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这篇综述聚焦子痫前期（PE）早期诊断难题。利用生物信息学方法，探讨基于片段组学的甲基化分析（FRAGMA），以 CGCGCGG 序列基序研究游离 DNA（cfDNA）甲基化。发现 66 个相关基因，其中 6 个有潜力作早期检测生物标志物，为 PE 早期诊断研究提供新思路。
子痫前期概述
子痫前期（Preeclampsia，PE）严重影响母婴健康，以妊娠高血压（≥140/90 mmHg）及器官功能障碍为特征，包括蛋白尿、肾功能异常、肝酶升高、神经系统表现、血液学异常、胎儿生长受限、肺水肿和子宫胎盘功能障碍等。其诊断通常在妊娠 20 周后临床症状明显时进行，但此时疾病往往已发展到较严重阶段，因此急需能早期检测 PE 的生物标志物。
PE 的患病率在不同国家有所差异，瑞典为 2.9%，中国为 2.3%，不过中国女性患 PE 的病情更严重，妊娠结局更差，两国共同的风险因素是糖尿病和妊娠期糖尿病（Gestational Diabetes Mellitus，GDM），这表明 PE 的严重程度和结局可能存在种族依赖性因素。而且，糖尿病与 PE 相互影响，形成恶性循环。
当前 PE 早期检测方法及问题
目前，研究人员致力于寻找 PE 早期检测的生物标志物，包括母体因素、11 - 13 周的生物物理变量（如平均动脉压和子宫动脉搏动指数）以及利用妊娠相关血浆蛋白 A（Pregnancy Associated Plasma Protein A，PAPP - A）和胎盘生长因子（Placental Growth Factor，PlGF）检测的早期胎盘生物标志物（8 - 13 周）。该模型在亚洲和白种人人群中的检测率分别为 48 - 76% 和 59 - 94%，但假阳性率分别为 5 - 20% 和 5 - 10%。也有研究使用估计胎盘体积作为标志物，但由于需要测量多种因素，包括血压、子宫动脉搏动等生物物理参数以及 PAPP - A 和 PIGF 等生化标志物，在临床应用中面临很大挑战。
利用孕妇血液中的游离胎儿 DNA（cell - free fetal DNA，cffDNA）检测 PE，在妊娠 11 - 14 周时，灵敏度为 85.0%，特异性为 81.8%。而探索 DNA 甲基化的游离 DNA（cell - free DNA，cfDNA）检测效果更好，灵敏度达 95.6%，特异性为 89.7%。不过，甲基化研究的复杂性限制了其在临床中的广泛应用。
纳米孔测序等新技术虽能同时检测基因变异和甲基化模式，但因成本高、误差率高且对样本质量要求高，尚未在临床广泛应用。因此，需要寻找替代方法，基于片段组学的甲基化分析（FRAGmentomics - based Methylation Analysis，FRAGMA）就是一种有前景的方法。
FRAGMA 方法介绍
FRAGMA 根据 cfDNA 的片段化模式量化甲基化水平，甲基化水平越高，片段越长；甲基化水平越低，片段越短。该方法需要选择 CpG 位点来测量片段长度，CGCGCGG 序列基序因含有串联的 CpG 位点，且根据甲基化水平易于区分，成为 FRAGMA 的理想选择。此前，通过甲基化 CpG 串联扩增和测序（Methylated CpG Tandem Amplification and Sequencing，MCTA - Seq）技术，该基序已成功用于 cfDNA 识别组织特异性标志物，但 MCTA - Seq 仅在癌症研究（如结直肠癌和胃癌）中显示出高灵敏度和特异性。
基于生物信息学方法研究 PE 的病理生理学
研究人员采用生物信息学方法探索早发型 PE 的生物标志物。首先，从两项临床研究和一个生物信息学数据集的数据中，总结出在早发型 PE 中具有统计学意义的候选基因，初步确定了 143 个基因。然后，利用 ENSEMBL BioMart 提取和筛选 CGCGCGG 序列基序，排除不含该基序的基因。
候选基因用于 PE 早期诊断的潜力
通过对蛋白质 - 蛋白质相互作用网络（Protein - Protein Interaction Networks，PPINs）进行拓扑分析，以阐明蛋白质相互作用的结构和功能特性。基于度中心性，研究人员确定了十个可能作为中心调节元件的候选蛋白。进一步利用网络中心性指标，如介数中心性和接近中心性，探索更多候选基因，这有助于识别细胞过程中关键的蛋白质。
PE 早期检测潜在基因的甲基化谱
研究分析发现，ACTB、FN1、ITGA2、ITGA5、ITGB1、ITGB3 和 VWF 可能是 PE 早期检测的生物标志物。ACTB 作为管家基因，在各种组织中稳定表达，常被用作参考基因，但关于其在 PE 等疾病中甲基化作用的研究有限，因此研究排除了 ACTB。最终，FN1、ITGA2、ITGA5、ITGB1、ITGB3 和 VWF 这 6 个基因在 PE 早期检测方面展现出较大潜力，不过在 PE 背景下对它们的研究相对较少，值得在未来进一步探索。
片段组学作为 PE 早期检测的替代方法
由于不同组织的甲基化模式独特且存在差异，将甲基化作为生物标志物面临挑战，需要组织特异性靶点。而血液中循环的 cfDNA 提供了一种非侵入性的替代方法，可在孕期常规实验室检测中轻松整合。尤其在 PE 妊娠并发症中，该方法具有重要价值。
研究结论
CGCGCGG 基序序列在 FRAGMA 用于 PE 早期检测方面具有很大潜力。生物信息学分析成功识别出 66 个含有该基序的候选基因，这些基因可能在 PE 的两步病理生理过程中发挥作用。但目前仅有 FN1、ITGA2、ITGA5、ITGB1、ITGB3 和 VWF 这 6 个基因表现出显著潜力，值得未来深入研究，有望为 PE 的早期诊断和防治提供新方向。
