聚體，成為活性 caspase-1。激活的 caspase-1可促進(jìn)炎性細(xì)胞因子IL-1?(白介素-1 ?)和IL-18(白介素-18)從未成熟的前體形式轉(zhuǎn)化成為活性形式；激活的 caspase-1也能引起細(xì)胞焦亡[6]。這種由炎癥小體啟動的細(xì)胞焦亡稱為經(jīng)典的細(xì)胞焦亡途徑[7]。

除了經(jīng)典的啟動途徑外，還有另外一種細(xì)胞焦亡啟動途徑——非經(jīng)典途徑。在非經(jīng)典途徑中，鼠類的 caspase-11(人類caspase-4/5)直接與胞漿中LPS(脂多糖)相錨定，不需要炎性小體而直接導(dǎo)致細(xì)胞焦亡。鼠caspase-11(人類caspase-4/5)不能切割 IL-1?和IL-18前體而形成活性形式，這些 caspase可以促進(jìn)炎性小體的組裝，從而激活caspase-1，間接誘導(dǎo) IL-1?和IL-18前體的成熟[8]。因此 caspase-1激活是兩種途徑中的關(guān)鍵[9]。

最近研究表明：孔形成蛋白(gasdermin D，GSDMD)是細(xì)胞焦亡的執(zhí)行者，是caspase-1和 caspase-11/4/5的底物，可被活性caspase-1/11/4/5切割[10]。GSDMD可被上述激活的caspase切割成31KD的N末端(GSDMDNterm)和22KD的C末端(GSDMDcterm)片段，GSDMDNterm可錨定細(xì)胞膜上的脂質(zhì)及其他成份，組裝成弧形、裂縫形及環(huán)形的寡聚體，每個寡聚體都可形成穿透膜的小孔[11]。這些小孔直徑大約為10～15 nm。細(xì)胞膜上小孔的形成可使促炎性細(xì)胞因子IL-1?和IL-18釋放到細(xì)胞外，引起炎癥；同時陽離子特別是Ca2+內(nèi)流，破壞了細(xì)胞的滲透壓和電化學(xué)梯度，緊接著水分內(nèi)流，增加了細(xì)胞的壓力，導(dǎo)致細(xì)胞腫脹和溶解，因此，細(xì)胞焦亡又被重新定義為“gasdermin依賴型細(xì)胞死亡”[12]。caspase-1 、IL-1?和IL-18是目前得到廣泛認(rèn)可的研究細(xì)胞焦亡的指標(biāo)[13]。

2. 細(xì)胞焦亡與胎膜早破

本研究結(jié)果顯示：與正常對照組相比，無論未足月還是足月胎膜早破組的胎膜組織中的caspase-1和IL-1β含量均明顯升高，差異有統(tǒng)計(jì)意義，這說明胎膜組織中存在著細(xì)胞焦亡現(xiàn)象。已知胎膜由羊膜及絨毛膜組成。羊膜是胎膜的最重要結(jié)構(gòu)，有兩種細(xì)胞組成：表面的上皮細(xì)胞和下層的間質(zhì)細(xì)胞。間質(zhì)細(xì)胞可產(chǎn)生間質(zhì)膠原(I、III、V型)以保持羊膜的完整性[14]。因此胎膜從大體結(jié)構(gòu)上可分為胎膜細(xì)胞和膠原組成的細(xì)胞外基質(zhì)。胎膜破裂可以是由胎膜細(xì)胞壞死、脫落而引起；也可由于細(xì)胞外基質(zhì)降解，使細(xì)胞之間的連接破壞而引起，也可由二者同時起作用而引起。有研究表明：IL-1?可引起細(xì)胞MMPs(基質(zhì)金屬蛋白酶)表達(dá)增多[15]，而MMPs可通過調(diào)節(jié)胎膜組織的細(xì)胞外基質(zhì)蛋白代謝，從而降解細(xì)胞外基質(zhì)膠原而引起胎膜破裂[16-17]。因而本研究推測胎膜早破可能是由于胎膜細(xì)胞在受到病原體感染或危險信號刺激下，啟動經(jīng)典或(和)非經(jīng)典細(xì)胞焦亡途徑，激活caspase-1，促進(jìn)IL-1?成熟，并作用于底物GSDMD，形成穿透膜的小孔，導(dǎo)致胎膜細(xì)胞腫脹和溶解，引起胎膜破裂；也可能由于大量釋放出細(xì)胞外的炎性細(xì)胞因子IL-1β刺激MMPs，導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)降解而引起；也可能是上述因素同時作用的結(jié)果。

本研究結(jié)果還顯示：與足月胎膜早破相比，未足月胎膜早破組caspase-1和IL-1β均明顯升高，差異有統(tǒng)計(jì)意義，這說明未足月胎膜早破中有更強(qiáng)的細(xì)胞焦亡。有研究表明：隨著孕周增加，胎膜中維持張力的主要組成部分——羊膜，經(jīng)歷了膠原重塑；在孕晚期也可出現(xiàn)羊膜細(xì)胞凋亡。由于膠原重塑和細(xì)胞凋亡，胎膜在孕晚期變得更加薄弱，更容易破裂，以準(zhǔn)備在臨產(chǎn)時破裂[18]。因此孕中期胎膜組織比孕足月胎膜組織更具有張力，需要更高水平的細(xì)胞焦亡才會使胎膜發(fā)生破裂。

綜上所述，細(xì)胞焦亡與胎膜早破具有相關(guān)性。細(xì)胞焦亡是近年來生命科學(xué)的研究熱點(diǎn)，對其分子機(jī)制的研究越來越深入。因此，研究細(xì)胞焦亡的瀑布級聯(lián)反應(yīng)，尋找級聯(lián)反應(yīng)中的靶點(diǎn)，有望成為預(yù)防與治療胎膜早破的新途徑。關(guān)于細(xì)胞焦亡與胎膜早破的研究仍待進(jìn)一步進(jìn)行。