子痫前期是一种严重的妊娠期疾病，多发生于妊娠20周后，表现为高血压、蛋白尿，可致不良妊娠结局，是孕产妇和围产儿死亡的重要原因之一。子痫前期按疾病的严重程度分为轻度和重度，轻度子痫前期是指妊娠20周后出现收缩压≥140 mmHg(1 mmHg＝0.133 kPa)和(或)舒张压≥90 mmHg伴蛋白尿≥0.3 g/24 h，或随机尿蛋白(＋)。重度子痫前期是指血压和蛋白尿持续升高，发生母体脏器功能不全或胎儿并发症。同时又以34周为界，34周前发生称早发型。早孕期药物预防子痫前期已有临床指南，临床期待早孕期能够预测后继妊娠发生子痫前期的病例，这是疾病预防与产科领域的研究重点、热点之一。胎盘生长因子(placental growth factor，PlGF)是一种妊娠期重要蛋白，从基础研究到临床研究均证明或提示PlGF可独立或与其他指标联合用于早孕期预测子痫前期。随着检测试剂的商业化供应，PlGF正在进入临床应用。

一、PlGF的生理功能与血管新生

PlGF是一种糖蛋白，属血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)家族成员，主要在胎盘表达，在其他组织只有低水平的表达，包括心脏、肺、甲状腺、肝脏、骨骼肌和骨骼等。PlGF具有多种生物活性，尤其对血管内皮细胞的分化增殖及血管形成有重要的调节作用。PlGF基因位于14号染色体长臂，由7个外显子组成，跨度为13 700 bp，编码蛋白有PlGF－1、PlGF－2、PlGF－3、PlGF－4四种异构体，分别由131、152、203和224个氨基酸组成[1]。除了大小不同，PlGF亚型在其分泌特性和结合亲和性方面也存在差异，其中PlGF－1和PlGF－2分泌量大，在孕期的分泌方式高度相关，有共同调节机制。PlGF－2和PlGF－4具有肝素结合域，与细胞膜关联，行使自分泌功能；PlGF－1和PlGF－3不具备肝素结合域，为可扩散型，以旁分泌方式起作用。

PlGF与血管内皮生长因子受体－1(vascular endothelial growth factor receptor1，VEGFR－1)结合发挥作用[2]。活化后的VEGFR－1与VEGFR－2分子之间的转磷酸化作用，使得VEGFR－对VEGF的结合反应增强；PlGF与VEGF形成异质二聚体，可能具有促或抗血管生成的作用。PlGF通过与酪氨酸激酶膜受体(fms－like－tyrosine－kinase receptor//Flt－1)及其可溶性受体(soluble fms－like－tyrosine－kinase receptor//Flt－1，sFlt－1)结合，直接激活内皮细胞、巨噬细胞和造血干细胞，增加细胞对VEGF－A的敏感性，促血管生成。PlGF也通过其他机制发挥作用，例如，PlGF将VEGF－A从Flt－1中分离，从而使VEGF－A活性增强[3]。sFlt－1具有抗血管生成潜能，在循环中与PlGF和VEGF结合，抑制后者的促血管生成活性[2]。

此外，PlGF还与神经元中的神经纤毛蛋白受体－1 (neuropilin receptor－1，NP－1)和NP－2结合[4]。胶质细胞缺失因子1(the transcription factors glial cells missing 1，GCM1)、金属调节转录因子(metal－regulatory transcription factor 1，MTF1)，以及DLX家族基因(distal－lesshomeobox 3，DLX3)共同参与PIGF的表达调控。GCM1是胎盘转录因子，由合包素、人绒毛膜促性腺激素β基因等反式激活；MTF1通过结合特定的DNA模序(metal response elements，MREs)调节重金属基因表达；DLX3拥有保守的同原序列及DNA激活域，调节胎盘滋养细胞的分化。既往研究认为，GCM1通过调节PIGF转录位点上游元件来调控PIGF表达，MTF1通过调节PIGF转录位点下游元件来调控PIGF表达。最新研究发现，GCM1可以通过PIGF下游3个结合位点来促进PIGF的表达，并非上游结合位点。同时下游GCM1结合位点也是MTF1反应元件，此外DLX可与GCM1结构域结合，对GCM1对PIGF的促表达起负性调节作用[5,6]。

在成年人，血管生成主要发生在月经周期的子宫内膜修复，以及在创面愈合、心肌和骨骼肌的自适应过程中，PlGF在其中起重要作用。生理运动诱发的骨骼肌和心肌缺血并不能刺激PlGF的产生，但是在病理情况下，如缺血、损伤、冠状动脉疾病等PlGF表达升高，通过血管生成以应对病理缺血或损伤。敲除野生型大鼠PlGF基因，在心脏、四肢、眼部缺血的情况下，血管生成和动脉形成功能受损。在非滋养细胞中，低氧诱导PlGF表达。相反，在滋养细胞中，常氧环境增加PlGF，缺氧抑制PlGF的转录活性，提示PlGF在滋养细胞有独特的调节机制与功能[7]。

