引用本文： 黃萍萍, 葛莉, 繆海燕, 王冠東, 賴玉婷, 江心泳, 陳凡, 龐書勤, 于紅虹. 妊娠糖尿病胎盤差異表達蛋白與胰島素抵抗相關性的 meta 分析和系統評價. 華西醫學, 2021, 36(12): 1705-1715. doi: 10.7507/1002-0179.201911079 復制
妊娠期糖尿病（gestational diabetes mellitus，GDM）給母嬰帶來了嚴重的短期和長期健康問題，也給醫療保健系統帶來了巨大的經濟負擔[1]。由于 GDM 篩查診斷主要在妊娠中晚期，普遍采用口服葡萄糖耐量試驗（oral glucose tolerance test，OGTT），對患者而言費時費力，一旦確診則進行干預治療的時間有限[2]。因此，尋求一種有效的早期預防、治療方法以改善母嬰結局和降低醫療成本是婦產科領域的一個研究重點。GDM 的病因尚未完全闡明，但普遍認為胰島素抵抗（insulin resistance，IR）是 GDM 的關鍵機制[3]。相關研究表明，從早期發育階段開始，胎盤細胞的分泌活動有助于增加局部和全身細胞因子水平，且胎盤組織釋放的細胞因子在誘導 IR 中具有更重要的作用[1，4]。近年來，越來越多的研究探討了胎盤蛋白在 GDM 發病機制中的作用，認為胎盤蛋白表達異常與母體 IR 密切相關，在 GDM 的發生發展中起重要作用[5-8]。但這些研究涉及的胎盤蛋白種類多樣，不能提供清晰、明確、概括性的結論。鑒于胎盤蛋白與 GDM 發生發展的密切聯系，且胎盤來源的 GDM 早期預測因子研究尚處于起始階段，本研究對近年國內外的相關文獻進行系統評價，探討 GDM 胎盤蛋白表達水平改變及其與母體 IR 的相關性，以期為 GDM 病理生理學研究和早期預測因子的開發及新的治療靶點的發現提供參考依據。現報告如下。
1 資料與方法
1.1 納入與排除標準
1.1.1 納入標準
① 研究設計：比較 GDM 與正常產婦胎盤上蛋白表達水平及分析蛋白表達與母體 IR 相關性的病例對照研究；② 研究對象：GDM 患者（GDM 組）和同時期正常妊娠婦女（正常產婦組）；③ 暴露因素：胎盤蛋白表達情況；④ 結局指標：文中明確報告胎盤蛋白表達水平，及胎盤蛋白表達與母體 IR 相關關系的效應指標 r 值。
1.1.2 排除標準
① 綜述、摘要、個案及動物研究；② 無法獲得全文、沒有提供有效數據的文獻；③ 重復發表或同一研究人群的文獻；④ 經紐卡斯爾渥太華量表（Newcastle-Ottawa Scale，NOS）[9]評定低于 5 分的文獻。
1.2 檢索策略
以“Diabetes，Gestational”“Gestational Diabetes”“GDM”“Diabetes，Pregnancy Induced”“Maternal Diabetes”“Pregnancy-Induced Diabetes”“Pregnan* diabetes”“Placenta”“Placentas”“Placentae”“Placentome”“Proteins”“Protein”“Insulin Resistance”“IR”“HOMA-IR”“Insulin”為檢索詞檢索 PubMed、Cochrane Library、Scoups、Web of Science、Embase 5 個英文數據庫；以“妊娠糖尿病”“妊娠期糖尿病”“妊娠合并糖尿病”“妊娠期高血糖”“妊娠期血糖異常”“糖尿病，妊娠”“胎盤”“蛋白”“蛋白質類”“胰島素抵抗”為檢索詞檢索中國知網數據庫、維普數據庫、萬方數據庫和中國生物醫學文獻數據庫 4 個中文數據庫。語種限定為中文和英文。由于在檢索數據庫時發現，這類研究的文章發表時間主要集中在 2009 年及之后，故將此次檢索時間調整限定為 2009 年 1 月—2021 年 11 月，并輔助文獻追溯法以減少漏檢。以 PubMed 和中國知網為例，具體檢索策略見框1。
圖k1
1.3 文獻篩選和資料提取
將檢索的文獻以題錄方式導入 NoteExpress 中，由 2 名評價者按照制定的納入與排除標準獨立進行去重、閱讀文獻題目、摘要和全文等步驟篩選文獻。而后由另 2 名評價者獨立進行資料提取并交叉核對，觀點不一致時，經雙方討論仍不能解決則采取第 3 名評價者的意見。提取的資料包括：第一作者、發表年份、樣本量、年齡、診斷標準、蛋白名稱、檢測方法、取樣部位、結局指標。
1.4 文獻質量評價
本研究根據 Cochrane 手冊[10]的推薦，采用 NOS 量表[9]評價納入文獻的方法學質量，由 2 名評價員獨立進行，如遇分歧則采取第三方意見。評價量表包含研究人群選擇、組間可比性和暴露因素的測量 3 個項目，共 8 個條目；除第 5 個條目總分為 2 分外，其余條目均為 1 分；質量分數范圍為 0～9 分，得分越高表示文獻質量越好，若總分≥5 分，認為質量可靠[9]。
1.5 統計學方法
采用 RevMan 5.4 軟件對同一蛋白表達水平、相關系數 r 值和胰島素抵抗指數（homeostasis model assessment of insulin resistance，HOMA-IR）值進行 meta 分析，連續性數值變量采用標準化均數差（standard mean difference，SMD）及 95%置信區間（confidence interval，CI）合并，陽性率數據選取相對危險度（relative risk，RR）及 95%CI 合并。在進行相關系數 r 值的 meta 分析之前，先對 Pearson 相關系數 r 值進行 Fisher’s Z 轉換[11]：公式① Fisher’s Z=0.5×ln
；公式② SE=
。而后將 Fisher’s Z 和 SE 輸入 RevMan 5.4 軟件利用倒方差法算出 Summary Fisher’s Z[12]，再利用公式換算出 Summary r，即公式③ Summary r=
