产前酒精暴露影响胎盘退化：一项回顾性胎儿MRI研究

引言

产前酒精暴露（PAE）可通过引起影响多个器官系统的一系列结构和功能缺陷，显著改变胎儿发育，统称为胎儿酒精谱系障碍（FASD）[1, 2]。FASD在一般人群中的患病率为8/1000 [3]。虽然9.8%的妇女在妊娠期间饮酒，但预计1/13的PAE妇女会分娩患有FASD的孩子[3, 4]。

酒精依赖导致的氧化还原电位、一氧化氮代谢改变及激素失衡对胎盘完整性产生深远影响[5–7]。PAE与胎盘结构和功能异常有关，包括胎盘体积减小、血流和营养转运受损、胎盘功能障碍以及胎儿体内随之发生的内分泌变化，增加了自然流产、死胎、早产和低出生体重的风险[5, 8]。虽然PAE可能诱导胎盘稳态异常并经常导致胎盘过早老化[5–8]，我们假设结构异常也可能加剧乙醇暴露的毒性效应。

大量分子和组织学研究已记录了胎盘参与乙醇相关疾病，然而据我们所知，此前尚无关于PAE相关胎盘表现的人胎儿MRI数据。虽然超声是产前诊断的标准影像学方法，但MRI可提供胎盘的三维描绘（不受母体体型和胎盘位置影响）以及先进的软组织对比（例如检测胎盘侵入子宫及其他结构异常）。关于FASD中胎盘受累的现有影像学数据很少：大多数研究采用超声多普勒测量，发现啮齿类动物母体饮酒后脐带、胎盘和胚胎血流测量值降低[9–12]。评估FASD中胎盘受累的MRI表现的数据仅见于灵长类动物：动态对比增强MRI和血氧水平依赖MRI已应用于恒河猴，以量化酒精暴露受试者的母体胎盘灌注和胎盘血氧合[9, 10]。这些结果与胎儿生物测量和体重降低以及胎盘缺血后损伤和显微镜下梗死的组织学征象相关[9, 10]。

本研究的目的是评估酒精暴露患者的胎盘，并基于常规在体人胎儿MRI影像数据识别乙醇诱导胎盘改变的具体表现。

材料与方法

受试者

本研究依照《赫尔辛基宣言》进行，并获得机构伦理委员会事先批准（批准号2199/2017）[13]。在进行胎儿MRI前已获取知情同意。本研究纳入的患者最初是作为2018年11月至2021年8月期间开展的一项前瞻性研究的一部分招募的[14]。本次分析实施期间，对在一家三级中心接受胎儿MRI的500名孕妇的患者人群进行了回顾性重新评估，并选取了相关亚组。在初始招募后，使用标准化问卷对母亲饮酒量进行量化，该问卷包括PRAMS[15]和TACE[16]评估的部分内容；据报道，这些内容对检测妊娠期酒精摄入具有较高敏感性（敏感性69%，阳性预测值23%[16]）。患者数据，包括孕龄（由超声确定，并以孕周（GWs）和末次月经后天数表示）及母亲病史，均从机构患者记录中获得。数据不完整的患者被排除在进一步分析之外。

根据纳入和排除标准选择患者进行胎盘评估：任何酒精摄入量大于零的暴露胎儿被分配至产前酒精暴露（PAE+）患者组。整个妊娠期间无酒精暴露的患者被分配至无产前酒精暴露（PAE−）患者组。若孕龄已通过早孕期超声确定、已进行基于超声的畸形筛查，并且可获得整个胎盘的高质量影像，则对胎儿进行分析。若患者存在以下异常，则被排除：心脏缺陷、FGR（胎儿生长受限）、影响胎盘的遗传综合征、确诊胎儿感染，或肠道断裂/腹壁缺陷。虽然PAE被认为是FGR的原因之一，但FGR患者被排除在两组之外。这是由于本研究具有在体和基于影像的性质——无法获得额外的组织学和分子检测来确认FGR是由PAE而非其他可能未知的原因（例如母体凝血功能障碍、血管疾病）所致。因此，为避免引入选择偏倚，所有FGR病例均被排除在进一步分析之外。

此外，在至少一个所需序列（即T2加权、EPI/T2*-和T1加权成像）中胎盘或脐带插入处垂直于胎盘显示不完整的患者也被排除。每个酒精暴露胎儿按孕龄以1:1比例与一个未暴露胎儿匹配。在病例选择过程中对MR扫描仪场强进行匹配，以使1.5 T和3.0 T检查在两组之间均匀分布。

