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妊娠期糖尿病对母儿的远期影响
基金资助: 国家重点研发计划资助(2021YFC2701500); 国家临床重点专科建设项目(2024)专项资金
本文引用:向欠欠, 陈练. 妊娠期糖尿病对母儿的远期影响[J/OL]. 中华产科急救电子杂志,2025,14(4): 227-232.
【摘要】
妊娠期糖尿病对母儿健康的影响是多维度、跨生命周期的。对于母体而言,妊娠期糖尿病是未来发生2型糖尿病、代谢综合征及心血管疾病的强烈预警信号;对于子代而言,宫内高血糖环境增加其童年至成年期的肥胖、胰岛素抵抗风险,并可能影响其神经、精神发育。本文强调妊娠期糖尿病作为"时间窗"疾病的重要性,重点关注其对母儿的远期影响,呼吁加强孕期精细化管理、建立产后长期随访体系及推行个体化生活方式干预,降低母儿远期疾病风险。
【关键词】 糖尿病,妊娠 ; 远期影响 ; 预防
妊娠期糖尿病(gestational diabetes mellitus,GDM)是指妊娠期新发的糖代谢异常,全球发病率约为14%[1],中国2018年发病率为14.8%,随着高龄产妇以及肥胖产妇的增加,发病率也在逐年上升[2]。目前国际公认的GDM诊断方法是根据妊娠24~28周进行75g口服葡萄糖耐量试验(oral glucose tolerance test,OGTT)的检测结果进行诊断,我国自2011年将其作为行业标准一直沿用至今。本文重点关注GDM对母儿的远期影响,从GDM对母亲及子代的影响、发病机制、干预措施及预防策略等几个方面进行讨论。
一、GDM对于母体的远期影响
GDM近几十年患病率呈上升趋势,基于GDM与后续高血压、血脂异常、2型糖尿病、血管功能障碍和动脉粥样硬化之间的一致性证据,美国心脏协会将GDM列为女性心血管疾病(cardiovascular disease,CVD)的危险因素。大量队列研究表明,GDM患者未来发生CVD的风险显著增加,且独立于后续是否进展为2型糖尿病。Tobias等[3]进行了一项前瞻性队列研究,共招募了89479名美国女性,中位随访时间为25.7年,随访完成率超过90%,其中发生GDM的女性5292人(5.9%);该研究发现GDM女性未来即使未发展为2型糖尿病,冠心病风险仍升高30%;GDM病史女性远期CVD风险升高(HR=1.43,95%CI:1.12~1.81),调整生活方式和行为风险因素,如坚持健康饮食、规律运动、维持正常体重、不吸烟等可减弱GDM与CVD的关联(HR=1.29,95%CI:1.01~1.65),提示生活方式的干预可能降低风险。丹麦的一项队列研究纳入了1978—2016年间1002486名经产女性,结果显示GDM病史女性总体CVD风险升高40%,特定CVD(如心肌梗死、心力衰竭和外周动脉疾病)风险显著增加,后续2型糖尿病仅介导23.3%的风险,而孕前肥胖或母亲有CVD病史者风险更高[4]。目前也有一些存在争议的研究,欧洲癌症与营养前瞻性调查的荷兰队列研究未发现GDM与CVD的显著关联(HR=1.07,95%CI:0.81~1.42),可能与GDM暴露回忆时间距妊娠较远(平均51岁)、存在测量偏倚有关[5]。因此,还需要更大样本量、更长随访年限的前瞻性研究进行证实。因此,根据2023年美国糖尿病协会(American Diabetes Association,ADA)建议,需加强GDM人群的长期健康监测与干预,尤其需重点关注心血管健康,可考虑将心血管风险评估纳入年度体检,产后定期监测血压,必要时进行血脂及颈动脉超声等检查[6]。
