堿性磷酸酶與妊娠及其并發(fā)癥的關(guān)系研究進(jìn)展*

趙 倩 李賽男 黃 蓉 祁文瑾

昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院產(chǎn)科，云南省昆明市 650032

堿性磷酸酶(alkaline phosphatase，ALP，EC3.I.3.1)化學(xué)名為正磷酸單酯磷酸水解酶(orthophosphoric monoester phosphohydrolase),是一類廣泛存在于自然界，由多種同工酶組成的胞外核苷酸酶。通常ALP被認(rèn)為是膽汁淤積及骨代謝的指標(biāo)，近年來國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，母體血清ALP濃度在圍產(chǎn)期低磷酸血癥(Hypophosphatasia，HPP)、自發(fā)性早產(chǎn)(Spontaneous preterm birth，SPB)、妊娠期高血壓疾病(Hypertensive disorders of pregnancy，HDP)、妊娠期糖尿病(Gestational diabetes mellitus, GDM)、妊娠期肝內(nèi)膽汁淤積癥(Intrahepatic cholestasis of pregnancy，ICP)等多種病理妊娠中發(fā)生顯著變化。本文將概述ALP在正常及病理妊娠時(shí)的作用及變化。

1 堿性磷酸酶的生理作用

人類ALP分為四種同工酶：其中三種是組織特異性堿性磷酸酶(Tissue specific Alkaline phosphatases，TSAP)：腸堿性磷酸酶(Intestinal alkaline phosphatase, IAP)、胎盤堿性磷酸酶(Placental alkaline phosphatase, PLAP)、生殖細(xì)胞堿性磷酸酶(Germ cell alkaline phosphatase,GCAP)，而第四種是組織非特異性堿性磷酸酶(Tissue-nonspecific alkaline phosphatase,TNAP)，因TNAP在肝、骨骼和腎組織中含量最高也稱為肝/骨/腎堿性磷酸酶(liver/bone/kidney type ALP，L/B/K ALP)。ALP具有廣泛的底物特異性，能夠在體外水解多種磷酸化合物和催化磷酸轉(zhuǎn)移反應(yīng)，在胞外可將腺苷三磷酸水解為腺苷二磷酸、腺苷一磷酸和腺苷，同時(shí)又將腺苷二磷酸及腺苷一磷酸進(jìn)一步水解為腺苷參與核苷酸的代謝。ALP是唯一可以將核苷三磷酸依次去磷酸化為核苷的胞外核苷酸酶[1]。以上底物和催化性能讓ALP在人體發(fā)揮著多種生理作用：(1)在細(xì)胞受損應(yīng)激或凋亡時(shí)ALP把具有促炎作用的胞外核苷酸水解為具有抗炎作用的腺苷，從而在免疫系統(tǒng)的嘌呤能調(diào)節(jié)中扮演重要角色[2]。(2)TNAP可在囊泡上將骨骼礦化抑制劑無機(jī)焦磷酸水解為無機(jī)磷酸鹽，維持正常的骨骼礦化；KALP 使腺苷三磷酸去磷酸化并終止肝內(nèi)膽管上皮細(xì)胞膜表面P2 受體激活，從而調(diào)解膽汁的流量和酸堿度[3]；TNAP通過消除細(xì)胞外腺苷三磷酸，可以阻止抑制軸突生長(zhǎng)的P2X7受體的激活，從而促進(jìn)神經(jīng)元軸突生長(zhǎng)[4]。(3)妊娠時(shí)PLAP錨定在合體滋養(yǎng)層細(xì)胞頂膜和基質(zhì)膜以及細(xì)胞滋養(yǎng)層細(xì)胞表面，隨胎盤外泌體及合體滋養(yǎng)層微粒釋放到孕婦外周血中，也在較小程度上從微絨毛膜上脫落[5]。體外研究證明[6]PLAP具有與胰島素、Zn2+和Ca2+協(xié)同作用促進(jìn)人胎兒成纖維細(xì)胞增殖、DNA復(fù)制、細(xì)胞周期延長(zhǎng)的功能。PLAP可以使磷酸乙醇胺脫磷酸化，后者是細(xì)胞生長(zhǎng)和存活的潛在調(diào)節(jié)劑。此外，PLAP通過激活生長(zhǎng)調(diào)節(jié)酶，如p42/44絲裂原活化蛋白激酶、p70核糖體蛋白S6 激酶、Akt/PKB激酶和RAF激酶，誘導(dǎo)人胎兒成纖維細(xì)胞增殖[7]。PLAP也可以通過提高胰島素樣生長(zhǎng)因子結(jié)合蛋白-1的生物利用度來促進(jìn)胎盤的發(fā)育[8]。(4)IAP特異性地由腸上皮分泌，可直接調(diào)節(jié)碳酸氫鹽分泌從而調(diào)節(jié)十二指腸表面pH值和Ca2+的吸收和脂質(zhì)代謝[9]，通過水解內(nèi)毒素脂多糖、核苷酸、鞭毛蛋白和CpG DNA基序，從而下調(diào)Toll樣受體-4依賴型和MyD88依賴型的炎癥級(jí)反應(yīng)，改善腸道和全身性炎癥反應(yīng)和細(xì)菌易位從而參與塑造腸道菌群[10]。(5)GALP短暫高表達(dá)于植入前的原始態(tài)胚胎干細(xì)胞表面，它與胰島素樣生長(zhǎng)因子2-mRNA結(jié)合蛋白1相互作用，調(diào)節(jié)原始態(tài)多能性轉(zhuǎn)錄因子Tfcp2l1和STAT3的mRNA水平，調(diào)節(jié)胚胎干細(xì)胞多能性狀態(tài)的轉(zhuǎn)化[11]。