二、PlGF与妊娠

血管生成是胎盘形成、胚胎发育和胎儿生长过程中极为重要的一环，受多种因子复杂调节，主要是VEGF、PlGF及其受体，其中PlGF起重要作用。人类月经周期的分泌期子宫内膜分泌PlGF，这是PlGF对胚胎植入产生影响的证据[8]。妊娠期，PlGF的变化趋势与胎盘绒毛膜血管网的发生、形成进程一致，早孕期胎盘尚未形成，PlGF含量低，随着妊娠进展，PlGF合成增加，胎盘血管网逐渐形成，血氧分压升高，胎盘血管在PlGF的作用下形成非分支血管。时间上，PlGF的合成从孕11～12周开始上升，至孕28～30周达高峰，此后PlGF水平又呈现下降趋势，妊娠晚期胎盘老化，功能下降，PlGF的含量也降低。正常PlGF浓度的下限(第5个百分位数)，从妊娠30周时的峰值141 pg/ml到足月时的23 pg/ml。与PlGF不同，sFlt会一直升高至妊娠结束时，当PlGF的生物利用度通过与sFlt结合而降低时，就呈现PlGF水平的正常起伏[9]。PlGF对着床内膜、整个孕期胎盘血管发生与形成的影响，决定了PlGF可作为血管病变妊娠相关疾病预测指标的价值，以及利用PlGF进行治疗的可能性。诸如，在没有子痫前期的胎儿生长受限孕妇中PlGF水平也显著低于正常孕妇；在异位妊娠患者的滋养细胞中也发现PlGF信使RNA(messenger RNA, mRNA)的合成量显著降低；在输卵管妊娠患者甚至检测不到血清PlGF；另外，PlGF也与流产、绒毛膜羊膜炎、胎盘早剥等病理性妊娠密切相关[3]。

三、PlGF与子痫前期

子痫前期的发病，比较公认的学说有胎盘浅表着床、缺陷胎盘和子宫螺旋动脉重铸障碍等。PlGF是胎盘血管生长的标志物，子痫前期患者处于抗血管生成的状态，其PlGF水平明显降低，PlGF与sFlt水平失衡[10,11]。子痫前期孕妇，在子痫前期诊断前或综合征发病前，血清和尿的PlGF就低于正常妊娠。在早孕期，PlGF的缺乏可能是由于PlGF的表达减少；在晚孕期，游离PlGF低水平伴随总sFlt (游离的＋与VEGF或PlGF结合的)的升高，在怀孕后期PlGF水平降低主要是由于PlGF与sFlt结合增加，是sFlt对PlGF的分流所致[12]。PlGF水平降低，sFlt升高，拮抗酪氨酸激酶的活化，抑制PlGF发挥生理活性而引起一系列生理病理变化，可导致子痫前期的发生。在发生子痫前期的孕妇，妊娠早期PlGF就降低，远早于疾病的临床表现，奠定了用PlGF预测子痫前期的基础。

四、PlGF用于子痫前期的预测与诊断

子痫前期患者的胎盘组织中，PlGF mRNA水平显著低于正常者。PlGF血清浓度在子痫前期的发病前就已经发生改变，对早发型子痫前期患者更是如此[13]。PlGF不仅能够预测子痫前期的发生，甚至能够提示子痫前期的严重程度，随着疾病程度的加重PlGF的水平呈现下降趋势。有研究[14]显示妊娠高血压组、轻度子痫前期组及重度子痫前期组血清PlGF分别为(43.33±15.10)ng/L、(20.13±11.21)ng/L、(5.83±2.10)ng/L。队列研究显示非妊高症孕妇血清PlGF自怀孕初期就开始增多，分泌量在孕28周达到峰值，之后开始下降，子痫前期早产患者的血清PlGF早在孕11周就开始降低，其增长只随孕周增大呈现不同程度的低水平增加，同样，足月分娩的子痫前期及妊高症患者血清PlGF在孕13周、孕28周就开始降低[15]。病情越严重，越能在早孕期监测到血清PlGF的变化。虽然发现PlGF浓度低可以预测子痫前期，但健康孕妇的PlGF水平范围很广，个体差异大，使得个别病例的结果解释困难，影响了PlGF单一指标的预测价值。

