妊娠高血压疾病（hypertensive disorders of pregnancy,HDP）是一种发病机制尚不明确的妊娠期特有的疾病。它是引起产妇、胎儿和新生儿的发病率与死亡率增加的重要原因之一。其中子痫前期（preeclampsia,PE）是一种多系统受累的妊娠特异性综合征，其进行性发展、难以预测、发病严重的特点，可造成严重的母胎并发症和不良妊娠结局。国内外研究学者致力寻找能早期预测妊娠高血压疾病的指标，但是目前仍然没有一个公认的指标被临床工作者所接受及广泛应用。血清碱性磷酸酶（alkaline phosphatases,ALP）在女性妊娠期间的时间依赖性变化提示ALP是一种与胎盘功能和胎儿生长发育密切相关的特殊酶类，特别是在妊娠高血压孕妇中水平显著升高，本文结合国内外最新研究进展探讨碱性磷酸活性变化与妊娠高血压疾病的内在联系，以期为临床早期预防妊娠高血压疾病及不良妊娠结局的发生选择敏感的生物标志物提供参考依据。

1、碱性磷酸酶

血清碱性磷酸酶[1]是一种含锌的膜结合糖蛋白，一般存在于人体肝、肾、骨骼、胎盘等组织中，大部分为游离形式，少部分与脂蛋白和免疫球蛋白结合。

1.1 ALP结构

ALP是一种多基因编码的含锌金属酶，每个单体含有3种金属离子：2个Zn2+、1个Mg2+和5个半胱氨酸残基，并由449个氨基酸组成，完整的ALP分子是典型的α/β拓扑结构，各单体都有一个活性中心，活性中心区域由Asp101-Ser102-Ala103三连体、Arg166及相邻氨基酸残基、空间上接近的3个金属离子及配体组成[2]。ALP由Pho A基因编码，其末端带有信号肽的单体前体在细胞质中合成，诱导前体跨内膜运输后被移除，形成同源二聚体，通常限定于细胞表面[3]。在碱性条件下催化磷酸单酯的水解，释放无机磷酸盐，进而合成核酸、生物碱等物质，此过程被称为去磷酸化或脱磷酸化[4]。

1.2 ALP的生理功能及临床应用

ALP是由一组同工酶组成，每个同工酶都是由特定的基因位点编码的膜附着糖蛋白[5]。根据组织表达的特异性，可分为组织非特异性碱性磷酸酶（tissue-nonspecific alkaline phosphatase,TNAP）：肝/骨/肾碱性磷酸酶（liver/bone/kidney type ALP,L/B/K ALP）、胎盘碱性磷酸酶（placental alkaline phosphatase,PLAP或Regan同工酶）、肠道碱性磷酸酶（intestinal alkaline phosphatase,IAP）、生殖细胞碱性磷酸酶（germ cell alkaline phosphatase,GCAP或Nagao同工酶）[6]。

其中，TNAP定位于1号染色体的远端短臂，TNAP参与了焦磷酸盐的水解，经过TNAP作用后，焦磷酸盐分解为无机磷和钙形成羟基磷灰石，从而维持正常的骨骼矿化；当机体ALP活性降低时，缺乏释放足够量的磷酸与钙结合形成羟基磷灰石，大量血钙难以以磷酸钙的形式沉积在骨骼中，最终使血钙水平上升。同时导致TNAP的底物如无机焦磷酸盐、吡哆醛-5'-磷酸及磷酸氨基乙醇的堆积。焦磷酸盐是骨骼矿化的抑制剂，过多的焦磷酸盐对骨骼钙化发挥抑制作用，最终引起骨骼矿化异常[5]。缺乏TNAP会导致低磷酸血症（hypophosphatasia,HPP），这是一种常染色体隐性遗传的先天性代谢性疾病，是吡哆醛-5'-磷酸（维生素B6的主要形式）代谢异常或由无机焦磷酸盐（inorganic pyrophosphate,PPi）蓄积引起的成人骨软化症和牙齿问题[7]，最坏情况下表现为癫痫发作。TNAP使腺苷三磷酸去磷酸化并终止肝内胆管上皮细胞膜表面P2受体激活，进而对机体内胆汁流量、酸碱度等发挥调节作用[8];TNAP可清除细胞外嘌呤核苷三磷酸（adenosine triphosphate,ATP）水平，对P2X7受体活性产生抑制作用，从而促进神经元轴突生长[9]。此外，ALP升高表明可能存在骨形成活跃，因为ALP是Paget’s骨病等成骨细胞中的副产物，或通过影响血钙水平在甲状旁腺功能亢进中发挥作用[10]，主要将其作为肝胆及骨疾病的诊断指标。

