摘要
引言：妊娠期SARS-CoV-2感染与较高的子痫前期发生率相关。尽管已有研究报告COVID-19妊娠中存在类似于子痫前期（PE）的胎盘异常，但这种关联背后的分子机制仍不清楚。
方法：研究人员对来自四个妊娠组的胎盘组织进行了批量RNA测序（bulk RNA sequencing）：疫情前正常妊娠组（preCOVID-19）、疫情前子痫前期组（preCOVID-19 PE）、无子痫前期的COVID-19组（COVID no PE）以及合并子痫前期或其他高血压疾病的COVID-19组（COVID PE）。采用DESeq2似然比检验（likelihood ratio test, LRT）分析差异表达，并通过基因集富集分析（gene set enrichment analysis, GSEA）识别失调的通路。
结果：对LRT显著差异表达基因（DEGs）的聚类分析识别出一个由16个基因组成的基因集（以错误发现率校正后的p值?
论文解读：COVID-19相关子痫前期的分子机制——基于胎盘转录组学的证据
一、研究背景与科学问题
子痫前期（preeclampsia, PE）是一种妊娠期多系统高血压疾病，以新发高血压和蛋白尿为特征，影响2%–5%的妊娠，并与早产、胎儿生长受限（fetal growth restriction, FGR）及母体器官功能障碍等严重并发症密切相关。其病理生理机制复杂，涉及胎盘异常与缺氧、血管生成失衡、母体血管功能障碍、炎症激活、氧化应激及代谢紊乱等多重因素。
COVID-19大流行期间，孕妇成为关键的易感人群。临床数据显示，妊娠期母体SARS-CoV-2感染不仅增加了重症和死亡风险，还显著提高了子痫前期及相关妊娠期高血压疾病（hypertensive disorders of pregnancy, HDP）的发生率。多项研究报告了COVID-19孕妇中子痫前期发病率的升高，且这种关联的强度似乎随疾病严重程度而变化，中度或重度COVID-19患者的风险更高。然而，关于妊娠期SARS-CoV-2感染背景下诊断的子痫前期的临床本质仍存在争议，部分学者质疑其是否为真正的子痫前期，抑或是一种类子痫前期样疾病。
已知母体SARS-CoV-2感染会触发全身性促炎和促血栓形成反应，而这些过程同样是子痫前期病理生理的核心环节。这些系统性改变在胎盘层面也有所体现，包括绒毛间血栓和慢性绒毛炎——两者均为子痫前期的特征性病理表现。因此，研究人员提出假说：母体SARS-CoV-2感染可能通过加剧内皮功能障碍、损害血管重塑以及通过诱导凋亡、炎症和坏死直接影响胎盘功能，从而参与子痫前期的发病。
鉴于上述背景，本研究旨在利用RNA测序（RNA sequencing, RNA-seq）技术，系统比较不同妊娠状态下的胎盘转录组图谱，以揭示SARS-CoV-2感染增加子痫前期风险的分子机制，特别是探究COVID-19相关子痫前期是否具有独特的胎盘分子特征，抑或是经典子痫前期机制的加剧或放大。
二、主要关键技术方法
研究人员对来自两个阶段（疫情前年份和2021年大流行阶段）收集的58份胎盘样本进行了分析，分为四组：疫情前正常妊娠组（preCOVID-19 uneventful，n=10）、疫情前子痫前期组（preCOVID-19 PE，n=10）、SARS-CoV-2阳性且无子痫前期或其他HDP组（COVID no PE，n=28）以及SARS-CoV-2阳性伴HDP（包括子痫前期）组（COVID PE，n=10）。