PlGF检测联合其他指标比单独监测PlGF对子痫前期更有预测价值。英国胎儿医学基金会孕11～13周预测方案，采用了母体特征、平均动脉压力、子宫动脉搏动指数、妊娠相关血浆蛋白A(pregnancy －associated plasma protein A,PAPP－A)和PlGF的结合，在假阳性率为10%时，预测早期和晚期子痫前期分别为95%和46%。预测方案在抗磷脂症候群和系统性红斑狼疮等特定亚群中的应用更成功，这些孕妇不良妊娠结局的基础风险增加，血管生成因子在这些疾病发病机制中起重要作用[16,17]。sFlt－1具有酪氨酸激酶活性，是PlGF的受体之一，sFlt－1可使PlGF减少，抑制PlGF和血管生成因子的生物学活性，导致血管形成障碍，引起血管内皮功能损害，使小动脉发生挛缩，sFlt－1在子痫前期患者中水平显著升高，sFlt－1升高的患者发生子痫前期的可能性比正常孕妇高5～6倍。非妊高症孕妇sFlt－1/PlGF在孕26周才开始升高，而在子痫前期早产患者sFlt－1 / PlGF在孕11周便发现开始升高，足月分娩的子痫前期和妊高症孕妇，这一比值分别在孕21周及23周开始升高[15]。sFlt－1/PlGF比值可以在较早(早、中孕期)孕期预测子痫发生[18]。sFlt－1/PlGF大于85时患者极可能发生与子痫前期相关的不良妊娠结局[19]。

子痫前期患者尿液PlGF检测结果显示，重度子痫前期患者血清和尿液PlGF水平显著低于轻度子痫前期患者，轻度子痫前期患者PlGF水平显著低于对照组[20]。重度子痫前期患者血清和尿sFlt－1和sFlt－1/PlGF比值显著高于轻度子痫前期患者，轻度子痫前期患者的sFlt－1和sFlt－1/PlGF比值显著高于对照组。尿液PlGF变化检测结果与血清趋于一致，血清PlGF、sFlt－1水平和sFlt－1/PlGF比值与尿PlGF、sFlt－1水平和sFlt－1/PlGF比值高度相关。PlGF及其相关指标的检测可采用孕妇外周血或尿液。然而对于尿液PlGF、sFlt－1和sFlt－1/PlGF的研究主要集中在孕21～31周，妊娠早期尿液PlGF、sFlt－1和sFlt－1/PlGF是否存在明显的差异，能否作为早期预测子痫前期的指标还有待进一步研究。此外尿PlGF水平受到患者肾功能、尿肌酐浓度、尿液留取等多种因素的影响，目前的资料更多是采用外周血检测PlGF，检测外周血PlGF稳定性好，预测准确性更高。

子痫前期孕妇的临床表现不一，可从早发、病情严重、胎儿宫内生长受限或者到只在怀孕足月时发生轻微症状。PlGF是子痫前期呈现不同临床表现的基础，早期、严重病例与胎盘异常有更强的关联，PlGF的异常更为明显。整个孕期持续低水平的PlGF和异常的sFlt/PlGF比值，可确定是早发和较严重的病例。对于疑似子痫前期，但还没有达到诊断标准的孕妇，单独PlGF或sFlt/PlGF比值作为"排除"指标，具有很高的阴性预测价值，在20～37孕周检测外周血sFlt －1/PlGF，比值小于38的孕妇，没有一例发生子痫[21]。妊娠晚期母血PlGF低于参考值的第5个百分位数通常比常用的5个因素组合(收缩压和舒张压、丙氨酸转移酶、尿酸和试纸蛋白尿)的临床参数更具有子痫前期的诊断价值，并提示需要在2周内中止妊娠[22]。低PlGF预测子痫前期的敏感性在小于胎龄儿病例最高。

五、展望

PlGF降低是胎盘异常的标志物，提示发育不良的子宫胎盘循环引起的持续性胎盘缺氧。虽然PlGF表达的调节机制尚待进一步研究，但在早孕期通过检测PlGF预测早发性子痫前期、胎儿宫内生长受限等疾病，已经具备临床应用的可行性。另一方面，鉴于随后发展为子痫前期的孕妇PlGF浓度降低，补充外源性PlGF有可能纠正先兆子痫患者被破坏的抗和促血管生成因子的平衡，即PlGF作为配体可结合过量的sFlt，补充PlGF来纠正血管生成平衡，可能是治疗途径。类似的，通过清血法(apheresis)去除sFlt，间接增加PlGF，恢复血管生成因子的平衡，也取得了效果[23]。这些从治疗层面证明了PlGF降低是预测子痫前期的指标。生物学上，恢复血管生成因子的平衡可能是治疗子痫前期可行的方法。但是，健康孕妇的PlGF正常范围很广，使得个别病例解释困难，治疗时应恢复的浓度也不易确定，以及治疗的时间等尚需研究。尽管有这些局限性，PlGF在预测子痫前期具有广泛的应用前景，尤其联合其他指标后更具临床意义，未来有望用于先兆子痫的治疗。

选自中华检验医学杂志2018,41(11)