（Z=Summary Fisher’s Z），并計算 Summary r 的 95%CI[13]。若納入研究以 Spearman 相關系數 r 值報告，則先進行 Pearson 相關系數 r 值的轉換：公式④ rPearson=2 sin（rSpearman，π/6）[14]，再進行上述分析。采用 I2 來衡量研究間的異質性大小，若 I2≤50% 且 P>0.10，則各研究結果間無明顯異質性，采用固定效應模型合并數據；反之表明研究間異質性較大，選用隨機效應模型。對僅在 1 項研究中報告的蛋白表達水平改變、相關系數 r 值進行描述性分析。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 文獻篩選結果
初檢得到相關文獻 1 428 篇，使用 NoteExpress 軟件查重后剔除 469 篇，經閱讀文題與摘要后排除 916 篇，進一步查找閱讀全文、質量評價后排除 24 篇，最終納入 19 篇[5-7，15-30]，其中中文 17 篇[6-7，15-29]，英文 2 篇[5，30]。如圖1。
圖1
文獻篩選流程及結果
*具體包括：PubMed（
2.2 納入研究的基本特征
納入的 19 篇研究[5-7，15-30]中，共有 2 012 例患者，病例組 1 049 例，對照組 963 例，共檢測了 21 種胎盤蛋白。研究采用的 GDM 診斷標準不盡相同，包括不同版本《婦產科學》5 篇[19，24-25，27-28]、國際糖尿病與妊娠研究組（International Association of Diabetes and Pregnancy Study Groups，IADPSG）5 篇[5-6，22，29-30]、美國糖尿病協會（American Diabetes Association，ADA）4 篇[16，18，23，26]、中華醫學會的妊娠合并糖尿病診治指南（2014）3 篇[7，15，21]，2 篇[17，20]未提及。研究國家均為中國。胎盤蛋白檢測方法主要為蛋白質印跡法（western blot，WB）和（或）免疫組織化學（immunohistochemistry，IHC）。組織取樣部位集中于胎盤母體面。納入研究的基本特征見表1。
表1
納入研究的基本特征
2.3 納入研究的質量評價
納入的 19 篇文獻 NOS 評分均≥5 分，其中評分為 5 分的文獻 5 篇[16-17，20，23，28]，評分為 6 分的文獻 8 篇[5-7，18，24-26，29]，評分為 7 分的文獻 6 篇[15，19，21-22，27，30]，納入研究整體質量可接受，見表2。
表2
納入研究的 NOS 評價情況（分）
2.4 GDM 患者與正常產婦胎盤蛋白表達水平比較
2.4.1 Meta 分析結果
3 項研究[7，15-16]比較了兩組胎盤組織視黃醇結合蛋白 4（retinol binding protein 4，RBP4）蛋白的表達水平；隨機效應模型顯示（圖2），與正常產婦組比較，GDM 組胎盤組織 RBP4 表達水平升高［SMD=2.11，95%CI（1.64，2.58），P<0.00001］。3 項研究[17-19]報道了兩組胎盤組織中蛋白酪氨酸磷酸酶 1B（protein tyrosine phosphatase-1B，PTP1B）蛋白的表達情況，但其中 2 項研究[18-19]用蛋白表達陽性率表示，1 項研究[17]用蛋白表達的均數與標準差表示，故僅對 2 項研究[18-19]進行 meta 分析；固定效應模型顯示（圖3），與正常產婦組比較，GDM 組胎盤組織 PTP1B 表達陽性率升高［RR=1.56，95%CI（1.29，1.88），P<0.000 01］。2 項研究[18，20]分析了兩組胎盤組織中胰島素受體底物 1（insulin receptor substrate 1，IRS-1）蛋白的表達情況；固定效應模型顯示（圖4），與正常產婦組比較，GDM 組胎盤組織 IRS-1 表達陽性率降低［RR=0.69，95%CI（0.60，0.78），P<0.000 01］。
圖2
GDM 組與正常產婦組胎盤 RBP4 表達水平比較森林圖
圖3
GDM 組與正常產婦組胎盤 PTP1B 表達陽性率比較森林圖
圖4
GDM 組與正常產婦組胎盤 IRS-1 表達陽性率比較森林圖
2.4.2 描述性分析結果
由納入研究可知，GDM 組胎盤上瘦素[30]、抵抗素[30]、黃嘌呤氧化酶（xanthione oxidase，XO）[30]、丙二醛[30]、8-異前列腺素（8-isoprostaglandin，8ISO）[30]、叉形頭轉錄因子 O 亞型 1（forkhead box transcription factor 1，FoxO1）[5]、腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor α，TNF-α）[5]、Toll 樣受體 4（Toll-like receptor 4，TLR4）[21]、叉形頭轉錄因子 O 亞型 3a（forkhead box transcription factor，FOXO3a）[6]、半乳糖凝集素 3（Galectin-3）[23]、半乳糖凝集素 2（Galectin-2） [22]、胎球蛋白 A（fetuin-A，AHSG）[28]、巨噬細胞移動抑制因子（migration inhibitory factor，MIF）[24]、雌激素受體α（estrogen receptorα，ERα）[29]表達水平或陽性率均上調；而脂聯素[25-26]、蛋白激酶 B（protein kinases B，AKT）[19]、磷酸化蛋白激酶 B（phospho-protein kinases B， p-AKT）[27]、磷脂酰肌醇 3-激酶（phosphoinositide 3-kinase，PI3K）[27]、葡萄糖轉運蛋白 4（glucose transporter 4，GLUT4）[15，20]表達水平或陽性率均下調。