人类胎盘碱性磷酸酶是一种糖基磷脂酰肌醇（glycosyl phosphatidyl inositol,GPI）锚定的唾液糖蛋白，基因定位于2号染色体[5]，与ALP的同源性为87%，它们只有在羧基端有所差异。妊娠期间PLAP主要位于合胞滋养层细胞顶端、基底质膜、足月绒毛膜绒毛的细胞滋养层表面，随着胎盘外泌体、合体滋养层微粒逐渐释放至孕妇外周血[11]。同样，在极化滋养层细胞衍生的Be Wo细胞顶端和基底外侧也发现了PLAP的表达。除了催化作用外，PLAP主要参与细胞膜的物质转运以及钙、磷代谢，且能与人类Ig G的Fc部分结合，并被认为在妊娠期间参与了Ig G从母体循环向胎儿的转移[12]。PLAP还可激活生长调节酶的活性，如p42/p44丝裂原激活蛋白激酶、p70核糖体蛋白S6激酶、蛋白激酶B(protein kinase B,PKB/AKT）和RAF蛋白激酶，以诱导胎儿成纤维细胞增殖[13]。PLAP还可以通过胎盘中胰岛素样生长因子结合蛋白-1(insulin-like growth factor binding protein-1,IGFBP-1）的去磷酸化调节胰岛素样生长因子（insulin like growth factor,IGF）的生物利用度，从而来促进胎盘的发育[14]，这对胎儿的生长发育起着重要作用，动态观察PLAP活性可作为妊娠期监测胎盘功能的一项指标。

肠道碱性磷酸酶编码基因是2号染色体长臂基因家族中的一员[5]，不同的IAP可以从胎儿和成人的肠组织中分离出来。IAP重要的保护作用包括可直接调节碳酸氢盐分泌和十二指肠表面p H值；调节肠道长链脂肪酸（long-chain fatty acids,LCFA）吸收；通过解毒游离核苷酸和细菌脂多糖（lipopolysaccharide,LPS），下调Toll样受体-4依赖型和My D88依赖型的炎症级联反应，通过调节肠道微生物群落及其在肠道屏障上的易位，从而改善肠道和全身性炎症反应[15]。

生殖细胞碱性磷酸酶的编码基因也被定位于2号染色体上[5]，可在胚胎生殖细胞、一些肿瘤组织和胎盘中低水平表达，本质是精原细胞ALP，是一种肿瘤标志物，表达于精原细胞瘤、卵巢癌等多种肿瘤。GCAP可短暂高表达于植入前的原始态胚胎干细胞表面，与IGFBP-1的m RNA相互作用，对原始态多能性转录因子CP2样1(transcription factor CP2-like 1,TFCP2L1）及信号转导和转录激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3）的m RNA水平发挥调节作用，从而调节胚胎干细胞多能性状态转化的过程[16]。ALP同工酶的表达模式在恶性组织中发生改变，如PALP和GCAP分别在乳腺癌和绒毛膜癌细胞中过表达。PALP是卵巢癌、睾丸癌、肺癌和胃肠道癌症的标志物。血浆高TNAP水平可提示骨肉瘤、Paget’s病和成骨骨转移的存在[17]，也有IAP在肝细胞癌中表达增强的报道[18]。ALP基因在肿瘤中的异常表达表明ALP同工酶可能参与了肿瘤的发生，但其在控制肿瘤组织生长方面的作用还有待进一步研究。

