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人巨细胞病毒感染与孕妇脐血ADAMTS13 蛋白酶活性相关性研究

2019-09-12 09:01 字体:   打印 收藏 
【摘要】 目的 研究人类巨细胞病毒(Human cytomegalovirus, HCMV)感染与晚孕妇女脐血血管性血友病因子裂解蛋白(ADAMTS13)活性的相关性。 方法 选择2014年10月-2015年10月在我院产科住院分娩的470例健康晚孕孕妇,于分娩时采集脐血,PCR法检测脐血HCMV DNA和mRNA水平,残余胶原结合试验法检测脐血中ADAMTS13的活性,ELISA法检测脐血血友病因子(vWF)抗原水平。结果 470例孕晚期孕妇中,脐血HCMV DNA阳性率7.65%(36/470),其中21例HCMV mRNA 阳性,阳性率58.3%(21/36);HCMV DNA阴性孕妇(正常对照组,n=70)ADAMTS13活性为(82.4±12.3%),显著高于宫内感染组(60.4±16.7%,P<0.001);HCMV mRNA 阳性病例ADAMTS13 活性为(51.3±15.9%),显著低于HCMV mRNA 阴性病例(65.8±19.1%,P<0.01);正常对照组脐血vWF水平为(105.6±25.4)ng/ml,显著低于宫内感染组[(147.2±29.1)ng/ml;P<0.05];HCMV mRNA 阳性病例脐血vWF水平为(161.3±23.3)ng/ml,显著高于HCMV mRNA 阴性病例[(130.5±26.4)ng/ml;P=0.034];宫内感染组病例ADAMTS13活性水平与vWF抗原水平呈显著负相关(r=-0.343,P=0.014)。结论 晚孕HCMV 宫内感染时孕妇脐血ADAMTS13 活性降低,这可能是HCMV 感染导致胎盘绒毛病理性微血栓形式的重要机制之一。
【关键词】人巨细胞病毒;ADAMTS13;孕妇;vWF抗原
人类巨细胞病毒(Human cytomegalovirus, HCMV)属疱疹病毒科,在人群中具有较高的感染率,而孕妇是HCMV感染的高发人群。孕妇感染HCMV后,可经胎盘垂直传播,导致胎儿流产、小头畸形、颅内钙化、脉络膜视网膜炎以及神经系统发育落后等严重后果[1]。目前认为,血管内皮细胞是HCMV的易感细胞[2]。HCMV 感染血管内皮细胞后,引起微血栓等血管病理改变,下调胎盘功能,导致流产、胎儿生长受限等子代异常后果[2]。然而病毒损伤内皮细胞后启动微血栓的机制尚不明确。血管性血友病因子裂解蛋白(a disintegrin and metalloproteinase with a thrombospondin type 1 motif, member 13, ADAMTS13)是一种的游离于血浆中的金属蛋白酶,属ADAMTS家族中第13个成员[3]。ADAMTS13的主要功能是裂解血浆中血友病因子超大多聚体(UL-vWF),下调UL-vWF启动血小板性微血栓的能力,预防病理性微血栓形成[4]。研究表明ADAMTS13在胎盘的绒毛滋养细胞和血管内皮细胞中均有表达[5]。但是目前ADAMTS13活性与HCMV宫内感染的相关性国内外尚无相关报道。本实验以晚孕妇女为研究对象,研究HCMV感染晚孕妇女脐血中ADAMTS13活性的变化,探讨HCMV 感染与晚孕妇女脐血ADAMTS13活性的相关性。
实验方法