2.5 胎盤差異表達蛋白與 HOMA-IR 的相關性
2.5.1 Meta 分析結果
在 3 項分析 GDM 組胎盤 RBP4 與母體 HOMA-IR 相關性的研究[7， 15-16]中，異質性檢驗的結果為 I2=73%，P=0.02，各研究間存在統計學異質性，采用隨機效應模型進行 meta 分析，合并后 Summary Fisher’s Z=0.84，95%CI（0.53，1.15），P<0.000 01，如圖5 所示。經 Fisher’s Z 反轉換，得 RBP4 與 HOMA-IR 相關系數的 Summary r=0.686，95%CI（0.485，0.818），說明 GDM 組胎盤 RBP4 蛋白表達與 HOMA-IR 呈正相關，即胎盤 RBP4 表達水平越高，母體的 IR 越明顯。
圖5
RBP4 與 IR 的 Fisher’s Z 比較森林圖
在 3 項報道胎盤 PTP1B 與母體 HOMA-IR 相關性的研究[17-19]中，異質性檢驗的結果為 I2=18%，P=0.29，說明研究間具有同質性，采用固定效應模型進行 meta 分析，合并后 Summary Fisher’s Z=0.80，95%CI（0.66，0.94），P<0.000 01，如圖6 所示。經 Fisher’s Z 反轉換，得 PTP1B 與 HOMA-IR 相關系數的 Summary r=0.664，95%CI（0.578，0.735），說明胎盤 PTP1B 蛋白表達與 HOMA-IR 呈正相關，即胎盤 PTP1B 表達水平越高，母體的 IR 越明顯。
圖6
PTP1B 與 IR 的 Fisher’s Z 比較森林圖
2 項研究[18，20]報道了 GDM 組胎盤 IRS-1 與母體 HOMA-IR 的關系，異質性檢驗的結果為 I2=0%，P=0.63，說明研究間具有同質性，采用固定效應模型進行 meta 分析，合并后 Summary Fisher’s Z=?0.59，95%CI（?0.79，?0.40），P<0.000 01，如圖7 所示。經 Fisher’s Z 反轉換，得 IRS-1 與 HOMA-IR 相關系數的 Summary r=?0.530，95%CI（?0.658，?0.380），說明胎盤 IRS-1 蛋白表達與 HOMA-IR 呈負相關，即胎盤 IRS-1 表達水平越低，母體的 IR 越明顯。
圖7
IRS-1 與 IR 的 Fisher’s Z 比較森林圖
2 項研究[15，20]分析了 GDM 組胎盤 GLUT4 與母體 HOMA-IR 的關系，異質性檢驗的結果為 I2=98%，P<0.000 01，說明異各研究間存在統計學異質性，采用隨機效應模型進行 meta 分析，合并后 Summary Fisher’s Z=0.17，95%CI（?1.07，1.41），P=0.79，如圖8 所示。經 Fisher’s Z 反轉換，得 GLUT4 與 HOMA-IR 相關系數的 Summary r=0.168，95%CI（?0.789，0.887），說明胎盤 GLUT4 蛋白表達與 HOMA-IR 無相關性。
圖8
GLUT4 與 IR 的 Fisher’s Z 比較森林圖
在 2 項分析胎盤脂聯素與母體 HOMA-IR 相關性的研究[25-26]中，異質性檢驗的結果為 I2=94%，P<0.000 1，各研究間存在統計學異質性，采用隨機效應模型進行 meta 分析，合并后 Summary Fisher’s Z=?1.20，95%CI（?1.98，?0.43），P=0.002，如圖9 所示。經 Fisher’s Z 反轉換，得脂聯素與 HOMA-IR 相關系數的 Summary r=?0.834，95%CI（?0.963，?0.405），說明胎盤脂聯素蛋白表達與 HOMA-IR 呈負相關，即胎盤脂聯素表達水平越低，母體的 IR 越明顯。
圖9
脂聯素與 IR 的 Fisher’s Z 比較森林圖
2.5.2 描述性分析結果
由納入研究可知，胎盤組織中的脂肪細胞因子（瘦素、抵抗素）[25]、氧化應激標志物（XO、丙二醛、8ISO）[30]、FoxO1[5]、TNF-α[5]、TLR4[21]、FOXO3a[6]、Galectin-3[23]、Galectin-2[22]、AHSG[28]、MIF[24]及 ERα[29]均與 HOMA-IR 呈正相關；AKT[19]和 PI3K[27]均與 HOMA-IR 呈負相關；p-AKT 與 HOMA-IR 不相關。
3 討論
GDM 是最常見的妊娠期并發癥之一，其發病率在全球肥胖癥流行、產婦高齡等背景下持續攀升[31]。GDM 對母親及其后代的近遠期健康具有潛在的影響，包括增加妊娠期高血壓、羊水過多、巨大兒、產傷、新生兒低血糖的發生率和母兒遠期患 2 型糖尿病、心血管疾病的風險[31-32]。目前已知 GDM 屬多因素疾病，IR、遺傳基因缺陷、細胞功能障礙、氧化應激、炎癥因子、脂肪細胞因子等可能參與 GDM 發生，IR 是主要的病理生理機制[7]。母體 IR 為人類妊娠的正常改變，尤其在妊娠中晚期，但對 GDM 患者而言，其體內 IR 程度更加嚴重[33]。
