妊娠期血清維生素水平與子癇前期的相關性

李杰芃，程瑤，劉澤君，葉明珠，孫國強

子癇前期（preeclampsia，PE）是妊娠期并發癥之一，其主要臨床表現為高血壓和蛋白尿，隨病情進展可導致繼發性的全身器官功能障礙。重度PE 同時可伴有血小板減少、肝功能損傷、腎功能損傷、肺水腫、新發中樞神經系統異?；蛞曈X障礙甚至并發HELLP 綜合征而危及孕產婦及胎兒生命。PE 的診斷主要取決于臨床表現，傳統的診斷依賴于出現高血壓和蛋白尿的癥狀，但最新觀點認為，PE 患者在出現蛋白尿之前，甚至血壓升高之前，病情就已經開始進展了。而目前PE 唯一有效的治療方式只有終止妊娠。因此PE 的早期預防、診斷和治療尤為關鍵。PE 的發病具有多通路、多機制的特點，目前認為可能是由于低氧導致的氧化應激、免疫異常、炎癥系統異常激活和血管內皮功能障礙等多因素共同造成的母胎界面的異常[1]，同時以上因素又進一步引起PE臨床癥狀。PE 孕婦體內的多種維生素水平與非PE孕婦存在顯著差異，這提示多種維生素水平或其代謝可能與PE 的發病存在相關性。因此通過尋找維生素與PE 發病機制之間的聯系，可能為PE 的早期診斷、預防和治療提供新辦法。

1 脂溶性維生素與PE

1.1 維生素A維生素A 不僅作為微量元素參與人體的正常代謝與生理功能，同時也是一種強抗氧化劑，參與維持體內的氧化應激平衡。維生素A 缺乏可能導致自由基增加，造成內皮損傷而增加PE 的風險。Duan 等[2]回顧性分析了5 000 例孕婦發現血清維生素A 水平與PE 的嚴重程度呈負相關（P＜0.001），且Logistic 回歸分析表明維生素A 缺乏是PE 的獨立危險因素（P＜0.05），該研究還發現與維生素A 正常的PE 孕婦相比，缺乏維生素A 的PE 孕婦不良妊娠結局（如新生兒窒息、胎兒窘迫、早產）的發生風險增加，新生兒Apgar 評分降低。國內學者研究也表明PE 孕婦血清維生素A 水平低于正常孕婦，血清維生素A 水平與PE 嚴重程度呈負相關[3-4]。而Lv 等[5]發現PE 孕婦在孕12 周的維生素A 水平高于正常孕婦（P＜0.001）。因此，維生素A 與PE 的關聯性目前尚存在爭議，未來還需在多中心、不同妊娠階段探討維生素A 與PE 發病機制的關系，為治療找到更為明確、直接的靶點。

1.2 維生素D

1.2.1 維生素D 與胎盤形成 目前研究已證實妊娠期維生素D 缺乏是PE 的獨立危險因素之一，當血清維生素D 水平低于20 ng/mL 時PE 的患病風險明顯增加[6]。Muyayalo 等[7]發現25-羥基維生素D3＜20 ng/mL 的孕婦患PE 的風險較25-羥基維生素D3≥20 ng/mL 的孕婦高5 倍。另有研究發現，妊娠早期血清維生素D 缺乏與早發型PE 和小于胎齡兒（small for gestational age，SGA）的發生有關，而早發型PE 與SGA 主要起源于胎盤功能異常，表明維生素D 可能在胎盤形成或胎盤功能正常發揮中起作用[8]。目前認為，維生素D 缺乏與妊娠早期胎盤滋養層發育不成熟、胎盤侵襲不足、胎盤形成不良有關[9]。PE 早期胎盤形成不良可能與滋養層細胞自噬受損及細胞焦亡（pyroptosis）相關，Pi 等[10]發現1,25 二羥基維生素D3可通過增強自噬相關分子Beclin-1 和人微管相關蛋白輕鏈3Ⅱ（human microtubule-associated protein light chain 3Ⅱ，LC3Ⅱ）表達，同時降低P62 蛋白的表達來特異性激活胎盤滋養層細胞自噬能力并抑制自噬介導的細胞焦亡，從而提高胎盤滋養層細胞活力、侵襲力和血管化的能力。另外，Zhang 等[11]發現1,25 二羥基維生素D3可通過增加粒細胞集落刺激因子的分泌來增強胎盤外植體誘導螺旋動脈重塑。維生素D還可能通過抑制微小RNA-21（miR-21）的表達提高滋養層細胞的侵襲力[12]。