2、 ALP与妊娠

Cagla和Fabre首次发现正常孕妇血清碱性磷酸酶增高，现今对ALP的研究越来越多。孕期肝肾功能、骨代谢、胎盘功能异常均可影响孕妇血清总ALP水平。一些研究表明，ALP参与调节胚胎发育过程中的蛋白质磷酸化、细胞生长、凋亡和细胞迁移等事件，而且ALP基因受不同信号的调控，表达谱差异明显[19]。妊娠期间，血液中一些生化指标会随着胚胎的生长发育和母体的一系列生理变化而发生改变，ALP活性增高就是其中之一。有学者研究表明，妊娠初期孕妇血清TNAP值占总ALP值的90%以上，孕妇ALP水平较正常非妊娠期妇女相比无明显差异或略低，可能的原因是妊娠早期胚胎尚未形成新的骨质且孕妇储备的钙高于未妊娠的正常妇女，因此血清ALP水平变化不大或略有降低[20]。妊娠中晚期，胎儿骨骼生长发育所需的钙是通过母亲骨骼钙的动员和吸收以及随后母体骨密度的损失来提供的，为了维持母体血钙的稳定，成骨细胞代偿性增殖会增加血清TNAP的水平和活性[21]，因此，孕中晚期阶段可根据血清ALP水平的变化及时予以补充，可以有效预防骨质疏松或者因缺钙引起的不良症状。从妊娠第7周左右开始，胎盘中的PLAP m RNA和蛋白开始表达并释放到孕妇外周血中，并随妊娠期胎盘成熟进展而持续增高[22]，孕妇血清总ALP浓度也逐渐升高，在妊娠38周达最高水平，PALP也成为循环中的主要ALP，在正常孕妇中，它的水平比非孕妇高2～3倍，并且有较长的半衰期（产后7 d），伴随分娩，血清ALP总体趋势迅速下降，产后6周[23]可达最低水平。女性孕期ALP水平的时间依赖性变化提示ALP是与胎盘功能和胎儿生长发育相关的酶，影响胎儿的细胞增殖、胎盘发育等过程。国内外研究表明，母体血清ALP水平在围生期低磷酸血症、高血压疾病、妊娠糖尿病、妊娠期肝内胆汁淤积症、早产、胎儿宫内生长受限[7,24]等多种病理妊娠中发生变化。不同病理妊娠血清ALP水平浓度有所不同，临床上常将其作为评估胎盘功能、胎儿发育的监测指标。

3、ALP与妊娠高血压疾病

妊娠高血压疾病是一组使约5%～10%的妊娠复杂化的妊娠与血压升高并存的疾病[25]，也是当前孕产妇死亡的主要原因之一。妊娠高血压定义为收缩压≥140 mm Hg和（或）舒张压≥90 mm Hg，包含妊娠高血压、子痫前期、子痫，以及慢性高血压并发子痫前期和妊娠合并慢性高血压。其中子痫前期是一种多系统受累的妊娠特异性综合征[26]，可造成严重的母胎并发症和不良妊娠结局，病情可呈进展性变化并可随时恶化，可导致子痫、肺水肿、急慢性肾功能不全、神经系统损害、胎盘早剥、胎儿生长受限、胎儿窘迫、孕产妇和围生儿死亡等近远期严重并发症，每年约有76000名妇女和50万名婴儿死于该病[27]。若干生化参数即：血清总蛋白、白蛋白、铁、铁蛋白、血红蛋白、尿蛋白、尿酸、转氨酶、总ALP和PLAP等指标在监测妊娠高血压疾病的过程和结局方面具有广泛应用。