懷孕期間胎盤通過分泌激素和細胞因子促進 IR[34]，而近年研究表明胎盤局部蛋白表達水平失調也與 IR 密切相關[5-8]。脂肪細胞因子、炎癥反應、氧化應激與 IR 的關系成為人們關注的焦點。研究表明，脂肪細胞因子和炎癥因子與 IR 形成顯著相關[35]，炎癥和氧化應激介導了 IR，在 GDM 的發生發展中起著重要作用[36]。妊娠期間胎盤也表達和分泌脂肪細胞因子，包括 RBP4、瘦素、抵抗素和脂聯素等，是孕期母體脂肪細胞因子的重要來源。多項研究報道，RBP4、瘦素表達水平在 GDM 患者的胎盤和母體血清中上調[37-40]。RBP4 與 IR、葡萄糖和脂質代謝異常有關，是 GDM 的中等獨立危險因素[37，41]；瘦素與 IR 正相關，其表達增加可刺激促炎細胞因子 TNF-α等的產生，加劇了炎癥反應進而促進 IR[42]。脂聯素具有胰島素增敏和抗炎特性，與 IR 呈反比關系，而抵抗素則降低胰島素敏感性，增加 IR[43]，因此，脂聯素水平的降低和抵抗素水平的升高可能在 GDM 患者 IR 的發生發展中起作用[44]。本研究 meta 分析結果也表明 GDM 胎盤組織 RBP4 表達上調，與 HOMA-IR 呈正相關，脂聯素蛋白表達與 HOMA-IR 呈負相關；描述性分析顯示脂肪細胞因子瘦素和抵抗素在 GDM 胎盤表達上調，均與 HOMA-IR 呈正相關。
越來越多的證據表明慢性炎癥和氧化應激在 GDM 的發病機制中發揮重要作用，氧化應激是 IR 的常見決定因素，可誘導各種炎性介質的產生[42，45]；IR 與促炎細胞因子的異常分泌以及抗炎介質的產生減少有關，促炎性細胞因子也可能通過增加活性氧前體的表達和激活來促進氧化應激[42]。炎癥蛋白 TNF-α是孕期 IR 最顯著的預測因子[46]，研究發現 GDM 患者胎盤和血清的 TNF-α水平高于對照組[47-48]，胎盤中 TNF-α的表達情況與妊娠相關的 IR 有關[49]。研究表明轉錄因子 FoxO1 高表達時可以促進 IR 相關的 TNF-α等炎癥因子的釋放，引起某些信號通路傳導異常而導致 IR[50]。Galectin-3 是介導炎癥導致 IR 的關鍵分子，其可與胰島素受體結合進而抑制下游胰島素信號的傳導[51]，Galectin-2 不僅參與調節機體的炎癥反應，也與葡萄糖、脂肪代謝等多種生物學過程有關[52]，但目前關于 GDM 胎盤或血清中 Galectin3、Galectin-2 表達水平的研究有限，有待后續進一步研究。此外，炎癥因子 TLR4、MIF 也與 IR 及糖尿病密切相關[53-54]，GDM 患者血清 TLR4、MIF 水平較高，可能通過上調炎癥介質等途徑參與 GDM 的發生發展[55]。氧化應激指活性氧產生和抗氧化防御之間的平衡失調，胎盤是氧化與抗氧化分子的豐富來源[56]。研究發現 GDM 胎盤和母體循環中氧化應激標志物 XO、丙二醛和 8ISO 表達增多而抗氧化蛋白減少，表明氧化應激增強可能有助于 GDM 的發生發展[42，56]。轉錄調節因子 FoxO3a 是氧化應激機制中重要的調控分子，可通過 PI3K-Akt-FoxO3a 途徑發揮抗氧化和誘導氧化應激的作用[57]，因此其表達異常可能介導氧化應激參與 IR。本研究結果顯示炎癥因子（TNF-α、Galectin-3、Galectin-2、TLR4、MIF）、FoxO1 和氧化應激標志物（XO、丙二醛、8ISO）、FoxO3a 均與 HOMA-IR 呈正相關。
此外，胰島素信號通路傳導異常通常是引起 IR 的最直接原因[34]。PI3K/AKT 作為經典的胰島素信號傳導路徑，在胰島素刺激下，IRS-1 的酪氨酸磷酸化并結合和激活 PI3K，后者經磷酸化激活 AKT 使其絲氨酸殘基磷酸化，進而調節 GLUT4 的易位，介導細胞對葡萄糖的攝取，當路徑中的任何一個分子或環節異常時均可導致 IR[27]。PTP1B 和 AHSG 在胰島素信號傳導中均起到負性調節的作用，PTP1B 過表達時會影響蛋白酪氨酸激酶的活性，引起胰島素受體與胰島素結合受限，進而導致 IR[58]；AHSG 則通過抑制胰島素刺激的胰島素受體磷酸化而引起 IR[59]。另外，研究發現胎盤 ERα表達異常與妊娠期并發癥有關[60]，ERα除介導雌激素發揮拮抗孕激素作用外，還會影響 GLUT4 的表達與功能，從而促進 IR 發生發展[61]。本研究 meta 分析發現 GDM 胎盤上 PTP1B 蛋白表達與 HOMA-IR 呈正相關；描述性分析結果顯示，AHSG、ERα 均與 HOMA-IR 呈正相關；除 p-AKT 和 GLUT4 與 HOMA-IR 不相關外， AKT、IRS-1、PI3K 均與 HOMA-IR 呈負相關。
本研究存在一些不足之處：① 納入文獻限定為中英文語種，可能存在語言偏倚和文獻收錄不全；② 由于多數蛋白僅在 1 篇文獻描述，描述性分析多而 meta 分析少；此外，因不同文獻研究的蛋白不同，需進行不同蛋白的 meta 分析，導致每次納入 meta 分析的文獻數量較少，可能降低研究結果可靠性；③ 多數納入研究僅停留于整體層面，不能明確差異表達蛋白與 IR 之間的因果關系，未對其表達變化、作用機制和意義進行深入研究探討。
綜上，GDM 患者胎盤組織中存在脂肪因子、炎癥因子、氧化應激標志物、胰島素信號傳導通路相關分子等蛋白表達水平失調現象，且可能通過多環節、多途徑在 GDM 病理性 IR 的發生發展中起重要作用。目前臨床上尚缺乏用于 GDM 早期篩查防護的靈敏度高、特異性強的生物標志物，GDM 屬胎盤源性疾病，且妊娠期間母體外周血循環中存在與胎盤相關和（或）胎盤組織釋放入血的蛋白。本研究初步闡釋了 GDM 胎盤蛋白表達水平改變及其與母體 IR 的相關性，但仍需更多高質量、大樣本的研究來論證其中的因果關系和表達改變。這些胎盤差異蛋白指標一方面或許可以作為臨床早期預測因子和新治療靶點，用于 GDM 的妊娠早期篩查、預防和治療，從而降低妊娠中晚期 GDM 檢出率和改善母兒結局，但需要大樣本臨床隊列研究進行驗證和相關的成本效益分析。另一方面本研究也為 GDM 病理生理學的進一步研究提供了方向，今后可從整體水平上檢測 GDM 大鼠與正常妊娠大鼠胎盤內這些相關指標的表達量變化和在胎盤上的定位，并作為相關干預研究療效的檢測指標，分析其與 GDM 的相關性；同時，從細胞水平上探討上述胎盤蛋白表達變化對滋養細胞功能的影響和它們之間的相互調控關系以及與 IR 發生發展的關系，從而能更深入地把握 GDM 的發病機制。
