《Maternal-Fetal Medicine》：Advancements in Liquid Biopsy Technologies for Non-Invasive Detection of Placental Dysfunction and Perinatal Complications: Focus on cfDNA, cfRNA, and Extracellular Vesicles
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这篇综述系统阐述了液体活检技术（cfDNA、cfRNA、EVs）在无创监测胎盘功能及预测子痫前期（PE）、胎儿生长受限（FGR）等围产期并发症中的最新进展。文章重点分析了各类生物标志物的起源、检测技术及其在反映胎盘动态生物学过程中的应用潜力，为实现早期诊断和个性化产科护理提供了新视角。
胎盘功能障碍是导致不良围产期结局（如子痫前期、早产和胎儿生长受限）的主要因素，这些并发症持续对母婴健康构成重大风险。传统检测方法通常具有侵入性或对胎儿有潜在风险，而液体活检技术通过分析血液循环中的生物标志物，为无创、实时、动态评估胎盘和胎儿健康提供了新途径。
cfDNA在妊娠中的应用
细胞游离DNA（cfDNA）是存在于母体血浆中的片段化DNA分子，来源于母体和胎儿。胎儿cfDNA在母体循环中的比例随着妊娠进展而增加，这使其成为监测胎儿发育的理想生物标志物。胎儿成分主要来源于经历凋亡的胎盘滋养层细胞。胎儿分数是影响cfDNA检测准确性的关键参数，受孕周、母体体重指数等因素影响。
cfDNA分析主要采用大规模平行鸟枪法测序（MPSS）和单核苷酸多态性（SNP）分析两种技术方法。为应对低胎儿分数带来的挑战，胎儿分数放大（FFA）等先进技术已被开发出来。cfDNA检测的主要应用是常见染色体异常的非侵入性产前检测（NIPT），其对21三体、18三体和13三体的检测表现出优异的性能。
近期研究强调了cfDNA在检测胎盘功能不全（常与子痫前期和胎儿生长受限相关）方面的潜力。在子痫前期、胎儿生长受限和早产等病症中，cfDNA的浓度、片段大小和甲基化模式在临床症状出现之前就已发生改变。胎盘cfDNA水平升高可能表明滋养层细胞凋亡增加或缺氧应激。除了数量，cfDNA的甲基化状态和片段大小也提供了有前景的生物标志物。针对胎盘特异性基因（如RASSF1A和SERPINB5）的甲基化分析增强了从母体来源中区分胎盘cfDNA的能力。片段组学分析了cfDNA的特有断裂模式，为从单基因测序扩展到全面表观遗传分析提供了可能。
cfRNA在妊娠中的应用
细胞游离RNA（cfRNA），包括信使RNA（mRNA）、微RNA（miRNA）和长链非编码RNA（lncRNA），在母体血液中循环，是胎盘健康的重要生物标志物。与cfDNA主要反映胎儿基因型不同，cfRNA提供了基因表达模式的实时洞察，使其成为无创监测母婴健康的有前途的生物标志物。
特定miRNA表达水平的变化与子痫前期、早产和胎儿生长受限等妊娠并发症相关。研究表明，在妊娠5-16周期间，母体血液中的cfRNA谱可以在症状出现前很久预测子痫前期。胎盘特异性miRNA（如miR-210、miR-155和miR-21）水平的改变与子痫前期中滋养层功能受损和氧化应激有关。miRNA还在调节血管内皮生长因子（VEGF）通路中发挥关键作用，该通路对胎盘血管生成至关重要。因此，检测特定的cfRNA谱可以为胎盘功能障碍提供早期预警信号，从而实现及时干预以改善妊娠结局。
EVs在妊娠中的应用