1.2.2 維生素D 與血管內皮功能、炎癥反應及氧化應激 1,25 二羥基維生素D3缺乏可通過降低血管內皮生長因子（vascular endothelial growth fator，VEGF）的基因轉錄活性來影響血管生成，從而造成內皮功能障礙。另有研究發現PE 孕婦血管內皮中維生素D受體（vitamin D receptor，VDR）和miR-126-3p 水平下降增加了血管內皮炎癥反應[13]，而hnRNPC1/C2（VDR 的天然抑制因子）表達顯著升高[14]，因此hnRNPC1/C2 可能作為調節維生素D 反應性的治療靶點。維生素D 能降低PE 患者胎盤中的白細胞介素-1（interleukin-1，IL-1）、IL-18 及腫瘤壞死因子-α的mRNA 表達[15]，還能降低氧化應激狀態下胎盤中炎癥小體，包括NLRP1、NLRP3 及含半胱氨酸的胱天蛋白酶1（caspase-1）和高遷移率族蛋白B1（high mobility group box-1 protein，HMGB1）的基因表達[16]，從而減輕母胎界面的炎癥反應。維生素D 還可以通過激活Toll 樣受體4（Toll-like receptor 4，TLR4）信號通路、抑制核因子-κB 信號通路[17]，下調炎性細胞因子的表達，起到抗炎作用。Wei 等[18]發現妊娠期維生素D 水平低于50 nmol/L 時，氧化應激標志物8-iso-PGF2α和（±）5-iPF2α-Ⅵ水平增加16%～24%。另外，維生素D 可通過VDR 介導miR-26b-5p 表達上調，抑制低氧時胎盤中環氧合酶-2（cyclooxygenase-2，COX-2）的活性[19]，進而抑制下游前列環素、前列腺素E2的生成；維生素D 升高還可降低PE 孕婦氧化應激標志物NO2-、NO3-、活性氧（reactive oxygen species，ROS）、MDA（一種脂肪酸氧化的產物）水平，提高NO 的生物利用度[20]，從而減輕氧化應激時內皮細胞的損傷。

1.2.3 維生素D 與免疫調節 Ribeiro 等[21]研究了維生素D 對PE 患者CD4+T 細胞群轉錄激活因子的調節作用，發現PE 患者體內輔助性T 細胞1（Th1）/Th17 亞群水平較高，而Th2/調節性T 細胞（Treg）亞群較少，因此Th2/Treg 細胞產物抗炎因子IL-10 和轉化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGFβ）的濃度低于非PE 孕婦，而維生素D 可通過調節CD4+T 細胞分化將Th1/Th17 細胞的炎癥譜轉變為Th2/Treg 譜[7]，從而達到適應性免疫穩態并減少炎性因子釋放。

1.2.4 維生素D 與脂質代謝、氨基酸轉運 Nandi等[22]研究發現PE 患者維生素D 和多不飽和脂肪酸水平均低于正常孕婦，且兩者之間呈正相關，而維生素D 與飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸呈負相關，但維生素D 對脂肪酸的影響是否參與PE 的發病仍需進一步研究。維生素D 可能還通過降低脂肪因子視黃酸受體反應蛋白2（參與適應性與先天性免疫、炎癥、脂質和碳水化合物的代謝）水平對PE 有保護作用[23]。另外，VDR 表達降低會導致胎盤L 型氨基酸轉運蛋白1（L-type amino acid transpoter 1，LAT1）表達下降，此蛋白異常導致母胎界面的必需氨基酸轉運異常，與PE 發病密切相關。Jia 等[24]發現，1,25 二羥基維生素D3不僅能上調VDR 的表達，還能與VDR結合進一步顯著上調胎盤中LAT1 的表達，防止缺氧時胎盤LAT1 表達下降，從而維持胎盤氨基酸正常轉運。