2 正常妊娠時(shí)ALP的變化

母體血清ALP濃度隨著孕周增加、胎盤成熟具有時(shí)間依賴性地升高，以晚孕期尤著，足月時(shí)達(dá)峰值并持續(xù)高水平直至分娩。早孕期孕婦血清TNAP值占總ALP值的90%以上，PLAP從妊娠6周起在胎盤組織中合成并釋放到孕婦外周血中[12]，孕婦ALP 水平較正常非妊娠期婦女相比無明顯差異或略低，孕中期至孕晚期孕婦血清ALP濃度逐漸升高，約孕16+周起孕婦血清TNAP水平明顯升高，約孕25+周起PLAP水平明顯升高。≥37周時(shí)母體血清 ALP值的參考區(qū)間為(203±102)U/L，為非孕婦女的2～3倍，過期妊娠時(shí)該值明顯降低。正常孕婦血清TNAP于孕37～38周達(dá)峰值，參考區(qū)間為(96.8±32.3)IU/L，約占血清總ALP的44%；孕36～40周時(shí)PLAP參考區(qū)間為(93.8±17.4)IU/L，約占血清總ALP的45%，為晚孕期血清ALP升高的主要原因[13-14]。伴隨分娩，血清ALP總體趨勢(shì)迅速下降，其中血清PLAP生物半衰期為7d，產(chǎn)后6周可達(dá)最低水平[15]，而TNAP在產(chǎn)后6周后仍持續(xù)高水平以代償孕期的鈣流失及骨質(zhì)轉(zhuǎn)化。LALP及IAP表現(xiàn)為隨孕周增加的輕度降低，考慮為血液稀釋所致。

3 ALP與妊娠并發(fā)癥的關(guān)系

3.1 ALP與HPP HPP是由人非特異性堿性磷酸酯酶基因(Alkaline phosphatase gene，ALPL)突變導(dǎo)致的常染色體顯性或隱性遺傳的系統(tǒng)性疾病，因其編碼的TNAP活性降低而表現(xiàn)為骨骼和牙齒礦化不全以及血清ALP活性偏低。圍產(chǎn)期HPP通常分為良性型和致死型，該病患者孕期血清 ALP 活性持續(xù)性地顯著降低、孕期B超及X線攝影顯示胎兒的骨骼鈣化缺失(以四肢和顱骨為重點(diǎn))，可結(jié)合母親產(chǎn)前ALPL基因檢測(cè)及參考父親血清ALP確診圍產(chǎn)期型HPP。圍產(chǎn)期良性型 HPP約占HPP人群的10%，由常染色體隱性遺傳或顯性遺傳，96%的病例其母親攜帶TNAP基因突變，常表現(xiàn)為胎兒宮內(nèi)四肢短小彎曲，長(zhǎng)骨凹陷，但骨骼異常和礦化在孕晚期PLAP釋放增多時(shí)可得到改善，并在出生后進(jìn)一步自發(fā)性地改善[16]。圍產(chǎn)期致死型HPP多為常染色體隱性遺傳，發(fā)病率低但發(fā)病早、預(yù)后差，通常在胎兒期發(fā)病表現(xiàn)為明顯的骨礦化不良，前臂或腿部有皮膚包裹的骨/軟骨刺突，死亡率高達(dá)60%。目前尚無可以治愈 HPP 的方法,但通過使用重組人TNAP靶向酶Asfotase alfa的酶替代治療可有效改善患者的臨床癥狀[17]。