1. 研究对象 选择2014年10月-2015年10月在我院产科住院分娩的480例健康晚孕孕妇,年龄22~35 岁,平均孕龄 (37.6±2.3)周,无异常孕产史、无病理性产科因素。所有研究对象均签署知情同意书。所有孕妇于分娩时采集脐血6 mL。其中,3 mL 肝素钠抗凝,留取全血;3 mL 枸橼酸钠抗凝,1200 g/min 离心30 min,留取血浆;全血和血浆均于分装后-80℃保存备用。
2. PCR法检测脐血HCMV DNA 按照基因组 DNA 提取试剂盒步骤(上海赛百盛基因技术公司)抽提脐血DNA。采用PCR法检测脐血HCMV DNA水平。HCMV扩增引物如下:上游引物:5’-AGACGGAAGAGAAATTCACTGG-3’,下游引物::5 ‘-GCCATAATCTCATCAGGGGAG-3’反应条件::94℃预变性3 min;94℃变性30 sec、55℃退火30 sec、72℃延伸1 min,反应30 个循环;最后,72℃延伸5 min。取反应产物5 μL,在加入了溴化乙锭1.5%琼脂糖凝胶上电泳30 min,紫外灯下观察并拍照。与Marker 及阳性对照相对应片断的位置出现扩增条带判断为阳性。随机选取PCR 阳性产物送上海生工公司测序,应用BLAST 将测序结果与GeneBank 中的HCMV 晚期基因UL83 相应序列比较分析。
3. RT-PCR法检测脐血HCMV mRNA 采用Rizol法提取脐血RNA,并逆转录成cDNA。采用RT-PCR法检测脐血HCMV mRNA水平。HCMV扩增引物如下:上游引物:5’- GTGATCCGACTGGGCGAAAA3’,下游引物::5 ‘- GAGCGCGTCCACAAATCTTA-3’反应条件::94℃预变性3 min;94℃变性30 sec、55℃退火30 sec、72℃延伸1 min,反应30 个循环;最后,72℃延伸5 min。取反应产物5 μL,在加入了溴化乙锭1.5%琼脂糖凝胶上电泳30 min,紫外灯下观察并拍照。随机选取PCR 阳性产物送上海生工公司测序,应用BLAST 将测序结果与GeneBank 中的HCMV 晚期基因UL83 相应序列比较分析。
4. 脐血ADAMTS13 活性检测 采用残余胶原结合试验检测脐血中ADAMTS13的活性。实验步骤如下:(1)首先用100 μL 3μg/mL的Ⅲ型胶原稀释溶液室温下包被96孔板1 h。用250 μL的PBS 液洗3次后将200 μL 2.5%的BSA溶液加入96孔板内,室温下孵育15 min,用250 μL的PBS 液洗3次后备用。(2)用vWF裂解酶活性assay buffer稀释血浆,得到1: 2.5,1: 5,1: 10,1: 20,1: 40,1: 80,1: 160,1: 320 各150 μL,以PBS 缓冲液为空白对照孔;每份样品各取50μL,然后加入5 μL 93 mM 的BaCL2溶液,37℃孵育5 min,制备标准曲线;待检血样用vWF 活性裂解酶assay buffer 稀释成1: 20 样品。每份样品中加入10 μL /mL 的vWF溶液100 μL,37℃孵育过夜,加入10 μL 82.5mM Na2SO4 终止反应,1100 g 离心3 min,各取40 μL 上清分别加入160 μL 的ELISA 稀释液中,然后取100 μL 加入用Ⅲ型胶原包被好的96 孔板内,37℃孵育1 h。用250 μL 的PBS 液清洗96 孔板三次。(3)每孔加入100 μL 1: 4000 的稀释后的HRP-RAH-vWF IgG 多克隆抗体(丹麦Dakocytomation 公司),37℃孵育1 h。用250 μL 的PBS 液清洗96 孔板三次。加入100 μL 的邻苯二胺- H2O2 底物溶液,室温下孵育3~5 min,加入10 μL 82.5mM Na2SO4 终止反应后,使用酶标仪测定492/630nm 处吸光度。通过标准曲线计算每个样本的活性值。