利益沖突：所有作者聲明不存在利益沖突。
妊娠期糖尿病（gestational diabetes mellitus，GDM）給母嬰帶來了嚴重的短期和長期健康問題，也給醫療保健系統帶來了巨大的經濟負擔[1]。由于 GDM 篩查診斷主要在妊娠中晚期，普遍采用口服葡萄糖耐量試驗（oral glucose tolerance test，OGTT），對患者而言費時費力，一旦確診則進行干預治療的時間有限[2]。因此，尋求一種有效的早期預防、治療方法以改善母嬰結局和降低醫療成本是婦產科領域的一個研究重點。GDM 的病因尚未完全闡明，但普遍認為胰島素抵抗（insulin resistance，IR）是 GDM 的關鍵機制[3]。相關研究表明，從早期發育階段開始，胎盤細胞的分泌活動有助于增加局部和全身細胞因子水平，且胎盤組織釋放的細胞因子在誘導 IR 中具有更重要的作用[1，4]。近年來，越來越多的研究探討了胎盤蛋白在 GDM 發病機制中的作用，認為胎盤蛋白表達異常與母體 IR 密切相關，在 GDM 的發生發展中起重要作用[5-8]。但這些研究涉及的胎盤蛋白種類多樣，不能提供清晰、明確、概括性的結論。鑒于胎盤蛋白與 GDM 發生發展的密切聯系，且胎盤來源的 GDM 早期預測因子研究尚處于起始階段，本研究對近年國內外的相關文獻進行系統評價，探討 GDM 胎盤蛋白表達水平改變及其與母體 IR 的相關性，以期為 GDM 病理生理學研究和早期預測因子的開發及新的治療靶點的發現提供參考依據。現報告如下。
1 資料與方法
1.1 納入與排除標準
1.1.1 納入標準
① 研究設計：比較 GDM 與正常產婦胎盤上蛋白表達水平及分析蛋白表達與母體 IR 相關性的病例對照研究；② 研究對象：GDM 患者（GDM 組）和同時期正常妊娠婦女（正常產婦組）；③ 暴露因素：胎盤蛋白表達情況；④ 結局指標：文中明確報告胎盤蛋白表達水平，及胎盤蛋白表達與母體 IR 相關關系的效應指標 r 值。
1.1.2 排除標準
① 綜述、摘要、個案及動物研究；② 無法獲得全文、沒有提供有效數據的文獻；③ 重復發表或同一研究人群的文獻；④ 經紐卡斯爾渥太華量表（Newcastle-Ottawa Scale，NOS）[9]評定低于 5 分的文獻。
1.2 檢索策略
以“Diabetes，Gestational”“Gestational Diabetes”“GDM”“Diabetes，Pregnancy Induced”“Maternal Diabetes”“Pregnancy-Induced Diabetes”“Pregnan* diabetes”“Placenta”“Placentas”“Placentae”“Placentome”“Proteins”“Protein”“Insulin Resistance”“IR”“HOMA-IR”“Insulin”為檢索詞檢索 PubMed、Cochrane Library、Scoups、Web of Science、Embase 5 個英文數據庫；以“妊娠糖尿病”“妊娠期糖尿病”“妊娠合并糖尿病”“妊娠期高血糖”“妊娠期血糖異常”“糖尿病，妊娠”“胎盤”“蛋白”“蛋白質類”“胰島素抵抗”為檢索詞檢索中國知網數據庫、維普數據庫、萬方數據庫和中國生物醫學文獻數據庫 4 個中文數據庫。語種限定為中文和英文。由于在檢索數據庫時發現，這類研究的文章發表時間主要集中在 2009 年及之后，故將此次檢索時間調整限定為 2009 年 1 月—2021 年 11 月，并輔助文獻追溯法以減少漏檢。以 PubMed 和中國知網為例，具體檢索策略見框1。
圖k1
1.3 文獻篩選和資料提取
將檢索的文獻以題錄方式導入 NoteExpress 中，由 2 名評價者按照制定的納入與排除標準獨立進行去重、閱讀文獻題目、摘要和全文等步驟篩選文獻。而后由另 2 名評價者獨立進行資料提取并交叉核對，觀點不一致時，經雙方討論仍不能解決則采取第 3 名評價者的意見。提取的資料包括：第一作者、發表年份、樣本量、年齡、診斷標準、蛋白名稱、檢測方法、取樣部位、結局指標。
1.4 文獻質量評價
本研究根據 Cochrane 手冊[10]的推薦，采用 NOS 量表[9]評價納入文獻的方法學質量，由 2 名評價員獨立進行，如遇分歧則采取第三方意見。評價量表包含研究人群選擇、組間可比性和暴露因素的測量 3 個項目，共 8 個條目；除第 5 個條目總分為 2 分外，其余條目均為 1 分；質量分數范圍為 0～9 分，得分越高表示文獻質量越好，若總分≥5 分，認為質量可靠[9]。
1.5 統計學方法
采用 RevMan 5.4 軟件對同一蛋白表達水平、相關系數 r 值和胰島素抵抗指數（homeostasis model assessment of insulin resistance，HOMA-IR）值進行 meta 分析，連續性數值變量采用標準化均數差（standard mean difference，SMD）及 95%置信區間（confidence interval，CI）合并，陽性率數據選取相對危險度（relative risk，RR）及 95%CI 合并。在進行相關系數 r 值的 meta 分析之前，先對 Pearson 相關系數 r 值進行 Fisher’s Z 轉換[11]：公式① Fisher’s Z=0.5×ln；公式② SE=。而后將 Fisher’s Z 和 SE 輸入 RevMan 5.4 軟件利用倒方差法算出 Summary Fisher’s Z[12]，再利用公式換算出 Summary r，即公式③ Summary r=（Z=Summary Fisher’s Z），并計算 Summary r 的 95%CI[13]。若納入研究以 Spearman 相關系數 r 值報告，則先進行 Pearson 相關系數 r 值的轉換：公式④ rPearson=2 sin（rSpearman，π/6）[14]，再進行上述分析。采用 I2 來衡量研究間的異質性大小，若 I2≤50% 且 P>0.10，則各研究結果間無明顯異質性，采用固定效應模型合并數據；反之表明研究間異質性較大，選用隨機效應模型。對僅在 1 項研究中報告的蛋白表達水平改變、相關系數 r 值進行描述性分析。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 文獻篩選結果
