妊娠期血清维生素水平与子痫前期的相关性

李杰芃，程瑶，刘泽君，叶明珠，孙国强

子痫前期（preeclampsia，PE）是妊娠期并发症之一，其主要临床表现为高血压和蛋白尿，随病情进展可导致继发性的全身器官功能障碍。重度PE 同时可伴有血小板减少、肝功能损伤、肾功能损伤、肺水肿、新发中枢神经系统异常或视觉障碍甚至并发HELLP 综合征而危及孕产妇及胎儿生命。PE 的诊断主要取决于临床表现，传统的诊断依赖于出现高血压和蛋白尿的症状，但最新观点认为，PE 患者在出现蛋白尿之前，甚至血压升高之前，病情就已经开始进展了。而目前PE 唯一有效的治疗方式只有终止妊娠。因此PE 的早期预防、诊断和治疗尤为关键。PE 的发病具有多通路、多机制的特点，目前认为可能是由于低氧导致的氧化应激、免疫异常、炎症系统异常激活和血管内皮功能障碍等多因素共同造成的母胎界面的异常[1]，同时以上因素又进一步引起PE临床症状。PE 孕妇体内的多种维生素水平与非PE孕妇存在显著差异，这提示多种维生素水平或其代谢可能与PE 的发病存在相关性。因此通过寻找维生素与PE 发病机制之间的联系，可能为PE 的早期诊断、预防和治疗提供新办法。

1 脂溶性维生素与PE

1.1 维生素A维生素A 不仅作为微量元素参与人体的正常代谢与生理功能，同时也是一种强抗氧化剂，参与维持体内的氧化应激平衡。维生素A 缺乏可能导致自由基增加，造成内皮损伤而增加PE 的风险。Duan 等[2]回顾性分析了5 000 例孕妇发现血清维生素A 水平与PE 的严重程度呈负相关（P＜0.001），且Logistic 回归分析表明维生素A 缺乏是PE 的独立危险因素（P＜0.05），该研究还发现与维生素A 正常的PE 孕妇相比，缺乏维生素A 的PE 孕妇不良妊娠结局（如新生儿窒息、胎儿窘迫、早产）的发生风险增加，新生儿Apgar 评分降低。国内学者研究也表明PE 孕妇血清维生素A 水平低于正常孕妇，血清维生素A 水平与PE 严重程度呈负相关[3-4]。而Lv 等[5]发现PE 孕妇在孕12 周的维生素A 水平高于正常孕妇（P＜0.001）。因此，维生素A 与PE 的关联性目前尚存在争议，未来还需在多中心、不同妊娠阶段探讨维生素A 与PE 发病机制的关系，为治疗找到更为明确、直接的靶点。

1.2 维生素D

1.2.1 维生素D 与胎盘形成 目前研究已证实妊娠期维生素D 缺乏是PE 的独立危险因素之一，当血清维生素D 水平低于20 ng/mL 时PE 的患病风险明显增加[6]。Muyayalo 等[7]发现25-羟基维生素D3＜20 ng/mL 的孕妇患PE 的风险较25-羟基维生素D3≥20 ng/mL 的孕妇高5 倍。另有研究发现，妊娠早期血清维生素D 缺乏与早发型PE 和小于胎龄儿（small for gestational age，SGA）的发生有关，而早发型PE 与SGA 主要起源于胎盘功能异常，表明维生素D 可能在胎盘形成或胎盘功能正常发挥中起作用[8]。目前认为，维生素D 缺乏与妊娠早期胎盘滋养层发育不成熟、胎盘侵袭不足、胎盘形成不良有关[9]。PE 早期胎盘形成不良可能与滋养层细胞自噬受损及细胞焦亡（pyroptosis）相关，Pi 等[10]发现1,25 二羟基维生素D3可通过增强自噬相关分子Beclin-1 和人微管相关蛋白轻链3Ⅱ（human microtubule-associated protein light chain 3Ⅱ，LC3Ⅱ）表达，同时降低P62 蛋白的表达来特异性激活胎盘滋养层细胞自噬能力并抑制自噬介导的细胞焦亡，从而提高胎盘滋养层细胞活力、侵袭力和血管化的能力。另外，Zhang 等[11]发现1,25 二羟基维生素D3可通过增加粒细胞集落刺激因子的分泌来增强胎盘外植体诱导螺旋动脉重塑。维生素D还可能通过抑制微小RNA-21（miR-21）的表达提高滋养层细胞的侵袭力[12]。