胎儿MRI

胎儿MRI扫描在1.5 T（Philips Ingenia/Intera）和3 T扫描仪（Philips Achieva）上进行。所有受检 examination 均遵循产前医学专家（具有妇产科执照的医生及母胎医学专科医生）临床指征转诊，并在45分钟内以仰卧位或左侧卧位完成。未使用镇静剂或对比剂。扫描按照国际妇产科超声学会胎儿MRI实践指南进行[17]。所有扫描均包括对整个胎儿头部和身体的评估，以便检测可能存在的混杂合并症。胎盘评估需要至少在T2加权（层厚=3–4 mm，回波时间=100 ms，视野=230 mm，平面内分辨率0.72×0.72×4 mm）、回波平面成像（EPI）/T2*加权（层厚=3 mm，回波时间=75 ms，视野=300 mm，平面内分辨率0.78×0.78×3 mm）和T1加权序列（层厚=4 mm，回波时间=4.6 ms，视野=327 mm，平面内分辨率1.14×1.14×4 mm）上显示整个胎盘，并准确勾画脐带插入处。脐带必须在胎盘插入部位以垂直角度显像，以便准确测量胎盘厚度。

胎盘评估

胎盘的结构评估基于T2加权、EPI-/T2*加权和T1加权成像，涉及十二项参数的分析：胎盘发育不良外观、球形、水肿、血肿、血栓形成、梗死、分叶、静脉充血、厚度（在脐带插入处测量）、钙化、脐带偏心插入和脐带过度螺旋。所评估结构异常的示意图见Fig. 1。Table 1总结了每个参数的定义和视觉描述。二维胎盘厚度测量在胎盘脐带插入部位以垂直于脐带的角度进行（Fig. 1）。两名评分者（分别具有20年以上和5年以上胎儿MRI经验）对两组进行胎盘结构评估，两名评分者之间的分歧通过共识解决。

统计分析

对人口学患者数据的统计分析和母亲酒精消费量的量化通过应用描述性统计进行，包括计算频率（以百分比、均值、SD和范围提供）。

在胎盘异常分析中，使用McNemar检验比较PAE+与PAE−胎儿之间异常的发生情况。胎盘异常的数量使用配对Student t检验进行比较。此外，分别在每组中使用Pearson相关分析评估结构缺陷数量与孕龄之间的关联。对胎盘分叶进行定量，并使用Spearman秩相关计算评估孕龄和分叶数量的影响。用于判断显著性的p值定义为p < 0.05。评分者间相关性以两名评分者之间评估参数一致的百分比计算。

所有计算均使用IBM SPSS Statistics for Windows第28版完成。

结果

研究人群

在全部500名孕妇的患者总体中，共识别出51名患者在妊娠全过程中饮酒。应用纳入和排除标准后，共有22名酒精暴露患者因以下原因被排除：存在混杂合并症，包括心脏缺陷（n = 7）、胎儿生长受限（FGR）（n = 6）、在至少一个所需序列中整个胎盘或脐带插入部位显示不完整（n = 3）、影响胎盘的遗传综合征（n = 2）、确诊胎儿感染（n = 2）、肠道破裂/腹壁缺陷（n = 2）。未发现所研究患者中有胎盘植入。因此，最终分析29例PAE+胎儿，并与从现有患者总体中选取的29例符合条件的、年龄匹配的PAE−病例进行比较。患者选择流程总结于图2，患者人口学数据见表2。

两组的平均孕龄相似（PAE+平均26.13孕周，标准差（SD）3.73；PAE−平均25.62孕周，SD 3.79）。总体而言，所研究孕龄范围为20至33孕周，并在PAE+与其各自年龄匹配的PAE−对照之间存在差异，最大孕龄差为4个孕日。两组母亲年龄相当（PAE+平均33.0岁，SD 5.15；PAE−平均33.5岁，SD 5.41）。两组均以男性胎儿为主（PAE+ 70%，PAE− 65.5%）。除一名PAE+患者外，其余均为单胎妊娠。纳入的双胎妊娠为双羊膜囊、双绒毛膜妊娠——该患者的一个胎盘因成像不完整无法评估，因此，该患者仅有一个胎盘纳入本评估，并与一名未暴露对照匹配。