初檢得到相關文獻 1 428 篇，使用 NoteExpress 軟件查重后剔除 469 篇，經閱讀文題與摘要后排除 916 篇，進一步查找閱讀全文、質量評價后排除 24 篇，最終納入 19 篇[5-7，15-30]，其中中文 17 篇[6-7，15-29]，英文 2 篇[5，30]。如圖1。
圖1
文獻篩選流程及結果
*具體包括：PubMed（
2.2 納入研究的基本特征
納入的 19 篇研究[5-7，15-30]中，共有 2 012 例患者，病例組 1 049 例，對照組 963 例，共檢測了 21 種胎盤蛋白。研究采用的 GDM 診斷標準不盡相同，包括不同版本《婦產科學》5 篇[19，24-25，27-28]、國際糖尿病與妊娠研究組（International Association of Diabetes and Pregnancy Study Groups，IADPSG）5 篇[5-6，22，29-30]、美國糖尿病協會（American Diabetes Association，ADA）4 篇[16，18，23，26]、中華醫學會的妊娠合并糖尿病診治指南（2014）3 篇[7，15，21]，2 篇[17，20]未提及。研究國家均為中國。胎盤蛋白檢測方法主要為蛋白質印跡法（western blot，WB）和（或）免疫組織化學（immunohistochemistry，IHC）。組織取樣部位集中于胎盤母體面。納入研究的基本特征見表1。
表1
納入研究的基本特征
2.3 納入研究的質量評價
納入的 19 篇文獻 NOS 評分均≥5 分，其中評分為 5 分的文獻 5 篇[16-17，20，23，28]，評分為 6 分的文獻 8 篇[5-7，18，24-26，29]，評分為 7 分的文獻 6 篇[15，19，21-22，27，30]，納入研究整體質量可接受，見表2。
表2
納入研究的 NOS 評價情況（分）
2.4 GDM 患者與正常產婦胎盤蛋白表達水平比較
2.4.1 Meta 分析結果
3 項研究[7，15-16]比較了兩組胎盤組織視黃醇結合蛋白 4（retinol binding protein 4，RBP4）蛋白的表達水平；隨機效應模型顯示（圖2），與正常產婦組比較，GDM 組胎盤組織 RBP4 表達水平升高［SMD=2.11，95%CI（1.64，2.58），P<0.00001］。3 項研究[17-19]報道了兩組胎盤組織中蛋白酪氨酸磷酸酶 1B（protein tyrosine phosphatase-1B，PTP1B）蛋白的表達情況，但其中 2 項研究[18-19]用蛋白表達陽性率表示，1 項研究[17]用蛋白表達的均數與標準差表示，故僅對 2 項研究[18-19]進行 meta 分析；固定效應模型顯示（圖3），與正常產婦組比較，GDM 組胎盤組織 PTP1B 表達陽性率升高［RR=1.56，95%CI（1.29，1.88），P<0.000 01］。2 項研究[18，20]分析了兩組胎盤組織中胰島素受體底物 1（insulin receptor substrate 1，IRS-1）蛋白的表達情況；固定效應模型顯示（圖4），與正常產婦組比較，GDM 組胎盤組織 IRS-1 表達陽性率降低［RR=0.69，95%CI（0.60，0.78），P<0.000 01］。
圖2
GDM 組與正常產婦組胎盤 RBP4 表達水平比較森林圖
圖3
GDM 組與正常產婦組胎盤 PTP1B 表達陽性率比較森林圖
圖4
GDM 組與正常產婦組胎盤 IRS-1 表達陽性率比較森林圖
2.4.2 描述性分析結果
由納入研究可知，GDM 組胎盤上瘦素[30]、抵抗素[30]、黃嘌呤氧化酶（xanthione oxidase，XO）[30]、丙二醛[30]、8-異前列腺素（8-isoprostaglandin，8ISO）[30]、叉形頭轉錄因子 O 亞型 1（forkhead box transcription factor 1，FoxO1）[5]、腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor α，TNF-α）[5]、Toll 樣受體 4（Toll-like receptor 4，TLR4）[21]、叉形頭轉錄因子 O 亞型 3a（forkhead box transcription factor，FOXO3a）[6]、半乳糖凝集素 3（Galectin-3）[23]、半乳糖凝集素 2（Galectin-2） [22]、胎球蛋白 A（fetuin-A，AHSG）[28]、巨噬細胞移動抑制因子（migration inhibitory factor，MIF）[24]、雌激素受體α（estrogen receptorα，ERα）[29]表達水平或陽性率均上調；而脂聯素[25-26]、蛋白激酶 B（protein kinases B，AKT）[19]、磷酸化蛋白激酶 B（phospho-protein kinases B， p-AKT）[27]、磷脂酰肌醇 3-激酶（phosphoinositide 3-kinase，PI3K）[27]、葡萄糖轉運蛋白 4（glucose transporter 4，GLUT4）[15，20]表達水平或陽性率均下調。