1.2.5 維生素D 補充治療的療效 目前有研究表明妊娠期補充維生素D 可降低高血壓風險，提高VEGF水平、降低可溶性血管內皮生長因子受體-1（sFlt-1）水平促進血管生成[25]，還可減弱甚至逆轉PE 對血管內皮功能造成的損傷[26]，然而開始補充的具體時間和劑量還沒有明確定義。一項薈萃分析顯示，需在妊娠20 周前補充維生素D 才可降低PE 的發生風險[27]。另外，補充維生素D 可以預防既往妊娠有過PE 的孕婦再次發生PE[6]。Hu 等[28]則通過薈萃分析發現，當維生素D 水平高于30 ng/mL 時PE 發生率明顯下降，因此在妊娠早期或中期補充維生素D至≥30 ng/mL 可能在一定程度上預防PE 的發生。而對維生素D 水平正常的孕婦補充維生素D 對母體血壓并沒有顯著影響[29]，因此沒有必要額外補充。

綜上，維生素D 通過多種機制參與調節PE 的發病，具有潛在的預防或治療作用。

1.3 維生素E維生素E 是一種有效的抗氧化劑，近年研究表明母體omega-3 脂肪酸維生素E 可以改善晚發型PE（妊娠34 周及以后發生PE）的胎盤血管生成過程，但對早發型PE 作用不顯著[30]。另有研究發現在妊娠期補充棕櫚油維生素E 也能有效降低PE 的發生[31]。Shi 等[32]在中國進行一項多中心、大規模的觀察性研究發現，妊娠早期維生素E 水平與PE風險間關系呈“L”型，拐點為7.3 mg/L，即妊娠早期維生素E 水平低于7.3 mg/L 的孕婦患PE 的風險急劇上升，而高于7.3 mg/L 時風險相對平穩，并且維生素E 濃度繼續增高對PE 風險并沒有明顯改善。該結果說明7.3 mg/L 可能是一個閾值，即維生素E 在發揮作用時存在“天花板效應”，因此對維生素E 水平低于該閾值及基線抗氧化狀態較低的孕婦補充維生素E 可能會顯著降低PE 的風險。目前還不能確定維生素E 與PE 之間是直接的因果關系或是某種誘因的結果，未來還需對其機制進行深入研究。

2 水溶性維生素與PE

2.1 一碳代謝維生素參與一碳代謝的維生素包括維生素B6、葉酸（維生素B9）和維生素B12，而PE的發病可能與一碳代謝的異常有關。目前研究認為同型半胱氨酸增加與PE 發病密切相關。而一碳代謝的產物可通過甲基化同型半胱氨酸使其水平降低，因此當葉酸與維生素B12缺乏時，同型半胱氨酸代謝障礙，進而增加PE 的風險，嚴重的維生素B12缺乏甚至可導致HELLP 綜合征。Serrano 等[33]的病例對照研究認為，母體血清葉酸是PE 的保護因素（OR=0.80，95%CI：0.72～0.90），與妊娠期未補充葉酸的孕婦相比，在整個妊娠期間每天補充1 mg 葉酸的孕婦，使得血清葉酸水平增加2 ng/mL，患PE 的概率降低14%（OR=0.86，95%CI：0.67～1.09）；研究還發現同型半胱氨酸高水平是PE 的危險因素（OR=1.16，95%CI：1.05～1.27），而維生素B12與PE 無關（OR=1.10，95%CI：0.99～1.22）。而Pisal 等[34]研究發現PE 孕婦的維生素B12、葉酸和同型半胱氨酸水平均顯著高于正常孕婦（P＜0.05），但該研究的樣本量較少且基于印度人群，其結論的外推具有一定局限性。另有薈萃分析發現，PE 孕婦的維生素B12水平顯著低于健康孕婦（平均值為-15.24 pg/mL，95%CI：-27.52～-2.954 pg/mL，P＜0.015），且同型半胱氨酸水平高于8 μmol/L 的PE孕婦的維生素B12濃度較低[35]，提示維生素B12可能通過一碳代謝途徑影響PE 的發病。Zhang 等[36]基于中國1 178 例孕婦的臨床數據研究，將與一碳代謝有關的維生素B12、葉酸、同型半胱氨酸和葉酸代謝相關的MTHFR C677T 基因用于PE 的預測，并通過驗證發現此模型更適合MTHFR-CC 基因型受試者（曲線下面積為0.802，敏感度為55.9%，特異度為90.8%）。