研究采用的主要技术方法包括：（1）批量RNA测序（bulk RNA sequencing）获取胎盘组织全转录组数据；（2）利用DESeq2包进行差异表达分析，通过似然比检验（likelihood ratio test, LRT）识别跨多组别的全局差异表达基因，并通过Wald检验进行两两组间比较；（3）使用DEGreport包的degPatterns函数对LRT显著基因进行聚类分析，识别共享表达模式的基因簇；（4）采用clusterProfiler和gage R包进行基因集富集分析（gene set enrichment analysis, GSEA），鉴定失调的生物学通路；（5）基于先前发表的11基因面板，通过余弦相似度（cosine similarity）计算本研究中各组的转录组特征与已知子痫前期分子亚型（表型1–5）的相似性。所有差异表达分析均将母体种族和胎儿性别作为协变量纳入模型，并使用Benjamini–Hochberg方法进行多重检验校正（FDR校正后p<0.05视为统计学显著）。
三、研究结果
1. 研究设计与临床特征
研究人员分析了58份胎盘样本，来自疫情前正常妊娠、疫情前子痫前期、COVID-19无子痫前期以及COVID-19合并子痫前期/HDP四组。各组间母体年龄和体重相当，但母体种族存在显著差异（p=0.040）。疫情前子痫前期组初产妇比例更高。妊娠年龄（p=0.018）和出生体重（p=0.001）在并发症妊娠中较低，尤其在疫情前子痫前期和COVID-19合并子痫前期组中更为明显，这两组的小于胎龄儿（small for gestational age, SGA）病例更多（p=0.007），剖宫产率也更高（p=0.0005）。新生儿重症监护室（neonatal intensive care unit, NICU）入院率在COVID-19合并子痫前期组中最高（p=0.005）。
2. COVID-19合并子痫前期组的高计算母体子痫前期风险
在未发生子痫前期的SARS-CoV-2感染孕妇中，28%（7/25）早期子痫前期筛查阳性（风险>1/250），20%（5/25）晚期子痫前期筛查阳性（风险>1/35）。而在COVID-19合并子痫前期组中，分别有75%（6/8）和50%（4/8）超过相应阈值。早期子痫前期筛查阳性率在COVID-19合并子痫前期组中显著高于COVID-19无子痫前期组（相对风险RR 2.7；95%置信区间1.3–5.6；p=0.035）。晚期子痫前期筛查阳性率在COVID-19合并子痫前期组中也更高（RR 2.5；95%置信区间0.9–7.1），但未达到统计学显著性（p=0.17）。
3. 测序产出与全局转录组分布
批量RNA测序获得高质量数据（每样本>3380万条reads）。主成分分析显示大多数样本共聚簇，表明数据集具有强转录组一致性。偏最小二乘判别分析进一步增强了组间区分度，但各组间仍存在大量重叠，表明全转录组水平的鉴别力有限，可能与样本量较小有关。
4. COVID-19合并子痫前期与子痫前期共享的胎盘基因表达模式
通过DESeq2似然比检验筛选出41个全局差异表达基因（FDR校正后p<0.05），经聚类分析唯一识别出一个由16个基因组成的表达簇，呈现阶梯式上调模式：在疫情前正常妊娠组中表达最低，随后依次为COVID-19无子痫前期组、疫情前子痫前期组，在COVID-19合并子痫前期组中达到最高水平。该基因簇包含长链非编码RNA和蛋白质编码基因，其中多个基因（如FLRT1、LAMA5、BTNL9）与血管生成和/或血管疾病相关。
5. 与子痫前期和COVID-19相关的胎盘改变的分类
