摘要:
探讨中西医结合防治反复流产、妊高征、胎儿生长迟缓等妊娠并发症的发病机制及研究途径,认为依托传统有效方药,提取分离关键成分,运用动物模型及组织细胞培养体系,从从妊娠免疫耐受机制、滋养细胞侵入及蜕膜重塑、胎盘血管重铸等方面进行研究,可能是中西医结合&ldquo安胎&rdquo研究较好的切入点。
反复自然流产(RSA)是妊娠常见并发症,约占妊娠10~15,其中40~70原因不明。&ldquo安胎&rdquo是中医妊娠病常用治法之一,中医药&ldquo安胎&rdquo研究已有数千年的历史,不少安胎方药疗效确切,方剂如寿胎丸、泰山磐石散、补肾固冲丸,药物如养血止血的阿胶、张锡纯推崇的安胎名药菟丝子,朱丹溪所推崇的安胎圣药&ldquo黄芩、白术&rdquo等,均有确切疗效,在临床被广泛运用,其功用已为长期的临床实践所证实。但目前中医有关安胎的研究较少,寿胎丸、补肾固冲丸补肾安胎机制,泰山磐石散健脾养血安胎机制,黄芩&ldquo清热安胎&rdquo、白术健脾安胎、黄芪益气安胎、固胎、养胎等机制仍不清楚。需要指出的是,中医药的安胎作用,并不是单纯防治流产的发生,众多临床实践证实,通过安胎效应对妊娠并发症如妊高征、胎儿宫内生长迟缓等,以及与着床失败有关的不孕等均可采用&ldquo异病同治&rdquo方针达到防治目的。运用合适的动物模型,结合体外细胞培养体系,提取分离方药有效成分或部位,运用分子生物学、免疫组化等技术,从滋养细胞侵入、胎盘化血管重铸过程、妊娠免疫耐受机制等角度,探讨中药方药的&ldquo安胎&rdquo机制,揭示中医&ldquo安胎&rdquo理论的科学内涵。同时对妊高征、胎儿发育迟缓等妊娠并发症的防治研究也有裨助。
1、滋养细胞侵入、胎盘化血管重铸过程、妊娠免疫耐受机制等是中西医结合安胎研究的关键
人类的成功妊娠,需要来自胎儿的细胞滋养层细胞发挥类似肿瘤的特性,通过其侵入子宫将胚胎粘附子子宫内膜上,再通过侵入血管内皮使母体血管重建,从而开启胎盘的血液供应。滋养层细胞对组织侵入过程的调节失控会导致病变,过度侵入与绒癌的形成有关,而滋养层细胞的侵入不足则会造成自然流产(RSA)、宫内发育迟缓(IUGR)、先兆子痫或妊娠高血压综合症(PIH)。目前对滋养细胞侵入及调节的研究已经取得了一些成果,仍远没有揭示其详细机制。胎盘生长发育是一个动态过程,为更好地适应胎儿的需要,胎盘通过蜕膜细胞及滋养细胞的增殖与凋亡不断进行组织结构的改建,进而实现其功能的完善。已发现啮齿类动物的子宫内膜细胞凋亡在着床和胎盘化过程中发挥重要作用,蜕膜细胞凋亡保证了滋养细胞到达母体血管,因无炎症反应而不影响胚胎存活。在PIH和IUGR血管重铸过程中,滋养叶细胞浸润仅达蜕膜段,滋养细胞丧失浸润活力,胎盘浅表着床,产生滋养叶细胞缺血缺氧。其病理特征为蜕膜基底部及壁层的螺旋小动脉中发生急性粥样硬化,纤维素样坏死和巨噬细胞、淋巴细胞浸润血管壁。
着床时的滋养细胞侵入子宫内膜及血管胞外基质(ECM),这使胚胎能进入母体,但同时也带来了内膜出血和滋养细胞过度侵入的潜在危险,蜕膜中纤维蛋白溶酶原激活剂(PA)和纤维蛋溶酶原激活抑制剂(PAI)的动态平衡,调节着滋养细胞的侵入程度和防止植入进内膜的出血。PAI在ECM中与粘连蛋白(vitronectin)结合并被激活,对滋养细胞侵入起屏障作用,而且,与血管ECM结合能增强蜕膜细胞组织因子止血的效果。雌二醇及RU486抑制PAI-1活性,孕酮则相反。如孕激素过度增多,血管周围蜕膜细胞PAI活性过度升高,限制了滋养细胞侵入,缺乏外滋养层细胞侵入子宫螺旋动脉肌层可能导致先兆子痫。研究表明,子宫内膜间质细胞及早期胚胎内Ca2浓度的增加,可以增强蜕膜及胚胎细胞活力,促进其蜕膜化并产生一系列促进胚胎着床、发育的生理效应,Ca2通过与其受体&mdash&mdash钙调素蛋白结合,促进细胞从G1期进入S期,并与DNA合成有关。内膜间质及胚胎细胞外Ca2内流,降低宫腔内Ca2浓度,有助于维持子宫静息状态,防止着床期子宫收缩,有利于胚胎着床和发育。
