多参数定量评估小鼠孕期及产后宫颈重塑:开启早产预测新征程

【字体: 时间:2025年05月11日 来源:Scientific Reports 3.8

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  早产(PTB)严重威胁新生儿健康,现有预测手段存在局限。研究人员开展小鼠孕期及产后宫颈重塑多参数定量评估研究,整合超声、光声成像和弹性成像等技术。结果显示多参数模型预测孕周准确率达 85.3% 。该研究有望助力早产风险早期诊断,改善母婴结局。

  在孕育新生命的奇妙旅程中,宫颈起着至关重要的作用。孕期宫颈重塑是一个复杂且关键的过程,一旦出现异常,早产(PTB)这个 “恶魔” 就可能趁虚而入。早产是全球新生儿发病和死亡的主要原因,为了尽早察觉早产风险,人们尝试了多种无创预测方法。超声测量宫颈长度是常用手段,但它的预测能力有限,敏感性欠佳,无法精准识别高风险孕妇。其他像剪切波弹性成像、MRI 和光学成像等技术,也因种种问题难以在临床广泛应用。在这样的困境下,一项发表于《Scientific Reports》的研究,为攻克早产预测难题带来了新的曙光。
这项研究由美国罗切斯特大学医学中心、韦恩州立大学等多个研究机构的科研人员共同开展。他们另辟蹊径,提出一种创新的多参数评估方法,通过结合超声测量宫颈长度、光声成像检测胶原与水的比例(CWR)以及弹性成像评估组织弹性,并与组织学评估相结合,对小鼠孕期和产后的宫颈组织变化进行量化分析。

在技术方法上,研究人员选用 58 只 C57BL/6 小鼠,涵盖非孕、孕期不同阶段(13.5 - 19.5 天胚龄,dpc)及产后(0.5 - 3 天)的小鼠。利用高分辨率动物超声成像系统测量小鼠宫颈长度;采用机械测试系统,通过特定的力学实验方案测定宫颈弹性;运用光声成像技术,在特定耦合介质中获取宫颈组织的 CWR 数据;同时对宫颈组织进行组织学处理,用 Picrosirius red(PSR)染色和甲基绿染色,分析光学密度(OD)与细胞核(CN)密度的比值(OD/CN),以此评估宫颈组织的变化。

研究结果如下:

  • 宫颈长度变化:随着孕期推进,宫颈长度逐渐缩短,到 19.5 dpc 时达到最短,产后 12 小时内宫颈长度迅速恢复至非孕期水平,且在随后 72 小时保持稳定。这表明超声成像能有效追踪小鼠孕期宫颈重塑过程,宫颈长度变化与宫颈成熟密切相关。
  • CWR 变化:非孕期宫颈的 CWR 最高,孕期逐渐降低,19.5 dpc 时最低。产后 12 - 72 小时,CWR 逐渐上升,72 小时后趋于稳定,但仍低于非孕期水平。这说明 CWR 变化能敏感反映宫颈组织的分子改变,且产后宫颈组织存在修复过程。
  • 弹性变化:孕期宫颈样本弹性随孕周增加而降低,非孕期样本弹性显著高于产后 12 小时和 3 天的样本。产后 12 - 72 小时,宫颈弹性持续上升,但 72 小时时仍低于非孕期,表明产后宫颈修复需要较长时间恢复至非孕状态。
  • 组织学分析结果:通过对 PSR 染色切片的分析发现,孕期交联胶原浓度先升后降,15.5 dpc 时达到最高,产后 12 小时 OD/CN 恢复至 15.5 dpc 时的水平,进一步证实了宫颈组织经历了重塑和修复过程。

随后,研究人员构建双变量和三变量回归模型,分析各参数对预测孕周的重要性。结果显示,单变量模型预测准确率较低,如弹性(26.5%)、CWR(36.4%)和宫颈长度(45.9%);双变量模型准确率有所提高,如 CWR 和弹性组合为 41.2% ,弹性和宫颈长度组合为 64.7% ,CWR 和宫颈长度组合为 70.6%;而三变量模型(CWR、弹性和宫颈长度)预测准确率高达 85.3% ,远超组织学分析单独预测的 65.4% ,且能准确区分不同孕期阶段,所有产后样本均被正确分类。

这项研究意义重大。它首次证明多参数评估方法能更准确地预测小鼠孕期的孕周,为理解宫颈重塑的生理化学过程提供了全新视角。该方法有望发展成为一种微创、便捷的即时诊断工具,用于临床评估早产风险,判断足月时宫颈成熟情况,以及评估促进宫颈成熟治疗的效果,从而指导临床制定更科学的孕期管理和引产策略,改善母婴结局。不过,目前该方法仍需在更多正常妊娠和早产模型中进行纵向研究,以充分验证其在不同孕期的有效性和可靠性。

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