平均而言，PAE+组每个胎儿在每个孕周暴露于1–3份标准酒精饮料，并且在妊娠期间有一次暴饮事件，即一次场合饮用四份或更多饮品。根据美国国家酒精滥用与酒精中毒研究所的定义，一份标准饮品约含14克纯酒精[18]。分配至PAE−组的胎儿在妊娠期间既未暴露于规律饮酒，也未暴露于偶尔饮酒。由于所研究患者回忆不确定性较高，无法精确评估胎儿酒精暴露的时间。

所研究患者中观察到的所有结构异常的总结，包括基于超声的转诊诊断和MRI表现，见补充表1。

胎盘评估

两位评估者对胎盘结构评估的评者间一致性为95.1%，分歧按方法与材料部分所述通过共识解决。研究发现，与未暴露患者相比，暴露患者中PAE患者的结构性胎盘改变发生率更高（p < 0.001）。就胎龄的影响而言，未发现统计学显著差异（PAE+ p = 0.54，PAE− p = 0.12）。然而，在两组中均观察到一种趋势，即胎龄增加与胎盘内结构异常数量增多相关（PAE+ Pearson相关系数 = 0.12，PAE− Pearson相关系数 = 0.30）。特别是，PAE患者更可能出现任何类型的胎盘血肿（p = 0.013）、胎盘表面羊膜下血肿（p = 0.003）、脐带过度卷曲（p = 0.021）、胎盘分叶（p = 0.041）或任何类型的胎盘静脉淤血（p = 0.012）。对于胎盘水肿、球形胎盘形态、胎盘梗死、胎盘厚度增加、胎盘钙化或胎盘血栓形成，未观察到PAE状态与更高疾病发生率之间存在统计学显著关联。对照组中有1例患者报告患有医学上控制良好的慢性高血压——其在21 + 0 GW时的MRI胎盘未见异常。胎盘结构评估的详细结果见表3。

胎盘小叶的定量在三个不同的图像层面内进行：包括显示脐带插入处的图像层面及其在每个方向上相邻的两个层面。如前所述，发现胎盘分叶的发生与PAE状态相关（p = 0.041）。虽然未发现观察到的胎盘小叶数量与胎龄之间存在关联（PAE+：p = 0.068，PAE−：p = 0.134），但在两组中均识别出年龄依赖趋势（PAE+：Spearman-Rho系数 = 0.371，PAE−：Spearman-Rho系数 = 0.285）。表4总结了有关胎盘分叶的定量结果。图3可视化了每例患者中观察到的胎盘异常总数分布（a）以及每例患者中观察到的胎盘小叶数量（b）。图4概述了胎盘内典型结构异常的示例。

讨论

本研究首次揭示了产前酒精暴露（PAE）对胎盘结构完整性的不良影响，并通过产前MRI进行可视化。我们发现PAE与多种胎盘结构异常相关，包括胎盘分叶增多、静脉淤血、任何类型的胎盘血肿（特别是胎盘表面的羊膜下血肿）以及过度螺旋的脐带。与年龄匹配的未暴露对照组相比，尽管暴露组内酒精消耗量相对较低，但在有妊娠期饮酒的女性中检出了更多的胎盘结构异常。虽然生理性胎盘成熟在组织学上以分叶增多为特征，尤其是在妊娠晚期，因此在某种程度上可被视为正常[19]，但我们在PAE+患者中发现了胎盘分叶提前出现的趋势。

虽然基于MRI的胎盘分叶数据有限，但分叶增多已被认为与胎盘过早老化有关，并与胎盘氧和营养物质转运的异质性相关，可能影响胎儿的营养供应和生长[20]。这些结果强调了在胎儿MRI中对胎盘进行标准化半定量评估的重要性。

大量研究探讨了产前酒精暴露（PAE）后胎盘内的组织学和分子变化，涉及氧化还原电位、一氧化氮代谢、激素失衡及胎儿能量稳态异常[6, 7, 21, 22]。母体合并症（包括肥胖、糖尿病、高血压和子痫前期）的共同存在可能加剧乙醇的有害效应[23–27]。此外，结构异常的存在使胎盘更易受酒精毒性属性的影响。这导致胎盘功能障碍、胎盘体积减小、胎盘血流和营养转运受损以及胎儿体内连续性内分泌变化的发生率升高，增加了早期妊娠丢失和胎儿发育迟缓的风险[5, 6, 8]。这一点在本研究排除的酒精暴露患者中胎儿生长受限（FGR）发生率升高（11.7%）而一般人群为（10%）[28]中得到凸显。然而，尚无组织分子学证据表明酒精是这些患者FGR的唯一原因。