GDM被视为女性代谢健康的一个关键"压力测试",GDM史是女性远期代谢健康的一个独立且强大的预测因子。一项综合了20个研究共1332373例孕妇的系统综述与荟萃分析显示,GDM病史女性未来发展为2型糖尿病的风险是孕期血糖正常孕妇的近10倍,GDM患者中15%~70%的人将来会发展为糖代谢异常,主要是2型糖尿病,且多为非胰岛素依赖型糖尿病[7]。代谢综合征(metabolic syndrome,MetS)是一组代谢紊乱症候的统称,传统定义为同时存在以下至少3项指标,即中心性肥胖、高密度脂蛋白降低、高甘油三酯血症、高血糖和高血压。GDM与MetS具有相似的发病机制,均会增加2型糖尿病和CVD的风险。2021年一项纳入了51项研究的系统评价及荟萃分析结果显示,GDM患者孕期MetS风险显著升高(RR=20.51, 95%CI:5.04~83.55),产后长期随访显示GDM病史女性MetS风险是对照组的2.36倍(95%CI:1.77~3.14),且最早可在产后1年内出现[8]。此外,Ajmera等[9]通过对年轻人冠状动脉风险发展研究队列中1 115名女性的25年随访,发现GDM病史女性在中年时非酒精性脂肪肝风险显著升高(aOR=2.29,95%CI:1.23~4.27),提示GDM可作为非酒精性脂肪肝的早期风险标记。因此对于GDM患者,根据2023年ADA妊娠期糖尿病管理指南推荐,应于产后4~12周行OGTT,此后每1~3年筛查;另外需早期筛查MetS(如产后6~12个月),强化生活方式干预(减重、运动、饮食控制病[7][7]。
痴呆是全球性健康问题,影响众多且负担沉重。现有研究发现,GDM、心脏病、高体重指数与阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease, AD)及痴呆之间存在复杂关联[10]。2021年,Sana等[11]通过病理机制和蒙特利尔认知评估进一步分析了GDM与AD的关联。研究纳入了80例GDM病史女性,结果显示GDM患者的蒙特利尔认知评估得分显著低于对照组,提示认知功能下降(P<0.05),从病理机制角度,该研究还发现与GDM相关的血清二肽基肽酶-4水平升高与孕妇痴呆风险显著相关。一项前瞻性队列研究探究了GDM与全因痴呆的关系,纳入1292名有GDM病史和204171名无GDM病史的女性(随访45年),共2921名参与者被诊断为痴呆,有GDM病史者患全因痴呆风险比无病史者高67%(HR=1.67,95%CI:1.03~2.69)。因此,对于GDM女性,应该进行定期监测和采取痴呆预防策略[12]。但是当前对于GDM与AD相关性的问题也存在争议,Sheng等[13]使用欧洲人群的全基因组关联研究数据评估了GDM对母体AD及痴呆的直接因果效应,结果未发现其与母体AD及痴呆有显著因果关联,GDM与AD的关联可能由共病(如肥胖、高血压)介导,而非直接因果关系。传统观察性研究中发现的关联可能受混杂因素影响,冠心病、慢性肾脏病等在GDM暴露与AD之间的关系具有一定的中介作用,未来需更大样本量的研究,更全面地控制混杂因素以明确两者之间的真实关系。