1.2.2 维生素D 与血管内皮功能、炎症反应及氧化应激 1,25 二羟基维生素D3缺乏可通过降低血管内皮生长因子（vascular endothelial growth fator，VEGF）的基因转录活性来影响血管生成，从而造成内皮功能障碍。另有研究发现PE 孕妇血管内皮中维生素D受体（vitamin D receptor，VDR）和miR-126-3p 水平下降增加了血管内皮炎症反应[13]，而hnRNPC1/C2（VDR 的天然抑制因子）表达显著升高[14]，因此hnRNPC1/C2 可能作为调节维生素D 反应性的治疗靶点。维生素D 能降低PE 患者胎盘中的白细胞介素-1（interleukin-1，IL-1）、IL-18 及肿瘤坏死因子-α的mRNA 表达[15]，还能降低氧化应激状态下胎盘中炎症小体，包括NLRP1、NLRP3 及含半胱氨酸的胱天蛋白酶1（caspase-1）和高迁移率族蛋白B1（high mobility group box-1 protein，HMGB1）的基因表达[16]，从而减轻母胎界面的炎症反应。维生素D 还可以通过激活Toll 样受体4（Toll-like receptor 4，TLR4）信号通路、抑制核因子-κB 信号通路[17]，下调炎性细胞因子的表达，起到抗炎作用。Wei 等[18]发现妊娠期维生素D 水平低于50 nmol/L 时，氧化应激标志物8-iso-PGF2α和（±）5-iPF2α-Ⅵ水平增加16%～24%。另外，维生素D 可通过VDR 介导miR-26b-5p 表达上调，抑制低氧时胎盘中环氧合酶-2（cyclooxygenase-2，COX-2）的活性[19]，进而抑制下游前列环素、前列腺素E2的生成；维生素D 升高还可降低PE 孕妇氧化应激标志物NO2-、NO3-、活性氧（reactive oxygen species，ROS）、MDA（一种脂肪酸氧化的产物）水平，提高NO 的生物利用度[20]，从而减轻氧化应激时内皮细胞的损伤。

1.2.3 维生素D 与免疫调节 Ribeiro 等[21]研究了维生素D 对PE 患者CD4+T 细胞群转录激活因子的调节作用，发现PE 患者体内辅助性T 细胞1（Th1）/Th17 亚群水平较高，而Th2/调节性T 细胞（Treg）亚群较少，因此Th2/Treg 细胞产物抗炎因子IL-10 和转化生长因子-β（transforming growth factor-β，TGFβ）的浓度低于非PE 孕妇，而维生素D 可通过调节CD4+T 细胞分化将Th1/Th17 细胞的炎症谱转变为Th2/Treg 谱[7]，从而达到适应性免疫稳态并减少炎性因子释放。

1.2.4 维生素D 与脂质代谢、氨基酸转运 Nandi等[22]研究发现PE 患者维生素D 和多不饱和脂肪酸水平均低于正常孕妇，且两者之间呈正相关，而维生素D 与饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸呈负相关，但维生素D 对脂肪酸的影响是否参与PE 的发病仍需进一步研究。维生素D 可能还通过降低脂肪因子视黄酸受体反应蛋白2（参与适应性与先天性免疫、炎症、脂质和碳水化合物的代谢）水平对PE 有保护作用[23]。另外，VDR 表达降低会导致胎盘L 型氨基酸转运蛋白1（L-type amino acid transpoter 1，LAT1）表达下降，此蛋白异常导致母胎界面的必需氨基酸转运异常，与PE 发病密切相关。Jia 等[24]发现，1,25 二羟基维生素D3不仅能上调VDR 的表达，还能与VDR结合进一步显著上调胎盘中LAT1 的表达，防止缺氧时胎盘LAT1 表达下降，从而维持胎盘氨基酸正常转运。