5. 脐血vWF水平检测 采用双抗夹心 ELISA法检测脐血vWF抗原水平。实验步骤如下:(1)首先利用100 μL 兔抗人vWF 多克隆抗体(A0082,丹麦Dakocytomation 公司)包被96孔高亲和力酶标板,每孔加入200 μL 3.5% BSA封闭,以1:10~1:320倍比稀释混合血样建立标准曲线。(2)将待测血样进行1:40稀释,加入100 μL至包被好的酶标板中,37℃孵育2 h。用250 μL 的PBS 液清洗96 孔板三次。每孔100 μL1:5000 稀释的HRP标记的兔抗人vWF多克隆抗体(P0226),37℃孵育1 h,用250 μL 的PBS 液清洗96 孔板三次。(3)每孔100 μL 邻苯二胺-双氧水显色5~15 min,每孔100 μL1.5 moL/L 硫酸终止反应。用酶标仪测定492/630nm 处吸光度。通过标准曲线计算每个样本的vWF抗原水平。
6. 统计学方法  采用SPSS 19.0软件进行分析,计量资料以均数±标准差( x±s) 表示,两个样本均数间比较用t 检验,多个样本均数间比较采用方差分析,P<0.05为具有统计学差异。
结果
1. 脐血HCMV感染检测结果 本研究共收集孕晚期孕妇脐血470例。脐血HCMV DNA阳性率7.65%(36/470),脐血HCMV DNA 阳性36例中,21例HCMV mRNA 阳性,阳性率58.3%(21/36);从上述对象中选取孕晚期正常对照组70 例(脐血HCMV DNA 阴性)、宫内感染组36例(脐血HCMV DNA阳性)进行后续试验检测。
2. 脐血HCMV感染与ADAMTS13 活性正相关 正常对照组ADAMTS13活性为(82.4±12.3)%,宫内感染组ADAMTS13 活性为(60.4±16.7)%,两组比较差异有统计学意义(P<0.001),结果见表1。将宫内感染组内 HCMV mRNA阳性与 HCMV mRNA阴性病例脐血进一步分析,结果显示HCMV mRNA 阳性病例ADAMTS13 活性为(51.3±15.9)%,HCMV mRNA 阴性病例ADAMTS13 活性为(65.8±19.1)%;两组比较差异有统计学意义(P<0.01),结果见表1。
3. 脐血HCMV感染脐血vWF水平正相关 正常对照组脐血vWF水平为(105.6±25.4)ng/ml,宫内感染组脐血vWF水平为(147.2±29.1)ng/ml,两组比较差异有统计学意义(P<0.05),结果见表1。HCMV mRNA 阳性病例脐血vWF水平为(161.3±23.3)ng/ml,HCMV mRNA 阴性病例脐血vWF水平为(130.5±26.4)ng/ml,两组比较差异有统计学意义(P=0.034),结果见表1。
 
表1 各组脐血中ADAMTS13活性(%)和vWF水平(ng/ml)
组别 例数 ADAMTS13活性 (%) vWF水平(ng/ml)
正常对照组 70 82.4±12.3 105.6±25.4
宫内感染HCMV mRNA阳性组 21 51.3±15.9*,# 161.3±23.3*,#
宫内感染组HCMV mRNA阴性组 15 65.8±19.1* 130.5±26.4*
注:与正常对照组比较,*P<0.001;与HCMV mRNA阴性比较,#P<0.01;
 
4. 脐血ADAMTS13 活性与vWF水平负相关 宫内感染组病例ADAMTS13活性水平与vWF抗原水平呈显著负相关(r=-0.343,P=0.014)。而正常对照组ADAMTS13活性水平与vWF抗原水平无明显相关性(r=-0.018,P=0.342)。
讨论