尽管PAE的生物分子效应已被细致研究，但关于胎儿酒精谱系障碍（FASD）中胎盘受累的放射形态学发现数据有限：少数研究应用超声和多普勒测量，发现PAE后胎儿、胎盘和脐带血流减少[9–12]。基于MRI评估灵长类动物酒精依赖性胎盘变化的研究发现，酒精暴露对象的胎盘灌注减少和氧交换降低，与胎儿生物测量值和体重降低以及胎盘缺血后损伤和显微镜下梗死发生率升高相关[9, 10]。

本研究利用在体胎儿MRI提供了关于乙醇相关人胎盘变化的初步见解：虽然观察到的胎盘变化为非特异性，但我们发现乙醇暴露胎盘发生结构异常的风险增加。这些发现与其他影像模态或非人类受试者进行的组织学和影像学研究结果一致。

鉴于胎盘功能障碍对胎儿发育的有害影响，胎盘的早期结构评估和PAE的标准化筛查至关重要。胎儿MRI为超声-based胎盘评估提供了补充工具。胎盘内结构异常可能导致FGR，并可能观察到额外的胎儿异常。胎儿MRI中血管性胎盘异常已被确定为不良妊娠结局和胎儿死亡风险的额外危险因素，独立于脐动脉多普勒状态[29]。因此，所报告的发现可作为胎儿MRI中PAE的软指标，并强调胎儿MRI中PAE和胎盘损伤的早期检测有助于为咨询医师提供指导，因为妊娠管理可能因所检测异常的严重程度而发生根本性改变。

临床意义

本研究强调了标准化筛查PAE的必要性。虽然胎儿MRI目前在检测PAE方面尚无作用，但其在PAE患者中的临床应用可能提供额外的表型分析潜力。关于PAE有害影响的患者教育应在孕前开始，酒精筛查应在每次产前检查时进行。转诊的产前医学专业人员中仅3.9%（2/51例）了解其患者的妊娠期酒精消费情况，这一低得令人震惊的比例凸显了适当筛查的缺乏。

胎儿MRI报告应包括胎盘的半定量结构评估，以补充常规超声检测到的发现。由于FASD常被误诊和诊断不足，在产前建立早期诊断可能改善长期预后，因为专门治疗可在更早的发育阶段实施。

研究意义

所报告的发现凸显了MRI作为检测先天性疾病以及评估表观遗传因素（包括PAE）影响工具的能力。既往研究已鉴定出多种导致乙醇相关损伤易感性的遗传变异[30]。未来研究应在更大的人群中验证所呈现的结果，包括组织学和遗传学评估以及PAE精确持续时间和程度的分析，以及超声和MRI发现的前瞻性比较。

优势与局限性

由于本研究基于影像学性质，无法确定PAE相关异常的潜在分子机制——研究的是与PAE的关联而非观察发现的因果关系。此外，由于所研究患者的样本量有限，PAE的时间与程度和MRI发现严重程度之间的相关性受到限制。此外，胎儿PAE相关结构异常的评估超出了本研究的范围。

PAE评估基于母亲自我报告，存在固有的低报风险：报告任何酒精消费的女性（即使仅一次饮酒）被分配至PAE+组，而PAE−组的女性可能不准确地回忆了阴性的酒精暴露史。这可能成为分组中的显著混杂因素。考虑到这一固有局限性，所用问卷包含了PRAMS和TACE评估的部分内容，这些已被美国妇产科医师学会推荐[31]，且此前已在大量已发表的调查PAE的研究中应用。此外，我们人群中报告PAE的患者百分比与既往更大队列相似[4]。

为准确代表FASD谱系中的患者[32, 33]，我们纳入了一些具有各种结构异常的患者，排除了可能影响胎盘的混杂合并症患者。

基于MRI的评估在区分胎盘小叶与水肿共存时存在固有局限性。此外，在MRI上区分梗死与小叶化可能具有挑战性，因为梗死区域在细胞重构和重塑的渐进过程中会转变为胎盘小叶。另外，基于MRI区分钙化与亚急性出血（即正铁血红蛋白）具有挑战性。最后，半定量评估，包括在脐带插入水平评估胎盘小叶，可能无法反映整个胎盘的状态。然而，尽管存在这些固有局限性，所应用的方法学被选择用以提供一种可重复的胎盘评估方法。未来研究应包括组织学和超声相关性分析，以验证所呈现的结果并评估胎盘钙化，因为在该患者集合中未观察到钙化。

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