王诗明综述 王依闻 张拥军审校

上海交通大学医学院附属新华医院新生儿科（上海 200092）

胎儿生长受限（fetal growth restriction,FGR）又称宫内生长受限（intrauterine growth restriction,IUGR），是指受母体、胎儿、胎盘等多种病理因素影响，导致胎儿未达到预期的宫内生长潜能[1]。至今，国际上对于FGR的定义尚无统一的金标准。美国妇产科医师协会（ACOG）2021 年最新发布的指南[2]将超声预测胎儿体重（estimated fetal weight,EFW）或腹围（abdominal circumference，AC）小于相应胎龄应有体重或腹围的第10百分位定义为FGR。目前这一定义被广泛采纳，我国专家共识也采取这一定义[3]。小于胎龄儿（small for gestational age,SGA）统一定义为出生体重小于相应胎龄体重的第10 百分位。在研究中FGR与SGA常被交替互换使用。胎儿小为FGR的主要特点。据最新统计，2015年全球低出生体重活产儿约为14.6%，不同国家、地区间存在很大差异[4]。FGR 与不良妊娠结局密切相关，包括死产、早产、新生儿期死亡、神经发育障碍甚至成年后一些慢性疾病的患病风险也将增加[5-7]。准确识别和管理无疑是降低FGR 死亡率和发病率的关键。由于FGR 的发生发展机制复杂，即使是在发达国家，约超过50%的FGR 病例未能在产前发现[8]。法国一项大型研究纳入了14 100 名单胎活产新生儿，结合母亲具有的高危因素包括妊娠期高血压、不良孕产史等，子宫高度及孕中晚期胎儿多普勒超声仍有40 %的严重SGA(＜P3)新生儿产前未被诊断为FGR[9]。因此，目前的筛查方法（包括母体危险因素评估、子宫高度测量及子宫动脉多普勒超声）判断胎儿是否存在宫内生长受限仍很困难。胎盘功能障碍是FGR最常见的原因，胎盘从妊娠早期就向母体循环中释放多种物质，其中一些物质在妊娠早期的血清水平已被证明与FGR有关。近年来，寻找敏感、特异且无创的生物标志物成为FGR研究热点，研究主要围绕母体血液中的分子标志物包括蛋白质、代谢物或核糖核酸。本文就FGR早期诊断中生物标记物的应用和研究进展进行综述。

1 蛋白质生物标志物

目前，针对胎儿非整倍体的血清生物标志物筛查已在世界范围内实施。除了用于非整倍体风险估计外，如唐氏综合征的筛查，也可用于其他产科不良结局的风险估计，包括FGR[10-11]。早孕期产前筛查的血清标志物包括妊娠相关血浆蛋白A（pregnancyassociated plasma protein-A，PAPP-A）及人绒毛膜促性腺激素β 亚基（free beta-human chorionic gonadotropin，β-hCG），其他母体循环中可测得的胎盘蛋白包括血管生长相关因子如胎盘生长因子（placental growth factor，PlGF）和可溶性FMS样酪氨酸激酶-1（soluble FMS-like tyrosine kinase-1，sFlt-1）。越来越多新型的蛋白标志物也被发现与FGR 相关，这些蛋白不仅可用于早期诊断，对后续药物研发及干预也有指导意义。

1.1 β-HCG

β-HCG 是胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白[12]，由α 和β 两个亚基组成，在胚胎着床后随时间增加,刺激黄体产生黄体酮以维持妊娠。血清β-hCG水平可反映胎盘功能状态,孕早期母体游离β-HCG水平低将增加FGR风险[13]。孕中期β-hCG水平与FGR 的相关性存在争议。一些研究表明，孕中期高水平β-hCG 与FGR 的发生率无显著相关性[14-15]；而一项meta分析显示高β-hCG组FGR发生率高于非FGR组，约2.7倍[16]；同样也有研究认为，妊娠中期β-hCG水平高预示着FGR发生，可能的机制为胎盘线粒体功能障碍导致β-hCG高表达[17-18]。不一致的结果可能是由不同的研究设计、不一致的人口统计学特征导致的受试者偏见以及医疗水平的差异造成。β-hCG应用于FGR早期诊断仍需进一步研究。