由于GDM对母婴的不良影响,患病孕妇可能因承受更多压力而产生焦虑。GDM全球患病率逐年升高,与抑郁、焦虑风险增加2~4倍相关,据报道,GDM女性在孕期焦虑患病率为33%~59%,产后为11%~20%,且胰岛素抵抗可能是心理与代谢健康关联的核心机制[14]。有研究表明,糖尿病可能通过多种潜在机制与抑郁产生关联,如炎症变化、下丘脑-垂体-肾上腺轴失调、5-羟色胺能调节及心理行为机制[15]。一项横断面研究纳入了205例GDM患者(GDM组)和201例健康孕妇(对照组),结果显示GDM组产后抑郁发生率显著高于对照组(34.6%与17.4%,P<0.05),GDM是产后抑郁的独立危险因素(OR=1.854, 95%CI:1.027~2.681),而新生儿体重和教育年限为保护因素,该研究提示GDM患者的血糖控制压力、激素变化及肠道菌群失调可能是潜在机制,临床需关注低教育水平及新生儿低体重的GDM女性心理健康[16]。此外,Nicolazzi等[17]通过对106名GDM患者的纵向随访发现,胰岛素抵抗水平在孕晚期最高,产后6~8周下降,但1年后再次升高,而抑郁症状和幸福感在产后显著改善且保持稳定。产后早期胰岛素敏感性与抑郁评分呈负相关(β=-0.19, P=0.03),提示GDM女性心理健康与代谢健康的关联具有阶段性和可塑性。基于上述研究证据,我们认为医护人员应关注GDM孕妇的精神心理健康,建议常规筛查GDM患者围产期抑郁状况,尤其在孕晚期和产后早期。
二、GDM对于子代的影响
母亲患有GDM会显著增加其子代远期代谢与心血管相关疾病的发生风险。我国香港学者进行了一项涉及506对母婴的长达18年的随访研究,结果显示孕期母体血糖水平与子代代谢及肥胖指标存在独立、长期的关联,GDM子代18岁时糖耐量异常患病率达10.34%,超重/肥胖风险增加50%(OR=1.50,95%CI:1.17~1.93);母体同时存在超重与GDM时,子代进入快速增长轨迹的风险显著升高6.90倍(95%CI:1.89~33.32,P=0.006),而快速增长轨迹可作为儿童肥胖的早期预警信号[18-19]。高血糖与不良妊娠结局随访研究对4160名10~14岁儿童的分析显示,胎儿期暴露于GDM环境的儿童肥胖率增加54%,体脂增加35%,腰围增加34%,GDM母亲的子代糖耐量异常比例更高(4.7%与1.7%,P=0.04)[20]。此外,GDM与子代远期CVD的发生密切相关,对于宫内暴露于GDM的子代,有研究表明,其出生后收缩压、体重指数和血糖水平更高,早期干预MetS的组成成分(如高血压、血脂异常)可显著降低中青年缺血性心脏病风险,而减少儿童期肥胖也能降低成年后CVD风险。GDM女性的后代,长期健康风险增加,儿童期患代谢综合征风险显著提升(RR=2.07,95%CI:1.26~3.42);此外,CVD风险增加,如左心室壁增厚等[21]。丹麦一项包含243万例子代的队列研究显示,经过40年的随访发现GDM母亲的子代早发CVD的发生风险增加了29%(95%CI:1.21~1.37)[22]。上述研究均提示我们应高度重视GDM对子代长期代谢与心血管健康的潜在影响,建议对GDM子代实施早期的、系统性的代谢指标监测与生活方式干预,并结合母体孕期综合管理,以降低其远期相关疾病风险。
健康与疾病的发育起源理论(developmental origins of health and disease,DOHaD)指出,生命早期的环境因素(如母体营养和疾病)可能影响成年后非传染性疾病的风险。母体营养和疾病还可能影响婴幼儿健康发育,甚至跨代传递[23]。目前GDM对子代神经发育长期影响的研究较少,且现有结论存在矛盾。印度一项出生队列研究报告显示,GDM子代的某些认知评分高于对照组[24];而瑞典一项针对130万青少年的大型流行病学研究显示,GDM子代在16岁时的四门学科成绩较低[25]。此外,一项荟萃分析和系统评价发现,GDM子代患自闭症谱系障碍的风险增加42%(pooled OR=1.42,95%CI:1.22~1.65),但对注意力缺陷多动障碍无显著影响(pooled OR=1.01, 95%CI:0.79~1.28)[26]。关于GDM对子代神经发育的长期影响,现有的研究结论尚不一致,这种矛盾性可能源于多种因素。不同研究在人群遗传背景、GDM诊断标准、血糖控制水平以及社会经济状况等方面存在显著异质性;其次,用于评估子代神经发育的工具、年龄标准和指标各不相同,可能导致结果难以直接比较;此外,潜在的混杂因素,如母亲孕前体重指数、孕期共病及子代出生后环境等,也可能影响结论的可靠性。