蜕膜、胎盘滋养层细胞、血管平滑肌细胞及内皮细胞都有血管内皮生长因子(VEGF)的高度表达,说明其参与这些部位血管的形成过程。VEGF表达受抑、多种途径影响滋养细胞和内皮细胞功能,导致胎盘、蜕膜生理性血管重铸过程障碍,发生胎盘缺血、缺氧。合体细胞滋养层及血管平滑肌、内皮也发现有诱导型一氧化氮合酶(iNOS)mRNA的表达,说明其参与对母体免疫损害或病原体入侵的监视活动。在缺氧刺激下,内皮细胞可产生VEGF,并通过NO影响胎盘循环。滋养细胞内还存在VEGF的自分泌环(尽管在缺氧刺激下内皮细胞也可产生VEGF,但它却没有自分泌环),VEGF以自分泌方式介导NO释放,过多的NO进入局部,具有细胞毒性作用,可抑制细胞DNA的合成,抑制胎盘增长,这可能与IUGR发生时常伴发小胎盘有关。先兆子痫患者血浆中TNF&alpha量较正常妇女明显升高,认为先兆子痫患者内皮功能受损至少部分是由胎盘源TNF&alpha的释放引起。生理情况下,绒毛细胞滋养层细胞分泌TNF&alpha,诱发绒毛轴心的间质细胞分泌粒-巨噬细胞集落刺激因子和集落刺激因子,调节滋养层细胞增殖、分化及凋亡。病理状态下,TNF&alpha过多释放,引起内皮细胞损伤,在胎盘局部引起滋养层细胞凋亡增加,滋养细胞丧失浸润活力,导致胎盘浅表着床。胎盘滋养细胞凋亡增多,被认为是引起IUGR的一个主要病理过程。
反复自然流产多因母-胎免疫识别异常所致。其免疫病因可分为:①母-胎免疫识别低下型,②母-胎免疫识别过度型,③母胎免疫识别紊乱型。其中以母-胎免疫识别低下型最常见。大量证据表明,母-胎界面的免疫反应以T辅助细胞2(Th2)型为主,能保护胎儿和胎盘免遭排斥,而T辅助细胞1(Th1)型反应过强则导致流产,但过强的Th2型细胞因子反应,也可导致流产和先兆子痫。巨噬细胞集落刺激因子(CSF-1)具有调节单核细胞、巨噬细胞增殖和分化的功能。正常情况下,小鼠子宫、胎盘、羊水中CSF-1的生物活性均很高。在小鼠妊娠3d时,子宫内膜组织中即可检出CSF-1 mRNA,妊娠14~15d时达高峰。近年发现,在CBA/J×DBA/2流产模型小鼠蜕膜组织中,CSF-1及其受体 mRNA的表达水平显著下降。在体外培养时,TNF-&alpha和INF-&gamma有协同作用,能够诱导人滋养层细胞凋亡,而CSF-1能够阻断这种细胞的凋亡诱导作用,CSF-1通过拮抗TNF-&alpha和INF-&gamma而使流产率显著下降。妊娠免疫耐受机理是近年国内外研究的热点,这一机理有助于对流产、早产、不孕症(植入异常)和先兆子痫等疾病的深入理解。
总之,目前的研究认为RSA、IUGR、PIH的存在共同或相似的核心病理变化:母胎界面免疫调节失败或相对失败&rarr蜕膜化不足,滋养细胞缺血缺氧&rarr侵入不足,胎盘化血管重铸过程中血管浸润受阻&rarr胎盘浅表着床&rarr流产或妊娠并发症。
2、动物及细胞模型的建立
DAB/2雄鼠与CBA/J雌鼠交配组合(CBA/J×DBA/2)作为反复自然流产的动物模型,已经在国际上受到广泛关注,采用动物模型研究具有很多优势,更可能取得突破性进展。CBA/J×DBA/2小鼠具有反复自然流产的特点,胚胎吸收率恒定于30~45。而小鼠因染色体异常所发生流产仅占4左右。这一模型的优点是:①实验动物来源比较充足、可靠。②流产率相对恒定。③较之裸鼠等免疫缺陷动物,抗感染力强,繁育成本低。④流产特点是围着床期流产。人类不明原因反复流产也是多发于这一时期,因此更具有研究价值。