1.2.5 维生素D 补充治疗的疗效 目前有研究表明妊娠期补充维生素D 可降低高血压风险，提高VEGF水平、降低可溶性血管内皮生长因子受体-1（sFlt-1）水平促进血管生成[25]，还可减弱甚至逆转PE 对血管内皮功能造成的损伤[26]，然而开始补充的具体时间和剂量还没有明确定义。一项荟萃分析显示，需在妊娠20 周前补充维生素D 才可降低PE 的发生风险[27]。另外，补充维生素D 可以预防既往妊娠有过PE 的孕妇再次发生PE[6]。Hu 等[28]则通过荟萃分析发现，当维生素D 水平高于30 ng/mL 时PE 发生率明显下降，因此在妊娠早期或中期补充维生素D至≥30 ng/mL 可能在一定程度上预防PE 的发生。而对维生素D 水平正常的孕妇补充维生素D 对母体血压并没有显著影响[29]，因此没有必要额外补充。

综上，维生素D 通过多种机制参与调节PE 的发病，具有潜在的预防或治疗作用。

1.3 维生素E维生素E 是一种有效的抗氧化剂，近年研究表明母体omega-3 脂肪酸维生素E 可以改善晚发型PE（妊娠34 周及以后发生PE）的胎盘血管生成过程，但对早发型PE 作用不显著[30]。另有研究发现在妊娠期补充棕榈油维生素E 也能有效降低PE 的发生[31]。Shi 等[32]在中国进行一项多中心、大规模的观察性研究发现，妊娠早期维生素E 水平与PE风险间关系呈“L”型，拐点为7.3 mg/L，即妊娠早期维生素E 水平低于7.3 mg/L 的孕妇患PE 的风险急剧上升，而高于7.3 mg/L 时风险相对平稳，并且维生素E 浓度继续增高对PE 风险并没有明显改善。该结果说明7.3 mg/L 可能是一个阈值，即维生素E 在发挥作用时存在“天花板效应”，因此对维生素E 水平低于该阈值及基线抗氧化状态较低的孕妇补充维生素E 可能会显著降低PE 的风险。目前还不能确定维生素E 与PE 之间是直接的因果关系或是某种诱因的结果，未来还需对其机制进行深入研究。

2 水溶性维生素与PE

2.1 一碳代谢维生素参与一碳代谢的维生素包括维生素B6、叶酸（维生素B9）和维生素B12，而PE的发病可能与一碳代谢的异常有关。目前研究认为同型半胱氨酸增加与PE 发病密切相关。而一碳代谢的产物可通过甲基化同型半胱氨酸使其水平降低，因此当叶酸与维生素B12缺乏时，同型半胱氨酸代谢障碍，进而增加PE 的风险，严重的维生素B12缺乏甚至可导致HELLP 综合征。Serrano 等[33]的病例对照研究认为，母体血清叶酸是PE 的保护因素（OR=0.80，95%CI：0.72～0.90），与妊娠期未补充叶酸的孕妇相比，在整个妊娠期间每天补充1 mg 叶酸的孕妇，使得血清叶酸水平增加2 ng/mL，患PE 的概率降低14%（OR=0.86，95%CI：0.67～1.09）；研究还发现同型半胱氨酸高水平是PE 的危险因素（OR=1.16，95%CI：1.05～1.27），而维生素B12与PE 无关（OR=1.10，95%CI：0.99～1.22）。而Pisal 等[34]研究发现PE 孕妇的维生素B12、叶酸和同型半胱氨酸水平均显著高于正常孕妇（P＜0.05），但该研究的样本量较少且基于印度人群，其结论的外推具有一定局限性。另有荟萃分析发现，PE 孕妇的维生素B12水平显著低于健康孕妇（平均值为-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孕妇的维生素B12浓度较低[35]，提示维生素B12可能通过一碳代谢途径影响PE 的发病。Zhang 等[36]基于中国1 178 例孕妇的临床数据研究，将与一碳代谢有关的维生素B12、叶酸、同型半胱氨酸和叶酸代谢相关的MTHFR C677T 基因用于PE 的预测，并通过验证发现此模型更适合MTHFR-CC 基因型受试者（曲线下面积为0.802，敏感度为55.9%，特异度为90.8%）。