2.5 胎盤差異表達蛋白與 HOMA-IR 的相關性
2.5.1 Meta 分析結果
在 3 項分析 GDM 組胎盤 RBP4 與母體 HOMA-IR 相關性的研究[7， 15-16]中，異質性檢驗的結果為 I2=73%，P=0.02，各研究間存在統計學異質性，采用隨機效應模型進行 meta 分析，合并后 Summary Fisher’s Z=0.84，95%CI（0.53，1.15），P<0.000 01，如圖5 所示。經 Fisher’s Z 反轉換，得 RBP4 與 HOMA-IR 相關系數的 Summary r=0.686，95%CI（0.485，0.818），說明 GDM 組胎盤 RBP4 蛋白表達與 HOMA-IR 呈正相關，即胎盤 RBP4 表達水平越高，母體的 IR 越明顯。
圖5
RBP4 與 IR 的 Fisher’s Z 比較森林圖
在 3 項報道胎盤 PTP1B 與母體 HOMA-IR 相關性的研究[17-19]中，異質性檢驗的結果為 I2=18%，P=0.29，說明研究間具有同質性，采用固定效應模型進行 meta 分析，合并后 Summary Fisher’s Z=0.80，95%CI（0.66，0.94），P<0.000 01，如圖6 所示。經 Fisher’s Z 反轉換，得 PTP1B 與 HOMA-IR 相關系數的 Summary r=0.664，95%CI（0.578，0.735），說明胎盤 PTP1B 蛋白表達與 HOMA-IR 呈正相關，即胎盤 PTP1B 表達水平越高，母體的 IR 越明顯。
圖6
PTP1B 與 IR 的 Fisher’s Z 比較森林圖
2 項研究[18，20]報道了 GDM 組胎盤 IRS-1 與母體 HOMA-IR 的關系，異質性檢驗的結果為 I2=0%，P=0.63，說明研究間具有同質性，采用固定效應模型進行 meta 分析，合并后 Summary Fisher’s Z=?0.59，95%CI（?0.79，?0.40），P<0.000 01，如圖7 所示。經 Fisher’s Z 反轉換，得 IRS-1 與 HOMA-IR 相關系數的 Summary r=?0.530，95%CI（?0.658，?0.380），說明胎盤 IRS-1 蛋白表達與 HOMA-IR 呈負相關，即胎盤 IRS-1 表達水平越低，母體的 IR 越明顯。
圖7
IRS-1 與 IR 的 Fisher’s Z 比較森林圖
2 項研究[15，20]分析了 GDM 組胎盤 GLUT4 與母體 HOMA-IR 的關系，異質性檢驗的結果為 I2=98%，P<0.000 01，說明異各研究間存在統計學異質性，采用隨機效應模型進行 meta 分析，合并后 Summary Fisher’s Z=0.17，95%CI（?1.07，1.41），P=0.79，如圖8 所示。經 Fisher’s Z 反轉換，得 GLUT4 與 HOMA-IR 相關系數的 Summary r=0.168，95%CI（?0.789，0.887），說明胎盤 GLUT4 蛋白表達與 HOMA-IR 無相關性。
圖8
GLUT4 與 IR 的 Fisher’s Z 比較森林圖
在 2 項分析胎盤脂聯素與母體 HOMA-IR 相關性的研究[25-26]中，異質性檢驗的結果為 I2=94%，P<0.000 1，各研究間存在統計學異質性，采用隨機效應模型進行 meta 分析，合并后 Summary Fisher’s Z=?1.20，95%CI（?1.98，?0.43），P=0.002，如圖9 所示。經 Fisher’s Z 反轉換，得脂聯素與 HOMA-IR 相關系數的 Summary r=?0.834，95%CI（?0.963，?0.405），說明胎盤脂聯素蛋白表達與 HOMA-IR 呈負相關，即胎盤脂聯素表達水平越低，母體的 IR 越明顯。
圖9
脂聯素與 IR 的 Fisher’s Z 比較森林圖
2.5.2 描述性分析結果
由納入研究可知，胎盤組織中的脂肪細胞因子（瘦素、抵抗素）[25]、氧化應激標志物（XO、丙二醛、8ISO）[30]、FoxO1[5]、TNF-α[5]、TLR4[21]、FOXO3a[6]、Galectin-3[23]、Galectin-2[22]、AHSG[28]、MIF[24]及 ERα[29]均與 HOMA-IR 呈正相關；AKT[19]和 PI3K[27]均與 HOMA-IR 呈負相關；p-AKT 與 HOMA-IR 不相關。
3 討論
GDM 是最常見的妊娠期并發癥之一，其發病率在全球肥胖癥流行、產婦高齡等背景下持續攀升[31]。GDM 對母親及其后代的近遠期健康具有潛在的影響，包括增加妊娠期高血壓、羊水過多、巨大兒、產傷、新生兒低血糖的發生率和母兒遠期患 2 型糖尿病、心血管疾病的風險[31-32]。目前已知 GDM 屬多因素疾病，IR、遺傳基因缺陷、細胞功能障礙、氧化應激、炎癥因子、脂肪細胞因子等可能參與 GDM 發生，IR 是主要的病理生理機制[7]。母體 IR 為人類妊娠的正常改變，尤其在妊娠中晚期，但對 GDM 患者而言，其體內 IR 程度更加嚴重[33]。