2.2 維生素B3研究表明，PE 患者體內VEGF 表達受抑制后產生過量的sFlt-1，可促進內皮素-1（endothelin-1，ET-1）和內皮素A 型受體（endothelin A receptor，ETAR）表達，進而造成內皮損傷引起高血壓、胎盤灌注不足等癥狀。而目前已知的ETAR 拮抗劑可致畸，因此禁用于孕婦。維生素B3煙酰胺（nicotinamide，Nam）可通過抑制ADP 核糖環化酶進而減少其產物環狀ADP 核糖、Ca2+動員來抑制ET-1引起的血管收縮[37]，進而從一定程度上降低PE 的發病風險。既往有研究發現煙酸可通過增加血紅素加氧酶-1（heme oxygenase-1，HO-1）的表達而增加VEGF 水平[38]，Nam 可能也有類似的效果。同時Nam還可通過煙酰胺腺嘌呤二核苷酸/還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NAD+/NADPH）途徑參與調節氧化還原過程，通過抗氧化作用改善PE。Takahashi等[39]通過建立PE 小鼠模型，證實Nam 可以改善PE小鼠的高血壓、蛋白尿、內皮增生和胎兒生長受限癥狀，并能降低早產風險。另外，Nam 作為水溶性維生素之一，在妊娠期攝入相對安全，未來Nam 可能成為預防及治療PE 的藥物之一。

2.3 維生素C氧化應激是PE 的發病機制之一，因此維生素C 作為抗氧化劑在PE 的發病中可能起到一定預防作用。目前有研究證實維生素C 攝入不足的孕婦患PE 的可能性是維生素C 攝入充足者的2.0～3.8 倍[40]。同時Dewi 等[40]指出每天攝入130～170 mg的維生素C 可達到預防重度PE 的效果。有研究證實補充維生素C 可降低高血壓、糖尿病及肥胖患者體內炎癥因子IL-6 的水平，從而減輕炎癥反應[41]。但目前對PE 患者體內維生素C 和IL-6 相關性的研究存在爭議，Dewi 等[40]研究未發現兩者的相關性。此外，PE 患者在圍產期靜脈藥物治療過程中輸入液體過多時，可能引起呼吸道并發癥甚至肺水腫而造成不良后果，因此在對PE 孕產婦補液的過程中防止肺水腫的發生尤為關鍵。目前有一些肺損傷模型的動物研究表明維生素C 可通過降低血管通透性、減少活化的中性粒細胞聚集進而增加肺泡液清除率，從而對肺組織產生保護作用。Korenc 等[42]研究發現，產后接受靜脈維生素C 治療（1.5 g 靜脈推注，每6 h 1 次）后的PE 孕婦在產后6 h 內行肺部超聲回聲彗星評分（Echo Comet Score，ECS），與安慰劑組比較無差異（P=0.31），但是在第2 天、第3 天接受維生素C治療者的ECS 顯著低于安慰劑組（P＜0.05）。這說明靜脈使用維生素C 降低了PE 患者肺水腫的發生率，但效果有延遲性，可能成為PE 潛在的三級預防措施。但該研究采用ECS 評分作為評估肺水腫的標準，并未采集臨床癥狀如呼吸困難、血氧飽和度或呼吸衰竭等，未來可增加更多臨床觀察指標，進一步研究維生素C 對PE 患者肺部是否具有保護作用，及其與PE 患者肺水腫的相關性，確定預防性給藥的最佳時機和劑量等。

3 結語

目前在維生素與PE 相關性研究中，比較明確的是維生素D 缺乏與PE 發病呈正相關，并通過對其在胎盤形成、血管內皮功能、免疫反應、炎癥反應、脂質代謝及氨基酸轉運等多個方面的研究證實維生素D 可在以上環節改善PE 的發生。維生素B12、葉酸主要通過調節一碳代謝對PE 產生保護作用。維生素B3通過促進VEGF 水平升高以保護血管內皮，同時還通過NAD+/NADPH 途徑緩解氧化應激狀態。維生素E 缺乏與PE 發病相關，其具體機制仍在研究。而維生素A 與PE 之間的相關性存在爭議，但大部分研究均表明其對PE 具有保護作用，未來還需要進行大規模、多中心的研究來明確維生素A 與PE 發病風險之間的相關性，并對其機制進行深入的研究。另外，隨著對維生素與PE 之間相關性研究的深入，可進一步研究各種維生素血清濃度與PE 之間的相關性，及PE 孕婦使用不同劑量維生素后癥狀改善程度，以指導妊娠期婦女的預防性維生素補充量和PE孕婦的治療量。