3.2 ALP與SPB 1995年Meyer RE等[18]首次報(bào)道：在15～20周時(shí)檢測(cè)母體血清PLAP水平，該值≥ 2倍中位數(shù)值時(shí)孕婦SPB風(fēng)險(xiǎn)增加2.9倍，隨著母體血清PLAP值對(duì)比中位數(shù)值倍增，早產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)顯著增加。Moawad AH等[19]多中心納入2 929名孕婦的前瞻性巢式病例對(duì)照研究表明：在24周和28周時(shí)檢測(cè)母體血清ALP活性，母血ALP>第90個(gè)百分位時(shí)，與后期發(fā)生的<32周、<35周和<37周SPB均顯著相關(guān)，尤其與<32周、<35周發(fā)生的SPB具有更強(qiáng)的關(guān)聯(lián)。Goldenberg RL等[20]對(duì)10個(gè)中心3 000多名婦女進(jìn)行的前瞻性病例對(duì)照研究發(fā)現(xiàn)，在第19周時(shí)測(cè)得的孕婦血清ALP值無法顯示出與早產(chǎn)的相關(guān)性。但是，孕24周時(shí)母體血清ALP>第90百分位是預(yù)測(cè)<32周SPB最有效的獨(dú)立因素之一。妊娠26周時(shí)母體血清ALP>第75百分位者早產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)增加約3倍。Hubert Huras等[21]認(rèn)為盡管血清ALP水平的升高不是早產(chǎn)的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子，但血清ALP可聯(lián)合血清C-反應(yīng)蛋白(C-reactive protein,CRP)預(yù)測(cè)早產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。Zahra Shahshahan等[22]進(jìn)行的前瞻性隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)未足月孕婦血清ALP水平接近399U/L時(shí)，早產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)顯著增加(94%早產(chǎn),P<0.001)，當(dāng)ALP水平超過399U/L時(shí)將面臨早產(chǎn)。該研究提示CRP>27和ALP>399的是預(yù)測(cè)早產(chǎn)的最佳臨界值。 一項(xiàng)對(duì)506個(gè)早產(chǎn)兒和54個(gè)足月兒在內(nèi)的橫斷面研究發(fā)現(xiàn)：臍帶血清ALP與胎齡負(fù)相關(guān)[23]。檢測(cè)母體血清ALP值有較好的預(yù)測(cè)SPB風(fēng)險(xiǎn)的作用，當(dāng)該值升高明顯時(shí)，可聯(lián)合孕婦血清CRP值、甲胎蛋白值及宮頸纖維蛋白等預(yù)測(cè)SPB的發(fā)生并積極采取措施改善妊娠結(jié)局。

3.3 ALP與HDP Rajagambeeram R等[14]報(bào)道的病例對(duì)照研究表明孕36～40周之間的HDP(未分類)患者與對(duì)照組相比，血清ALP、PLAP、尿酸水平和PALP/ALP的比值比正常妊娠顯著升高；HDP患者血清PLAP、ALP、舒張壓、PLAP/ALP比值和平均動(dòng)脈壓呈顯著正相關(guān)，HDP患者PALP/ALP的比例較正常上升10%左右。且該研究給出HDP患者血清PALP/ALP、PALP、ALP的截?cái)嘀捣謩e為：0.44、69U/L、169.5U/L。何麗萍[24]發(fā)現(xiàn)妊高征患者中血清ALP值升高與更差的妊娠結(jié)局(低出生體重、早產(chǎn)、新生兒窒息)和更嚴(yán)重的病情程度相關(guān)。林克萍等[25]研究提示：孕晚期婦女中，輕度妊高征孕婦血清ALP總活力與正常孕婦區(qū)別不大，但中重度妊高征患者血清ALP顯著升高，尤以重度妊高征為著；同時(shí)隨妊高征病情加重，產(chǎn)婦血清ALP總活力明顯升高而血清PLAP卻持續(xù)低水平表達(dá)的分離趨勢(shì)越明顯。