尽管如此,现有证据,尤其是显示自闭症谱系障碍风险显著增加的荟萃分析结果,仍强烈提示GDM可能是子代神经发育的重要风险因素,其潜在生物学机制值得深入探究。因此,未来需要更多设计严谨、长期随访的大规模前瞻性研究来厘清这些关联,并进一步明确其间的因果关系与作用机制。
GDM对子代的远期影响并不仅限于儿童或成年期的代谢健康。近年来的研究揭示,这种影响可能通过某些生物学机制传递至下一代,即跨代遗传效应。我国香港的一项队列研究通过甲基化测序鉴定出19个与母体孕期高血糖相关的差异甲基化区域,通过7年、11年和18年的纵向随访证实,19个差异甲基化区域对后代代谢异常(尤其是β细胞功能障碍)具有显著预测价值,其中12个可稳定传递至卵母细胞,且甲基化水平与孙代出生体重呈负相关(r=-0.38,P=0.009)[27]。黄荷凤院士团队的研究发现,宫内高糖环境会影响子代原始生殖细胞发育过程,干扰性别特异性的表观遗传重编程,尤其是影响雌性后代,导致生殖细胞发育异常、生育力降低以及不良的代际效应[28]。葛照嘉团队的研究则发现,GDM诱导后代卵母细胞基因组超甲基化,并且至少有一部分甲基化改变被F2卵母细胞遗传,这可能是代谢性疾病遗传的原因之一[29]。
三、机制探讨
表观遗传学是指在不改变DNA序列的情况下对基因表达程序产生遗传影响的各种过程,一般包括组蛋白修饰和DNA甲基化,被认为是宫内暴露影响子代结局的途径之一[30]。GDM增加母亲及子代未来患2型糖尿病、肥胖和动脉粥样硬化性心血管疾病(atherosclerotic cardiovascular disease, ASCVD)的风险。GDM的病理生理机制复杂,表观遗传修饰(如DNA甲基化、组蛋白翻译后修饰和microRNA)在ASCVD的病理生理机制中逐渐成为关键因素,这些修饰可通过后天获得或遗传传递[31-32]。Nadia Di Pietrantonio团队曾报道,从GDM女性分离的人脐静脉内皮细胞在正常葡萄糖水平条件下仍表现出持续性炎症表型和抗氧化能力下降,这些结果支持"血糖记忆"现象,提示表观遗传改变的跨代传递可能影响子代健康[33]。在前期研究的基础上,该团队进入了深入机制探讨,结果显示GDM通过甲基转移酶MLL1诱导组蛋白H3K4me3,激活NF-κBp65和NOX4基因的启动子,导致孕妇及其子代的炎症(白细胞介素-6、单核细胞趋化蛋白-1等细胞因子升高)和氧化应激表型,且该表观遗传标记可传递至子代并持续至青春期。抑制MLL1可逆转相关基因表达及炎症/氧化表型,提示靶向MLL1-H3K4me3通路或为干预GDM子代心血管代谢风险的新策略[34]。
GDM患者胰岛素抵抗增加,促炎性细胞因子(如肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-6等)抑制胰岛素受体底物-1,从而影响胰岛素信号传导,同时葡萄糖和脂肪毒性影响胰岛素合成、分泌和β细胞存活。此外,胎盘产生的胎盘生长激素升高会增加胰岛素抵抗,严重时可能导致子代低胰岛素血症等,这种胰岛素抵抗状态迫使β细胞代偿性增生肥大,长期高负荷工作可导致β细胞线粒体功能障碍、凋亡增加,产后5~10年β细胞功能残存率仅为正常人群的60%,成为2型糖尿病发病的核心机制[35]。对于子代,宫内高胰岛素血症通过mTOR信号通路促进脂肪细胞分化,同时抑制腺苷酸活化蛋白激酶介导的脂肪酸氧化,导致出生后脂肪堆积倾向。