利用先前验证的11基因面板（包括FLT1、ENG、SNX10、MTF1、MAN1C1、TPBG、TAP1、LIMCH1、FSTL3、MORN3和PIK3CB）进行分析，结果显示COVID-19合并子痫前期组和疫情前子痫前期组具有相似的表达谱，而COVID-19无子痫前期组则形成独立聚类。通过余弦相似度与已知子痫前期胎盘表型进行比较，发现疫情前子痫前期组和COVID-19合并子痫前期组均与表型2（经典子痫前期相关基因表达）最相似，同时也与表型3（与母胎不相容性和免疫相关子痫前期转录谱有关）表现出一定相似性，而COVID-19无子痫前期组与任何子痫前期诊断表型均无强相似性。
6. 基因集富集分析
GSEA分析揭示了三组病理妊娠相对于疫情前正常妊娠的不同功能富集模式。COVID-19合并子痫前期组显示出显著的免疫相关本体富集，包括“T细胞活化”、“免疫效应过程”、“抗原受体介导的信号通路”和“趋化作用”。疫情前子痫前期组同样在免疫相关簇中显著富集，特别是适应性免疫和细胞间通讯相关术语。COVID-19无子痫前期组则呈现不同模式，主要表现为形态发生相关功能的适度富集（如“心脏发育”、“肌肉细胞分化”和“对生长因子的反应”），以及趋化和细胞外基质相关通路的富集。
四、讨论与结论
本研究的关键发现是识别出一个由16个基因组成的簇，其在四个妊娠组中呈现渐进性表达递增模式，其中至少四个基因（YES1、LAMA5、BTNL9、FLRT1）的表达改变或功能丧失与胎盘血管化和胎儿存活能力以及不良妊娠结局（包括子痫前期和FGR）相关。这一发现提示妊娠期COVID-19与子痫前期共享至少部分与血管生成改变相关的基因表达改变，而COVID-19合并子痫前期组中更高的表达水平表明，妊娠期SARS-CoV-2感染可能加剧或暴露了胎盘中预先存在的血管形态学改变，从而导致更严重的胎盘损伤和子痫前期发生率的增加。
关于COVID-19相关子痫前期的本质，本研究的转录组学分析提供了重要见解。基于子痫前期相关基因面板的分析显示，COVID-19合并子痫前期组与疫情前子痫前期组具有高度相似的表达谱，且均与经典子痫前期胎盘表型（表型2）最为匹配，表明COVID-19相关子痫前期并非一种全新的胎盘转录组表型，而是对子痫前期中已有的基因表达程序的加剧。此外，COVID-19合并子痫前期组还表现出与免疫相关表型（表型3）的相似性，这与GSEA分析中观察到的强烈免疫激活特征一致。
GSEA分析进一步揭示，在所有病理组中均存在形态发生相关过程的富集，这可能是COVID-19无子痫前期组中最突出的特征，因为该组的免疫激活最弱。这一发现支持了SARS-CoV-2感染可能引发或放大发育改变的观点，即使在未进展为子痫前期的妊娠中也是如此，而免疫激活的叠加则可能是推动从亚临床状态向显性疾病转化的关键因素。
综合来看，本研究的发现支持COVID-19相关子痫前期的胎盘起源假说，而非纯粹的母体类子痫前期样综合征。母体SARS-CoV-2感染可能作为一个额外的系统性应激源，进一步打破平衡，增加子痫前期的发生风险。值得注意的是，大多数COVID-19合并子痫前期病例在子痫前期临床表现出现之前已在孕早期筛查中呈阳性，这支持了SARS-CoV-2感染可能在易感亚群中触发子痫前期临床表现的观点，即病毒可能暴露或加速了预先存在的子痫前期易感性，而非完全从头产生子痫前期风险。
研究结论：本研究的结果表明，SARS-CoV-2感染可能作为子痫前期潜在机制的触发因素或放大器，尤其是在已经具有高血压疾病倾向的妊娠中。COVID-19合并子痫前期组中免疫过度激活与发育分化及形态发生血管通路的独特组合，提示病毒感染与血管病理之间存在协同相互作用，可能将亚临床或临界性子痫前期状态推入显性疾病阶段。这一发现与COVID-19阳性妊娠中子痫前期样综合征发生率增加的临床报告相符，并表明COVID-19不仅可能模拟子痫前期，还可能暴露或加剧潜在的疾病机制，为COVID-19孕妇中子痫前期发生频率增加提供了合理的分子解释，并强调了在这一人群中进行早期风险评估的重要性。