在正常妊娠过程中，由于全身血管阻力的减少，血压在前3个月逐渐下降，22～24周左右达到最低点，从28周开始逐渐上升，在妊娠36周时达到孕前水平[28]。相关研究表明，ALP水平不仅与高血压存在关系，还与诊室肱动脉收缩压（systolic blood pressure,SBP）、24 h肱动脉脉压有关[29]。董茜等[30]发现，ALP水平还与中心动脉压及脉压水平有关，当血清ALP增加2.72倍时，SBP上升4～6 mm Hg，脉压上升3～4 mm Hg。在孕妇和病理妊娠时，ALP水平均呈现上升趋势，尤其在合并妊娠高血压时，ALP水平异常上升较为显著，ALP水平上升者，妊娠高血压发生风险也明显增加[31]。在一个大型高血压患者队列研究中发现[32]，相对较高的血清磷水平可能会减弱ALP对内皮依赖性血管舒张的不利影响，在这项横断面研究中首次证明了在无并发症和未经治疗的原发性高血压患者中，内皮依赖性血管舒张与正常范围内的血清ALP呈负相关，血清ALP可以降低内皮素介导的血管舒张，最终引起机体血压水平异常上升。尽管高水平的ALP与血管损伤相关，但目前尚不清楚ALP水平和内皮介导的血管舒张之间的机制作用。其可能的解释有，首先，可以假设ALP可通过对内皮细胞酪氨酸激酶活性发挥抑制作用，进一步降低一氧化氮（nitric oxide,NO）的生物利用度，进而对内皮NO合酶功能产生损伤，并减少NO的产生。其次，由于焦磷酸降解增加，高ALP水平可能会损害内皮功能，促进活性氧的大量产生和凋亡[33]；另一个可能的解释是，ALP是高成纤维细胞生长因子-23水平的替代品，这是一种与矿物质代谢调节有关的骨源性激素，与内皮功能紊乱有关[32,33]。骨代谢过程是骨骼钙、磷保持动态平衡的过程，且ALP在钙盐沉积过程具有关键作用，ALP为羟磷灰石提供底物是通过水解磷酸单酯来增加磷酸根的浓度，从而启动来源于钙化血管的钙亚型-Bx亚型[34]；机体血清ALP水平异常上升，可增加钙化血管僵硬度，进而促使收缩压水平、脉压差等异常上升。低血钙可进一步刺激甲状旁腺激素的分泌，腺苷酸环化酶的活性上升，对三磷酸腺苷发挥催化作用，进而促进钙离子进入细胞内的环磷酸腺苷。HDP患者机体内钙泵活性显著降低，影响细胞泵出钙离子，导致大量钙离子堆积在细胞内，进而促使钙离子水平异常上升，促进血管平滑肌收缩，增加外周血管压力，最终引起妊娠高血压。

林宝顺等[31]研究表明，与正常妊娠组比较，妊娠晚期妊娠高血压病组血清ALP水平显著更高，组间差异显著（P<0.05）。王宝生等[35]研究中，以收集的200例妊娠高血压孕妇作为研究对象，通过检测4种血清肝酶发现，不管是正常孕妇还是妊娠高血压孕妇，ALT和AST水平均出现轻微上升的现象，但是两组孕妇升高幅度存在差异，正常孕妇为39.5%，妊娠高血压孕妇为71.5%，并且ALP水平与妊娠高血压疾病严重程度有关，ALP水平越高，妊娠高血压的严重程度越高。妊娠期间孕妇体内脏器负担增加，而负责为孕妇机体和胎儿代谢产物进行解毒的肝脏，还承担着雌激素灭活的作用，其负担更重，因此，这就使得正常孕妇在妊娠晚期血清肝细胞酶类水平也会出现轻微上升的现象。妊高征患者尤其是子痫前期患者，由于肝小动脉痉挛及全身水肿，引起肝细胞肿胀、缺血缺氧等，细胞膜通透性上升，肝内胆管压力增加，进而促进肝细胞分泌ALP增多，血清中ALP活性较同期孕妇显著升高[36]。因此，在临床上，通过测定血清ALP水平可预测妊娠高血压疾病的发生。

