母体血清PLGF与第一孕期子宫胎盘血管发育的三维能量多普勒超声标志物的关联:鹿特丹围孕期队列研究
学术背景
胎盘在妊娠期间的健康和疾病中扮演着至关重要的角色,其发育和功能直接影响妊娠结局。子宫-胎盘血管的早期发育对于确保胎盘功能的正常发挥至关重要,而异常的血管发育则与胎盘相关并发症(如胎儿生长受限、子痫前期和早产)密切相关。为了确保子宫-胎盘血管的充分发育,母体子宫血管会经历一系列适应性变化,包括螺旋动脉的形成、扩张和漏斗化。因此,监测早期妊娠中子宫-胎盘血管发育的标志物可以为胎盘发育和相关并发症的病理生理机制提供独特的见解。
胎盘产生多种促血管生成和抗血管生成因子,这些因子影响母体血管对妊娠的适应性,包括胎盘生长因子(PlGF)、可溶性fms样酪氨酸激酶-1(sFlt-1)和可溶性内皮素(sEng)。PlGF通过结合血管内皮生长因子受体-1(VEGFR-1)刺激子宫-胎盘和胎儿-胎盘循环中的血管扩张和血管生成。sFlt-1是VEGFR-1的可溶性变体,能够结合循环中的PlGF,从而抑制PlGF的生物利用度,进而抑制其促血管生成功能。sEng则通过结合和中和游离的转化生长因子β(TGFβ)来发挥抗血管生成作用。这些血管生成因子的循环水平与血管发育直接相关,尤其是在妊娠中后期,其失衡在子痫前期的发病机制中起重要作用。然而,循环血管生成因子与早期妊娠中子宫-胎盘血管发育的关系尚未完全明确。
研究背景与目的
本研究旨在探讨母体血清中的血管生成因子(PlGF、sFlt-1和sEng)与早期妊娠中子宫-胎盘血管体积(UPVV)和血管骨架(UPVS)发育之间的关系。UPVV和UPVS是通过三维(3D)能量多普勒超声、虚拟现实(VR)和骨架化算法生成的新型成像标志物,分别反映了子宫-胎盘血管的体积和形态(分支)发育。研究假设,较高的PlGF水平、较低的sFlt-1和sEng水平,或较低的sFlt-1/PlGF和sEng/PlGF比值与早期妊娠中子宫-胎盘血管发育的增加相关。
研究方法
本研究基于Rotterdam围孕期队列中的虚拟胎盘研究子队列,纳入了185名持续妊娠的女性。在妊娠7-11周期间,使用3D能量多普勒超声获取胎盘图像,并测量UPVV和UPVS。UPVV作为体积发育的参数,以cm³为单位报告血管数量;UPVS作为形态发育的参数,报告了端点、分叉点、交叉点或血管点的数量以及总血管长度。在妊娠11周时,评估了母体血清中的生物标志物,包括PlGF、sFlt-1和sEng,并计算了sFlt-1/PlGF和sEng/PlGF比值。使用多变量线性回归分析来估计血清生物标志物与UPVV和UPVS发育轨迹之间的关联。
研究结果
研究结果显示,母体血清PlGF水平与UPVV和UPVS发育呈正相关(UPVV: β = 0.39, 95% CI = 0.15;0.64;分叉点: β = 4.64, 95% CI = 0.04;9.25;交叉点: β = 4.01, 95% CI = 0.65;7.37;总血管长度: β = 13.33, 95% CI = 3.09;23.58,所有p值 < 0.05)。sEng/PlGF比值与UPVV和UPVS发育呈负相关。未观察到sFlt-1、sEng或sFlt-1/PlGF比值与UPVV和UPVS发育之间的关联。
结论
研究得出结论,早期妊娠中母体血清PlGF浓度的增加与子宫-胎盘血管发育的增加相关,这通过UPVV和UPVS的测量得以反映。这一发现为胎盘相关并发症的早期预测提供了新的见解,并支持PlGF在早期预测模型中的应用。相比之下,sFlt-1和sEng在早期妊娠中对子宫-胎盘血管发育的影响较小,因此其在早期检测胎盘相关并发症中的附加价值有限。
研究亮点
- 新型成像标志物:本研究首次使用UPVV和UPVS作为3D能量多普勒成像标志物,监测早期妊娠中子宫-胎盘血管的体积和形态发育。
- PlGF的关键作用:研究证实了PlGF在早期妊娠中子宫-胎盘血管发育中的重要作用,为胎盘相关并发症的早期预测提供了新的机制解释。
- 临床应用的潜力:UPVV和UPVS的测量为研究早期血管发育提供了新的工具,有助于改善对胎盘相关并发症病理生理机制的理解,并为预防性治疗(如阿司匹林的使用)提供了依据。
研究意义
本研究为早期妊娠中子宫-胎盘血管发育的监测提供了新的成像标志物,并揭示了PlGF在其中的关键作用。这些发现不仅有助于理解胎盘相关并发症的病理生理机制,还为早期预测和干预提供了新的思路。未来,UPVV和UPVS的测量有望在临床研究中得到广泛应用,特别是在子痫前期等胎盘相关并发症的早期预测和预防中发挥重要作用。
作者与机构
本研究由Eline S. de Vos、A. H. Jan Danser、Anton H. J. Koning、Sten P. Willemsen、Lotte E. van der Meeren、Eric A. P. Steegers、Régine P. M. Steegers-Theunissen和Annemarie G. M. G. J. Mulders共同完成,他们分别来自荷兰鹿特丹伊拉斯姆斯大学医学中心的妇产科、药理学、病理学和生物统计学部门。该研究于2024年8月14日在线发表在《Angiogenesis》期刊上。