2.2 维生素B3研究表明，PE 患者体内VEGF 表达受抑制后产生过量的sFlt-1，可促进内皮素-1（endothelin-1，ET-1）和内皮素A 型受体（endothelin A receptor，ETAR）表达，进而造成内皮损伤引起高血压、胎盘灌注不足等症状。而目前已知的ETAR 拮抗剂可致畸，因此禁用于孕妇。维生素B3烟酰胺（nicotinamide，Nam）可通过抑制ADP 核糖环化酶进而减少其产物环状ADP 核糖、Ca2+动员来抑制ET-1引起的血管收缩[37]，进而从一定程度上降低PE 的发病风险。既往有研究发现烟酸可通过增加血红素加氧酶-1（heme oxygenase-1，HO-1）的表达而增加VEGF 水平[38]，Nam 可能也有类似的效果。同时Nam还可通过烟酰胺腺嘌呤二核苷酸/还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NAD+/NADPH）途径参与调节氧化还原过程，通过抗氧化作用改善PE。Takahashi等[39]通过建立PE 小鼠模型，证实Nam 可以改善PE小鼠的高血压、蛋白尿、内皮增生和胎儿生长受限症状，并能降低早产风险。另外，Nam 作为水溶性维生素之一，在妊娠期摄入相对安全，未来Nam 可能成为预防及治疗PE 的药物之一。

2.3 维生素C氧化应激是PE 的发病机制之一，因此维生素C 作为抗氧化剂在PE 的发病中可能起到一定预防作用。目前有研究证实维生素C 摄入不足的孕妇患PE 的可能性是维生素C 摄入充足者的2.0～3.8 倍[40]。同时Dewi 等[40]指出每天摄入130～170 mg的维生素C 可达到预防重度PE 的效果。有研究证实补充维生素C 可降低高血压、糖尿病及肥胖患者体内炎症因子IL-6 的水平，从而减轻炎症反应[41]。但目前对PE 患者体内维生素C 和IL-6 相关性的研究存在争议，Dewi 等[40]研究未发现两者的相关性。此外，PE 患者在围产期静脉药物治疗过程中输入液体过多时，可能引起呼吸道并发症甚至肺水肿而造成不良后果，因此在对PE 孕产妇补液的过程中防止肺水肿的发生尤为关键。目前有一些肺损伤模型的动物研究表明维生素C 可通过降低血管通透性、减少活化的中性粒细胞聚集进而增加肺泡液清除率，从而对肺组织产生保护作用。Korenc 等[42]研究发现，产后接受静脉维生素C 治疗（1.5 g 静脉推注，每6 h 1 次）后的PE 孕妇在产后6 h 内行肺部超声回声彗星评分（Echo Comet Score，ECS），与安慰剂组比较无差异（P=0.31），但是在第2 天、第3 天接受维生素C治疗者的ECS 显著低于安慰剂组（P＜0.05）。这说明静脉使用维生素C 降低了PE 患者肺水肿的发生率，但效果有延迟性，可能成为PE 潜在的三级预防措施。但该研究采用ECS 评分作为评估肺水肿的标准，并未采集临床症状如呼吸困难、血氧饱和度或呼吸衰竭等，未来可增加更多临床观察指标，进一步研究维生素C 对PE 患者肺部是否具有保护作用，及其与PE 患者肺水肿的相关性，确定预防性给药的最佳时机和剂量等。

3 结语

目前在维生素与PE 相关性研究中，比较明确的是维生素D 缺乏与PE 发病呈正相关，并通过对其在胎盘形成、血管内皮功能、免疫反应、炎症反应、脂质代谢及氨基酸转运等多个方面的研究证实维生素D 可在以上环节改善PE 的发生。维生素B12、叶酸主要通过调节一碳代谢对PE 产生保护作用。维生素B3通过促进VEGF 水平升高以保护血管内皮，同时还通过NAD+/NADPH 途径缓解氧化应激状态。维生素E 缺乏与PE 发病相关，其具体机制仍在研究。而维生素A 与PE 之间的相关性存在争议，但大部分研究均表明其对PE 具有保护作用，未来还需要进行大规模、多中心的研究来明确维生素A 与PE 发病风险之间的相关性，并对其机制进行深入的研究。另外，随着对维生素与PE 之间相关性研究的深入，可进一步研究各种维生素血清浓度与PE 之间的相关性，及PE 孕妇使用不同剂量维生素后症状改善程度，以指导妊娠期妇女的预防性维生素补充量和PE孕妇的治疗量。