Rajagambeeram等[37]报道的病例对照研究表明血清ALP、PLAP和PLAP/ALP的水平显著升高（P<0.05），血清PLAP、ALP、PLAP/ALP比值和MAP呈显著正相关，HDP患者PALP/ALP的比例较正常上升10%左右。PLAP的最佳截断点为69，灵敏度为100%，特异度为90%，曲线下面积显著（AUC=0.935);ALP的受试者操作特征曲线（receiver operating characteristic curve,ROC曲线）在妊娠高血压疾病患者中显示最佳截断点为169.5，曲线下面积（area under curve,AUC）为0.829;PLAP/ALP比值的ROC的最佳截断点为0.44，灵敏度为100%，特异度为98%，曲线下面积显著（AUC=0.980）。近期，有研究学者发现龈沟液（gingival crevicular fluid,GCF）中的胎盘分子可以作为胎盘功能的替代生物标志物来源[38],Chaparro等[39]研究表明，即使在调整了吸烟情况、体质量指数和牙周诊断后，妊娠11～14周时PE组的GCF-PLAP浓度显著高于正常妊娠组（P<0.05）。早孕期GCF-PLAP浓度结合收缩压是PE的良好预测因子，特异性为72%，敏感性为83%，阳性预测值为12%，阴性预测值为99%,AUC=0.77(95%CI:0.70～0.85），此类生物标志物的测定可能是预测胎盘源性疾病的一种微创生物标志物来源。妊高征孕妇血清PLAP和ALP水平升高可能与胎盘功能障碍有关，从而导致血清中这些酶水平升高。胎盘在整个妊娠期过程中发挥许多关键功能，在其短暂的存在期间，胎盘在母体和胎儿系统之间运输营养物质、气体和废物，特别是为胎儿大脑提供氧气和营养物质，并改变母体系统以维持妊娠。PALP由合体滋养层母细胞微绒毛膜表达[37,40]。合体滋养层细胞脱落进入母体循环是正常妊娠的部分，但在高血压疾病的孕妇中显著升高，并与胎盘功能障碍导致的PE有关，这也可能是合体滋养层细胞功能的一种有用的生物标志物[40,41]。PE的胎盘病理学主要表现为滋养层细胞浸润能力降低，出现螺旋动脉重铸障碍，从而导致胎盘灌注减少。PE发病的关键环节是由于滋养层细胞浸润不足造成的胎盘植入过浅。Khodzhaeva等[42]发现PE患者蜕膜中滋养层细胞数量与正常妊娠相比明显减少，重度子痫前期患者滋养层细胞仅浸润于子宫内膜，尚未达到子宫肌层。此外，PE患者子宫螺旋动脉与正常妊娠相比处于未完全改建状态，平滑肌细胞未完全缺失。螺旋动脉重铸障碍导致胎盘绒毛间隙血流加速，从而增加合体滋养层细胞的脱落[43]。在妊娠期间，在合并PE的妊娠中合胞滋养层细胞更新过程过度活跃，脱落显著增加[40,41]，并伴有合胞滋养层细胞颗粒的坏死和载脂蛋白坏死。众所周知，当细胞裂解时，合胞滋养层细胞质膜上的酶被释放到循环中，受损区域ALP活性异常下降可使得未受损区域ALP活性上升，进一步引起ALP和PLAP水平增加。有研究表明，ALP水平升高可能与子宫胎盘血管疾病引起的胎盘损伤有联系，如梗死或慢性绒毛膜炎[44]，这表明它可以作为胎盘病变的早期标志物。HDP仍然是发展中国家产妇和胎儿死亡和发病的主要原因，预防HDP的关键在于早期发现、有效的治疗和谨慎终止妊娠。因此，临床上可利用ALP、PLAP和PLAP/ALP比值作为辅助生物标志物评估HDP，特别是因为其测定简单、可靠、经济和敏感，有助于评估HDP的严重程度和预测母胎预后。

综上所述，ALP及其同工酶在妊娠高血压疾病及妊娠并发症中具有重要作用，ALP、PLAP及其比值可作为监测胎盘功能的指标来预测妊娠高血压疾病及不良妊娠结局的发生，提示它们可能是监测高危妊娠和潜在胎盘损伤的重要工具，因此孕期监测ALP的规律性变化，可深入了解胎盘功能及孕产妇的健康情况，临床可通过对该生化项目的监测来进行早期诊断，为早期发现妊娠并发症风险的妇女提供定制和评估合适干预策略的机会。

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基金资助:贵州省卫生健康委科学技术基金项目(gzwjkj2020-1-148);

文章来源:肖丽,金娟,余蕾.血清碱性磷酸酶在妊娠高血压疾病的研究进展[J].中国优生与遗传杂志,2023,31(08):1722-1726.