HCMV 是全世界尤其是发展中国家最常见的宫内感染病原体。据报道,妊娠早期孕妇活动性感染率约为4.2%[6],而早孕自然流产绒毛HCMV感染率可高达36.5%[7]。在妊娠的不同阶段发生宫内感染对子代的影响不尽相同。如果宫内感染发生在受精后2周内,可能影响卵裂球发育而导致流产。受精后3-8周,人体各组织器官正在分化形成,若此期间发生宫内感染,可能严重影响胚胎细胞的分裂增殖,导致严重的胚胎发育异常,临床表现为自然流产、死胎、先天畸形等[8]。因此,HCMV 宫内感染目前仍是影响我国出生质量的重要因素之一,但其发病机制不详,临床尚无防治方案。
虽然HCMV 感染多无临床表现,但妊娠期妇女发生活动性感染时,病毒可经血液循环感染胎盘, 在胎盘局部复制,使胎盘受累,感染胎盘可出现绒毛膜炎及绒毛血管内皮病变,绒毛水肿、纤维化,导致胎盘血液循环功能发生障碍,胎儿宫内缺血缺氧,致使胎儿生长发育受限。目前认为,血管内皮细胞是HCMV 易感细胞。病毒可在血管内皮细胞内复制并损伤内皮细胞,引起绒毛微血栓等绒毛血管病理改变,这是HCMV 感染导致流产、死胎、胎儿生长受限、慢性脑损伤等不良后果的重要病理生理基础[8]。但是,病毒损伤内皮细胞后启动微血栓的机制尚不明确。
vWF具有启动血小板聚集和局部微血栓形成的重要作用,是人体内参与血栓形成与止血的主要糖蛋白之一。血管内皮细胞受损后大量分泌并释放入血液循环,与血管内皮下暴露的胶原结合并与血小板膜上的受体GpIb/IX和GplIb/IlIa结合,产生血小板活化信号,促使血小板血栓形成,在止血初期中发挥重要作用[9]。血浆中的vWF 以大小不等的多聚体形式存在,相对分子质量为500,000~15,000,000,经S-S键联接形成多聚体,其大小取决于亚单位的重复数量。其中,UL-vWF启动血小板性微血栓的能力最强。而vWF过度表达,大量形成UL-vWF,可引起血小板大量聚集,形成病理性微血栓。而ADAMTS13的主要功能是裂解血浆中UL-vWF,降低vWF与内皮下胶原和血小板等的粘附能力,下调vWF启动血小板性微血栓的能力,预防病理性微血栓的形成[4]。正常情况下,ADAMTS13特异性识别vWF,并裂解vWF多聚体,释放出血小板,限制血小板血栓的发展。当ADAMTS13的活性发生异常时,可引起血小板异常聚集,形成血小板性血栓,引起相应的病理生理学变化—血栓性微血管病变。
本研究结果表明,与正常孕妇比较,HCMV宫内感染时孕妇脐血ADAMTS13活性明显降低,其原因可能与内皮细胞受病毒感染有关。何文竹等[10]研究发现HCMV感染人脐静脉内皮细胞(HUVEC)48h后,HUVEC细胞裂解液及细胞上清中的ADAMTS13蛋白表达水平均显著下降,表明HCMV感染HUVEC后可以抑制细胞中 ADAMTS13的表达,与本研究结论相符。此外,我们的研究结果表明, HCMV感染后脐血中vWF水平显著升高,活动性感染的孕妇其vWF水平比非活动性感染的孕妇相比较更高。提示HCMV感染促进了vWF水平的过渡表达。更重要的是,我们发现宫内感染组病例ADAMTS13活性水平与vWF抗原水平呈显著负相关,表明ADAMTS13活性异常后,难以有效裂解血浆中UL-vWF,导致vWF抗原水平大量增加,从而增加了病理性微血栓的发生风险。
综上所述,本研究结果表明晚孕HCMV 宫内感染时孕妇脐血ADAMTS13 活性降低,vWF 抗原水平升高,这可能是HCMV 感染导致胎盘绒毛病理性微血栓形式的重要机制之一。而HCMV感染抑制ADAMTS13 活性的具体分子机制还有待进一步研究。
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