目前肠道微生物群在孕产妇生殖健康、孕期发生的所有变化以及新生儿期的作用备受关注。肠道菌群作为"代谢调节器",其失衡与胰岛素抵抗、慢性炎症直接相关,而GDM母亲的菌群紊乱可能通过垂直传递影响子代肠道微生态。一项通过对PubMed和Scopus等数据库截至2024年6月的文献进行系统检索的系统性综述结果显示,GDM与新生儿肠道微生物群的组成和多样性变化相关,包括α多样性降低、厚壁菌门/拟杆菌门比率升高、乳杆菌属和双歧杆菌属定植延迟,且这些变化与母亲血糖控制情况、分娩方式和婴儿生长指标相关;该结果还提示GDM母亲的新生儿肠道菌群中促炎菌属富集,且菌群成熟延迟可能增加后代代谢疾病风险,但不同研究间存在异质性,需行进一步机制验证[36]。据报道,细菌门的改变会干扰肠道通透性,增加脂多糖的吸收,从而通过激活TLR4诱导慢性亚临床炎症过程和肥胖,导致胰岛素抵抗[37]。Aja等[38]的一项纵向队列研究纳入269名孕早期女性(其中90例为GDM患者),采集3个孕期阶段(早、中、晚孕期)母亲粪便及婴儿从出生至12个月的粪便样本,共646份母亲样本和920份婴儿样本。结果显示,GDM女性及其婴儿肠道菌群在出生后2个月至12个月呈现微生物丰富度增加,伴随肺炎链球菌、副腐化梭菌等致病菌富集。GDM对男婴影响更显著,表现为12个月时头围增大,GDM对婴儿发育的性别差异主要与肠道菌群及其介导的代谢通路差异相关,该结果提示GDM通过肠道菌群的母婴传递及性别特异性代谢通路影响子代发育。针对预防策略,对GDM暴露的男性婴儿针对性调节肠道菌群(如抑制类腐败梭菌),可能降低其未来神经发育障碍的风险。此外,一项系统性综述结果显示,GDM母亲肠道菌群多样性降低,其中益生菌可改善菌群多样性[39]。未来需进一步验证菌群靶向干预的临床效果,可聚焦于GDM相关生物标志物的筛选、菌群移植等新型干预手段的探索,以及多组学技术在机制研究中的应用,为GDM的精准防控提供更有力的科学支撑,但这些干预需后续临床试验验证其安全性和有效性。
四、干预与预防
GDM对母儿远期健康的影响是多维度、跨生命周期的,作用机制涉及胰岛素抵抗、表观遗传、炎症应激及肠道微生态等多个层面。加强孕前评估与指导,重视高危GDM患者的早期筛查和诊断[40],探讨GDM健康宣教模式,提高GDM患者的自我管理能力[41]。近日,国内一项研究证实了遗传因素在GDM发病中的重要作用,开发出一个整合了遗传信息和临床指标的高精度预测模型,为GDM的早期筛查和干预提供了有效的遗传学工具[42]。
孕期血糖精细化管理、建立产后长期随访体系及推行个体化生活方式干预,是降低GDM母儿远期疾病风险的关键策略。
对于其子代的健康管理,应视为一项贯穿其发育阶段的长期任务,核心目标是打破代谢异常循环,在婴儿期提倡母乳喂养及精细化生长监测,重视儿童期代谢监测及营养指导,并且加强神经系统发育监测,做到早发现、早干预、早治疗。
综上所述,在GDM诊断标准的不断更新及日益完善的综合管理措施下,母儿远期不良结局明显减少,强调远期风险,旨在突出高质量的全程管理来改善母儿远期预后的巨大潜力和临床必要性。GDM的管理应贯穿母婴生命全周期,将GDM的远期影响从必然风险转变为可防可控的慢性病管理,改善两代人的长期健康结局。此外,还应重视"GDM-慢性病"全程管理链,建立从产前到老年的跨学科协作网络,并倡导多学科协作。