1.2 PAPP-A

PAPP-A是一种胎盘衍生蛋白，几乎完全由胎盘滋养层细胞产生，可与胰岛素样生长因子结合，直接参与胎盘发育及生长。母体循环内低水平PAPP-A与胎盘功能障碍相关的不良妊娠结局有关，包括妊娠高血压疾病、SGA 新生儿和死产[19]。婴儿出生体重与母亲妊娠前3 个月PAPP-A 中位数的倍数（MoM）之间存在显著正相关性。Honarjoo 等[15]通过分析孕早期4 650 名孕妇血清中PAPP-A 水平发现，PAPP-A＜0.4 MoM 显著增加SGA 的发生风险（OR：3.213，P＜0.001）。其他研究也认可PAPP-A＜0.4 MoM这一筛查截断值[20-21]。但PAPP-A单一指标只能检出约23 %的SGA,灵敏度及特异度分别为0.138、0.986，故无法单独用于FGR 早期诊断。一项前瞻性队列研究（n=1 796）联合子宫动脉搏动指数和PAPP-A预测FGR，其灵敏度增加至0.788，特异度为0.816[22]。因此，利用PPAP-A 与其他指标联合对FGR 进行早期诊断仍然是有前景的。目前尚无关于PPAP-A 联合其他指标预测FGR 的研究报道。

1.3 PlGF

由胎盘分泌，因其与血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF)相似而被归类为促血管生成因子，通过血管内皮细胞的受体介导信号转导促进血管健康[23]。妊娠早期PlGF＜P5提示胎盘存在严重病理改变[24]，孕前3 个月PlGF在分娩SGA 婴儿的孕妇血液中明显较低[25-26]。然而，作为一个单独的标志与PAPP-A类似，预测SGA虽然有90%的特异度，但灵敏度仅27%[27]。此外，因PlGF 这类血管生成相关因子与子痫前期关系较强，在母亲疑似子痫前期的胎儿中，母体外周血中低PlGF浓度（＜100 pg/mL）预测SGA胎儿的灵敏度达93.2%[28]。同样，联合胎儿超声（如子宫动脉搏动指数、子宫动脉阻力指数）可提高检出率[29]。总之，PlGF 与子宫胎盘功能障碍密切相关，在FGR 早期诊断方面很有潜力，后续研究需将其与其他指标相结合。

1.4 sFlt-1/PlGF

自2004年以来，sFlt-1/PlGF被广泛研究，sFlt-1为VEGF 和PlGF 受体的可溶性形式。sFlt-1 结合母体循环中的游离VEGF和PlGF，降低其膜受体的生物利用度,抑制VEGF和PlGF对母体内皮细胞的作用，已作为诊断和预测子痫前期(pre-eclampsia，PE)的一项有效参数[30]。sFlt-1/PlGF比值在FGR母体血清中显著升高，特别是在早发型或严重FGR的病例中[31]。meta分析发现，sFlt-1/PlGF比值＞33作为预测早发型FGR（＜32周）的截断值时，其灵敏度和特异度分别为0.63(95%CI：0.54～0.71)，0.84(95%CI：0.83～0.85)；≥85时灵敏度提升至0.79 (95%CI：0.66～0.89)[32]。此外，sFlt-1/PlGF 值与FGR 的严重程度相关，可用于评估预后。一项前瞻性观察研究认为对于sFlt-1/PlGF＜38 的病例可诊断为FGR低危，减少超声检查的频次是安全的；而对sFlt-1/PlGF＞85的病例需考虑FGR高危，应提供更密切的随访[33]。类似的研究通过病例对照分析证实，sFlt-1/PlGF 不同的截断值（＜38、38～84、≥85）与早发型FGR严重程度相关，比值越大则胎儿体重所处百分位数越小[34]。该指标具有较好的临床应用价值，有助于对早发型FGR进行严重程度分类从而指导临床管理。但上述研究均为小样本研究，仍需要更多的大型队列研究进一步验证。

1.5 其他潜在的蛋白生物标志物

近期的研究报道了一些其他与FGR 相关的潜在蛋白生物标志物。Daniel等[35]发现足细胞标志蛋白podocalyxin——一种膜糖蛋白，胎盘血管重构可能导致其释放到母体循环中。妊娠前3 个月该标志蛋白水平的升高与妊娠34 周后的SGA 婴儿显著相关。并结合母亲年龄、身高、种族、非初产及足细胞标志蛋白MoM，构建了模型，模型能够较好区分妊娠34周后SGA与非SGA胎儿(AUC 0.78，95%CI：0.771～0.842)。此外，Elabela——一种内源性激素肽，其不足将导致胎盘血管源性功能障碍。FGR 妊娠孕妇血清Elabela水平(4.02±3.42 ng/mL)显著低于健康孕妇，且与出生体重呈正相关(r=0.308，P=0.004)[36]。中区前心房利钠肽(midregional pro-atrial natriuretic peptide，MR-proANP)——一种心脏生物标志物，由于其反映母亲心血管状态，也被认为可预测妊娠晚期FGR[37]。这些潜在的生物标志物仅在个别研究中报道，后续的临床研究对这些标志物加以关注。