⑤实验具备高度可重复性。CBA/J×DBA/2胚胎吸收率极高的原因不明,因此CBA/J×DBA/2小鼠成为人们研究免疫介导反复流产的模型。其免疫异常主要表现在几方面:①流产小鼠的NK细胞的活性增加,并且在母胎界面的细胞毒性T淋巴细胞(cytotoxic T lymphocytesCTLs)增加。②注射抗NK抗体使NK细胞活性降调节后会降低流产小鼠的胚胎吸收率。③用Balb/c小鼠(正常小鼠)的淋巴细胞预先免疫CBA/J雌鼠也可以降低胚胎的吸收率。④这种抗流产作用可以通过已免疫鼠的T细胞传给其他鼠,证实这种妊娠流产是免疫介导的。另外,运用抗早孕药米非司酮(RU486)建立流产模型国内中医药研究多有运用,有不少用于探讨中药或针刺治疗流产机理的报告。
体外细胞模型的建立也是研究反复自然流产、妊高征、胎儿生长迟缓等妊娠并发症,以及着床失败致不孕防治机制的重要手段。原代滋养层细胞模型、人滋养层细胞株,鼠滋养层细胞系等多用于滋养细胞侵入及干预机制研究。蜕膜上皮细胞及间质细胞体外培养体系对于研究早孕滋养细胞侵入,引起的蜕膜重构、细胞活力及凋亡过程和机制有重要意义。胎盘或子宫源血管内皮细胞及平滑肌细胞体系可用于妊高征、胎儿生长迟缓等病变过程中胎盘源血管内皮细胞毒性因子研究。总之恰当的动物模型结合体外细胞培养体系,从母胎免疫调节、滋养细胞侵入、胎盘血管重铸等角度,研究中医安胎方药的作用及机制,可以从分子水平上予以阐明。
3、安胎药物黄芩等作用机制分析
在众多的安胎方药中黄芩最为引人注目,黄芩、白术被朱丹溪称为&ldquo安胎圣药&rdquo,安胎名方泰山磐散中也含有黄芩。目前已经从黄芩中得到多种结晶,多属黄酮类。主要的黄酮类化合物有:黄芩甙(baicalin)、黄芩素(baicalein)、汉黄芩甙(wogonoside)和汉黄芩素(wogonin)。黄芩具有止血作用,也常用于妇科血证的治疗;其成分属黄酮类,具有双酚环结构,与孕激素、雌激素结构极为近似,药理研究也证实黄芩具有抗氧化、保护血管内皮细胞,促进细胞Ca2内流,降压等植物性激素样作用,这些与黄芩&ldquo安胎&rdquo作用的内在关系如何?黄酮类成分在孕期所发挥的药物效应是否与雌、孕激素相似?已知雌激素作用是子宫内膜止血、修复的关键因素,黄芩药理具有抗血小板凝聚、舒张平滑肌等作用,但此与黄芩在子宫出血中的止血效应似有矛盾,由此推测,黄芩的止血效应与其具有雌激素样活性有关?对此有待进一步的研究证实。临床表明,黄芩&ldquo安胎&rdquo作用,不仅仅体现在具有防治流产的功能,同时对于妊娠并发症PIH、IUGR的发生也具治疗作用,其依据在于黄芩具有抗炎、抗氧化、镇静、降压,舒张血管平滑肌等药理作用,可以提高胎盘血供,而提高子宫-胎盘-胎儿血供是防治PIH和IUGR的重要环节,妊娠病常用方如保阴煎中也含有黄芩。黄芩黄酮成分对花生四烯酸(AA)代谢中酯氧合酶(lipoxygenase,LO)、环氧合酶(COX)等有抑制作用,黄芩黄酮成分抗炎作用机理与其抗组胺释放及抗花生四烯酸代谢有关;花生四烯酸的LO代谢途径在动脉粥样硬化和介导血管紧张素II(ANGII)作用中起关键作用。黄芩为传统安胎名药,药源广泛,价格低廉,无明显毒副作用。黄芩的抗菌、抗病毒、抗炎、抗过敏、降脂、保肝、利胆是其清热燥湿的药理学基础;镇静、解毒、利尿、降血压、抗氧化、抗肿瘤等是其泻火解毒的现代依据。黄芩适合妊娠期服用,不但可能对先兆流产、宫内发育迟缓、妊高征等具有防治作用,同时可减少产时、产后感染,有利产后子宫的止血及复旧过程。从其化学成分、药理作用,运用分子生物学等技术手段,从妊娠免疫耐受机制、滋养细胞侵入及血管重铸、蜕膜重塑等角度,研究黄芩“清热安胎”机制,可能开发一种疗效肯定的中药安胎新药。