3.4 ALP與GDM Ting Xiong等[26]納入2 073名產(chǎn)婦的多中心前瞻性隊(duì)列研究顯示：孕早期較高的血清ALP水平(即使在正常范圍內(nèi))也會(huì)增加GDM的患病風(fēng)險(xiǎn)，高的血清ALP水平可增加空腹血糖受損和糖耐量異常的風(fēng)險(xiǎn)；且不論孕周如何，GDM組的血清ALP水平均顯著高于非GDM組。ALP水平與胰島素抵抗、代謝綜合征呈正相關(guān)，升高的ALP可以導(dǎo)致孕婦基礎(chǔ)狀態(tài)下產(chǎn)生過量的葡萄糖。孕24～28周時(shí)GDM患者與正常妊娠對(duì)照組相比血清ALP值明顯升高，且與血清甲狀旁腺激素水平和BMI顯著正相關(guān)。研究證明[27]GDM婦女對(duì)比正常妊娠婦女表現(xiàn)出脊椎骨密度的相對(duì)減少，且40%的GDM婦女在產(chǎn)后3個(gè)月內(nèi)出現(xiàn)了比正常人更多的骨丟失。無論GDM患者還是正常妊娠孕婦，整個(gè)孕期母體血清胰島素水平變化都與ALP同步，考慮GDM患者表現(xiàn)的高胰島素血癥也可能是導(dǎo)致ALP升高的原因之一[27]。

3.5 ALP與ICP ICP對(duì)于孕婦來說是一種良性疾病，但對(duì)圍產(chǎn)兒可能造成嚴(yán)重的不良影響。研究表明ICP患者體內(nèi)ALP升高，對(duì)比正常妊娠者具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Dann AT等[28]報(bào)道的多中心前瞻性隊(duì)列研究表明：與對(duì)照組及患有妊娠瘙癢癥病例組對(duì)比，ICP患者體內(nèi)ALP活性明顯升高，同時(shí)ICP患者血清總膽汁酸濃度與ALP活性正相關(guān)(r=0.56)。Jin Jin等[29]回顧性研究發(fā)現(xiàn)母體血清ALP水平的升高是早發(fā)型(≤28周)和晚發(fā)型(>28周)ICP患者胎兒不良結(jié)局的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。早發(fā)型ICP母體血清ALP水平預(yù)測(cè)胎兒不良結(jié)局的臨值為263.4U/L，靈敏度為75.0%，特異度為67.6%。晚發(fā)型ICP患者母體血清ALP水平預(yù)測(cè)胎兒不良極具的臨界值為295.1U/L，靈敏度為46.3%，特異度為80.6%。ICP可導(dǎo)致諸多不良妊娠結(jié)局，其中早發(fā)型ICP患者較晚發(fā)型患者肝功能障礙更嚴(yán)重，AFO發(fā)生率更高。目前研究表明孕婦血清膽汁酸水平不僅是ICP診斷及臨床分級(jí)的重要指標(biāo)，ICP患者體內(nèi)血清膽汁酸的升高還與胎兒并發(fā)癥的發(fā)生率呈正相關(guān)[30-31]。但是ICP患者血清ALP水平在20周以前升高不明顯，在預(yù)測(cè)部分早發(fā)型ICP時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致較高的漏診率。

4 結(jié)語與展望

ALP基因的表達(dá)及其同工酶的改變可影響或反映妊娠期胎盤、胎兒的健康，在正常妊娠及妊娠并發(fā)癥中扮演著重要角色。目前報(bào)道提示，除外上文提及的妊娠期并發(fā)癥妊娠，當(dāng)孕婦血清ALP值對(duì)比相應(yīng)孕周的正常值明顯升高時(shí)還應(yīng)警惕早產(chǎn)、低出生體重、妊娠期急性脂肪肝等疾??；而當(dāng)該值明顯低于正常范圍時(shí)應(yīng)警惕胎兒宮內(nèi)生長(zhǎng)受限、胎死宮內(nèi)、胎兒宮內(nèi)窘迫等疾病，可適時(shí)結(jié)合患者病情進(jìn)一步診治[32]。近年來關(guān)于胎盤來源的外泌體和合體滋養(yǎng)層微粒在人類生殖中的作用成為研究的熱點(diǎn)，這使我們得以了解PLAP錨定于人滋養(yǎng)層細(xì)胞表面并隨合體滋養(yǎng)細(xì)胞微粒及胎盤外泌體不斷釋放至孕婦血清中，該結(jié)論解釋了母體血清PLAP于孕期不斷升高的現(xiàn)象，但PLAP在妊娠及其相關(guān)并發(fā)癥中的確切作用機(jī)制還有待進(jìn)一步研究[33]。

綜上所述，ALP及其同工酶在妊娠并發(fā)癥的發(fā)病機(jī)理、診斷和治療中具有廣闊應(yīng)用前景，孕期母體血清ALP的變化對(duì)于妊娠期并發(fā)癥的疾病發(fā)生及進(jìn)展具有重要指導(dǎo)意義。未來可進(jìn)行大樣本量臨床研究測(cè)定各孕周對(duì)應(yīng)母體血清ALP值的標(biāo)準(zhǔn)參考值范圍以供臨床使用。