2 代谢生物标志物

除了蛋白质，母体循环中还包括数以千计的细胞代谢产物，例如氨基酸、脂肪酸和糖。代谢组学作为一种新兴的高通量技术，能够全面、系统地识别和量化生物系统中的小分子。存在FGR 时，胎盘增加的代谢需求可能导致循环代谢物谱的变化，通过质谱法测量可以量化代谢物，从而检测出代谢产物的变化。Moros等[38]发现在SGA妊娠中丙氨酸、亮氨酸、缬氨酸、异亮氨酸和苯丙氨酸水平显著升高，表明氨基酸代谢与胎盘受损相关。Sovio等[39]对孕12周、20周和28周的母亲血清进行了超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)代谢组学检测，比较175 例足月FGR组和299例非FGR组代谢谱差异，结果显示代谢物1-(1-硬脂酰)2-油酰-gpc（P-18:0/18:1）和1,5-无水糖醇与FGR呈正相关，另外两种代谢物5α-雄甾烷-3α，17α-二醇二硫酸酯和N1，n12-二乙酰精胺则与FGR 呈负相关。此外，两种正相关代谢产物乘积与负相关代谢产物乘积的比值在预测FGR方面表现较佳（AUC 0.78，95%CI：0.7～0.82，P=0.0001）。在没有子痫前期的情况下，该代谢物比值预测FGR要比sFLT1/PlGF更佳（AUC 0.78对0.64，P=0.01）。近期一项前瞻性队列研究测定了妊娠10～14 周时产妇血清样本（n=112)中皮质醇及其前体和代谢物的水平，结果显示SGA 胎儿的孕妇血清中21-脱氧皮质醇水平显著降低，皮质醇/21-脱氧皮质醇和四氢皮质醇/皮质醇两种代谢比的升高，结合这3 个变量能很好的提示胎儿是否存在FGR（AUC 0.824,95%CI：0.713～0.918）[40]。这表明皮质醇相关代谢是预测妊娠早期SGA 的潜在生物标志物。代谢物在筛查FGR 方面具有很大前景，后续研究仍需加大样本进一步证实上述代谢物与FGR 的相关性,从而加强胎儿监测和有针对性的引产来预防不良事件。不足之处是代谢物的检测方法较蛋白质相关检测技术要求更高，难以普及应用。

3 基因生物标志物

micro-RNA（miRNA）是一种内源性的小型单链非编码RNA，在转录后调节多种靶基因的表达。研究已发现了几种miRNA 的异常表达与FGR 相关。miR-16-5p、miR-103-3p、miR-107-3p和miR-27b-3p这4种miRNA在妊娠32周前的FGR母体外周血液样本中均上调[41]。另一项研究则发现母体外周血中miR-16-5 p、miR-20 a-5 p、miR-146 a-5 p、miR-155-5p、miR-181a-5p和miR-195-5p上调[42]。这7个与心血管疾病相关的microRNA 生物标志物组合在妊娠早期（孕11～13周）可检出42.68%的FGR胎儿，而这些胎儿在妊娠晚期才经超声确诊为FGR。然而，由于miRNA 特别是外泌体miRNA 的数量较少，增加了检测难度。另一个重要的障碍是很难从血浆样本中测量RNA，需要用保护全血RNA不被降解的试管收集血液样本[43]。虽然这些试管使用方便，只需要2.5 mL的血液，但它们相对昂贵，临床推广应用前景不理想。

综上所述，在FGR 早期诊断中，sFlt-1/PlGF 是最具价值的蛋白质生物标志物，可应用于FGR 严重程度评估。PAPP-A及PIGF与其他临床指标联合使用时，也能较好地早期诊断FGR。近年来,随着代谢物检测的逐渐普及，生物标志物的应用价值也将在更多孕妇中进行评估。目前，生物标志物用于FGR 早期诊断的研究仍然面临诸多挑战，没有哪一种生物标志物可以单独用于FGR 的诊断，后续研究需要将不同的生物标志物相互组合，最终实现FGR早期诊断及干预，进而阻断或延缓FGR的发生发展。