懷孕期間胎盤通過分泌激素和細胞因子促進 IR[34]，而近年研究表明胎盤局部蛋白表達水平失調也與 IR 密切相關[5-8]。脂肪細胞因子、炎癥反應、氧化應激與 IR 的關系成為人們關注的焦點。研究表明，脂肪細胞因子和炎癥因子與 IR 形成顯著相關[35]，炎癥和氧化應激介導了 IR，在 GDM 的發生發展中起著重要作用[36]。妊娠期間胎盤也表達和分泌脂肪細胞因子，包括 RBP4、瘦素、抵抗素和脂聯素等，是孕期母體脂肪細胞因子的重要來源。多項研究報道，RBP4、瘦素表達水平在 GDM 患者的胎盤和母體血清中上調[37-40]。RBP4 與 IR、葡萄糖和脂質代謝異常有關，是 GDM 的中等獨立危險因素[37，41]；瘦素與 IR 正相關，其表達增加可刺激促炎細胞因子 TNF-α等的產生，加劇了炎癥反應進而促進 IR[42]。脂聯素具有胰島素增敏和抗炎特性，與 IR 呈反比關系，而抵抗素則降低胰島素敏感性，增加 IR[43]，因此，脂聯素水平的降低和抵抗素水平的升高可能在 GDM 患者 IR 的發生發展中起作用[44]。本研究 meta 分析結果也表明 GDM 胎盤組織 RBP4 表達上調，與 HOMA-IR 呈正相關，脂聯素蛋白表達與 HOMA-IR 呈負相關；描述性分析顯示脂肪細胞因子瘦素和抵抗素在 GDM 胎盤表達上調，均與 HOMA-IR 呈正相關。
越來越多的證據表明慢性炎癥和氧化應激在 GDM 的發病機制中發揮重要作用，氧化應激是 IR 的常見決定因素，可誘導各種炎性介質的產生[42，45]；IR 與促炎細胞因子的異常分泌以及抗炎介質的產生減少有關，促炎性細胞因子也可能通過增加活性氧前體的表達和激活來促進氧化應激[42]。炎癥蛋白 TNF-α是孕期 IR 最顯著的預測因子[46]，研究發現 GDM 患者胎盤和血清的 TNF-α水平高于對照組[47-48]，胎盤中 TNF-α的表達情況與妊娠相關的 IR 有關[49]。研究表明轉錄因子 FoxO1 高表達時可以促進 IR 相關的 TNF-α等炎癥因子的釋放，引起某些信號通路傳導異常而導致 IR[50]。Galectin-3 是介導炎癥導致 IR 的關鍵分子，其可與胰島素受體結合進而抑制下游胰島素信號的傳導[51]，Galectin-2 不僅參與調節機體的炎癥反應，也與葡萄糖、脂肪代謝等多種生物學過程有關[52]，但目前關于 GDM 胎盤或血清中 Galectin3、Galectin-2 表達水平的研究有限，有待后續進一步研究。此外，炎癥因子 TLR4、MIF 也與 IR 及糖尿病密切相關[53-54]，GDM 患者血清 TLR4、MIF 水平較高，可能通過上調炎癥介質等途徑參與 GDM 的發生發展[55]。氧化應激指活性氧產生和抗氧化防御之間的平衡失調，胎盤是氧化與抗氧化分子的豐富來源[56]。研究發現 GDM 胎盤和母體循環中氧化應激標志物 XO、丙二醛和 8ISO 表達增多而抗氧化蛋白減少，表明氧化應激增強可能有助于 GDM 的發生發展[42，56]。轉錄調節因子 FoxO3a 是氧化應激機制中重要的調控分子，可通過 PI3K-Akt-FoxO3a 途徑發揮抗氧化和誘導氧化應激的作用[57]，因此其表達異常可能介導氧化應激參與 IR。本研究結果顯示炎癥因子（TNF-α、Galectin-3、Galectin-2、TLR4、MIF）、FoxO1 和氧化應激標志物（XO、丙二醛、8ISO）、FoxO3a 均與 HOMA-IR 呈正相關。
此外，胰島素信號通路傳導異常通常是引起 IR 的最直接原因[34]。PI3K/AKT 作為經典的胰島素信號傳導路徑，在胰島素刺激下，IRS-1 的酪氨酸磷酸化并結合和激活 PI3K，后者經磷酸化激活 AKT 使其絲氨酸殘基磷酸化，進而調節 GLUT4 的易位，介導細胞對葡萄糖的攝取，當路徑中的任何一個分子或環節異常時均可導致 IR[27]。PTP1B 和 AHSG 在胰島素信號傳導中均起到負性調節的作用，PTP1B 過表達時會影響蛋白酪氨酸激酶的活性，引起胰島素受體與胰島素結合受限，進而導致 IR[58]；AHSG 則通過抑制胰島素刺激的胰島素受體磷酸化而引起 IR[59]。另外，研究發現胎盤 ERα表達異常與妊娠期并發癥有關[60]，ERα除介導雌激素發揮拮抗孕激素作用外，還會影響 GLUT4 的表達與功能，從而促進 IR 發生發展[61]。本研究 meta 分析發現 GDM 胎盤上 PTP1B 蛋白表達與 HOMA-IR 呈正相關；描述性分析結果顯示，AHSG、ERα 均與 HOMA-IR 呈正相關；除 p-AKT 和 GLUT4 與 HOMA-IR 不相關外， AKT、IRS-1、PI3K 均與 HOMA-IR 呈負相關。
本研究存在一些不足之處：① 納入文獻限定為中英文語種，可能存在語言偏倚和文獻收錄不全；② 由于多數蛋白僅在 1 篇文獻描述，描述性分析多而 meta 分析少；此外，因不同文獻研究的蛋白不同，需進行不同蛋白的 meta 分析，導致每次納入 meta 分析的文獻數量較少，可能降低研究結果可靠性；③ 多數納入研究僅停留于整體層面，不能明確差異表達蛋白與 IR 之間的因果關系，未對其表達變化、作用機制和意義進行深入研究探討。
綜上，GDM 患者胎盤組織中存在脂肪因子、炎癥因子、氧化應激標志物、胰島素信號傳導通路相關分子等蛋白表達水平失調現象，且可能通過多環節、多途徑在 GDM 病理性 IR 的發生發展中起重要作用。目前臨床上尚缺乏用于 GDM 早期篩查防護的靈敏度高、特異性強的生物標志物，GDM 屬胎盤源性疾病，且妊娠期間母體外周血循環中存在與胎盤相關和（或）胎盤組織釋放入血的蛋白。本研究初步闡釋了 GDM 胎盤蛋白表達水平改變及其與母體 IR 的相關性，但仍需更多高質量、大樣本的研究來論證其中的因果關系和表達改變。這些胎盤差異蛋白指標一方面或許可以作為臨床早期預測因子和新治療靶點，用于 GDM 的妊娠早期篩查、預防和治療，從而降低妊娠中晚期 GDM 檢出率和改善母兒結局，但需要大樣本臨床隊列研究進行驗證和相關的成本效益分析。另一方面本研究也為 GDM 病理生理學的進一步研究提供了方向，今后可從整體水平上檢測 GDM 大鼠與正常妊娠大鼠胎盤內這些相關指標的表達量變化和在胎盤上的定位，并作為相關干預研究療效的檢測指標，分析其與 GDM 的相關性；同時，從細胞水平上探討上述胎盤蛋白表達變化對滋養細胞功能的影響和它們之間的相互調控關系以及與 IR 發生發展的關系，從而能更深入地把握 GDM 的發病機制。
利益沖突：所有作者聲明不存在利益沖突。