细胞外囊泡（EVs），包括外泌体、微囊泡和凋亡小体，是由各种细胞（包括胎盘滋养层细胞）释放到循环中的膜结合颗粒。这些囊泡携带蛋白质、脂质和RNA等生物活性分子，反映了胎盘的细胞状态和功能状态。
在妊娠期间，胎盘是EVs的主要来源。胎盘滋养层，尤其是合体滋养层，在整个妊娠期间主动将EVs释放到母体循环中。这些囊泡促进了维持妊娠所必需的复杂过程，包括免疫调节、血管重塑和组织发育。例如，EVs可以携带免疫调节分子，如程序性细胞死亡配体1（PD-L1）、Fas配体（FasL）和人类白细胞抗原DR（HLA-G），这些分子通过抑制细胞毒性反应和调节自然杀伤（NK）细胞活性，有助于母体对半同种异体胎儿的免疫耐受。
EVs还有助于血管生成和胎盘血管重塑，这对发育中胎儿的充足血流至关重要。通过递送VEGF等促血管生成因子和调节内皮细胞行为，EVs支持适当的胎盘血管发育。此外，它们影响滋养层增殖、分化和侵袭——这些过程对于成功的胎盘形成和胚胎植入至关重要。
EVs最具前景的方面之一是它们作为监测妊娠健康的非侵入性生物标志物的潜力。胎盘来源的EVs存在于母体血液中，可以被分离和分析，以提供胎盘功能的实时洞察。EV数量、大小或内容物的改变与各种妊娠并发症相关。例如，在子痫前期，合体滋养层来源的EVs水平升高，其内容物倾向于促炎和抗血管生成分子。类似地，EVs中的特定微RNA谱与早产和胎儿生长受限相关，突显了其诊断潜力。
在胎儿生长受限中，胎盘EV介导的通讯功能失调常常发生改变，损害滋养层侵袭和血管重塑，导致胎盘灌注和营养运输不足。在妊娠期糖尿病（GDM）中，EVs表现出改变的微RNA和蛋白质谱，影响胰岛素信号和葡萄糖代谢。
循环滋养层单细胞
各种类型的循环胎儿细胞已在母体血液中被识别，包括有核红细胞、滋养层细胞和淋巴细胞。这些胎儿细胞极为罕见和脆弱。当前基于细胞的NIPT方法主要集中于分离循环滋养层细胞（CTs）。
单个CTs可以成功地从母体血液中分离出来。虽然它们的数量通常非常低，但提供了极其纯净的胎儿DNA来源。分离完整的胎儿细胞可以访问完整的胎儿基因组，允许进行全面的遗传测试。然而，技术挑战依然存在。等位基因脱扣可能使结果解释复杂化。此外，由于分离的细胞是滋养层来源而非真正的胎儿体细胞，理论上仍存在局限于胎盘嵌合体的风险。
关于胎盘病理学，单个和成簇CTs的联合分析可以有效区分胎盘植入谱系障碍（PAS）与前置胎盘和正常胎盘植入。异常侵袭可能增加母体血液中的CT数量，为检测异常胎盘侵入提供了一种潜在的非侵入性方法。
临床应用与未来方向
将cfDNA、cfRNA和EVs整合到临床实践中，对于无创监测胎盘功能障碍和围产期并发症具有巨大前景。液体活检技术比传统诊断方法具有若干潜在优势，包括早期检测、实时监测和个性化风险评估。
目前，液体活检在妊娠相关并发症的临床使用主要处于研究阶段。未来的研究应致力于改进液体活检技术，建立样本收集和分析的标准化方案，并验证所识别生物标志物的临床相关性。此外，需要进行大规模临床试验，以评估这些技术在不同人群和临床环境中的可行性和有效性。液体活检检测的高成本仍然是更广泛临床采用的主要障碍。
结论
液体活检技术，特别是cfDNA、cfRNA和EVs的分析，代表了在无创检测胎盘功能障碍和围产期并发症方面的重大进步。这些生物标志物为子痫前期、早产和胎儿生长受限等妊娠相关病症的早期诊断、风险评估和监测提供了一种有前景的方法。随着该领域的不断发展，液体活检有潜力通过为临床医生提供改善母婴结局的强大工具来改变产前护理。进一步的研究和临床验证对于促进这些技术常规融入临床实践并确保其广泛采用至关重要。
