焦點故事
通過分子生物學減低孕產婦死亡率
公佈於2021年04月07日

了解血管生長有望治療妊娠毒血症。

高雅玲博士是2006年裘槎博士後研究獎學金得主,她的使命是要了解妊娠併發症背後的機制,這個嚴重的併發症每年奪走6萬多名孕婦性命。

高博士現為美國佛蒙特大學拉納醫學院(The University of Vermont, Larner College of Medicine)的婦產科及生殖科學系助理教授,正研究懷孕期間子宮血管重構過程的謎團,這是改善治療妊娠毒血症及其他與高血壓有關的妊娠併發症的必要步驟。

妊娠毒血症是一種妊娠併發症,孕婦會血壓急升,而且器官系統會有損壞跡象,最常見於肝臟和腎臟。妊毒血症通常在懷孕20週後發生,有可能導致癲癇、中風、多重器官衰竭甚至母嬰死亡。

妊娠毒血症和子癇(即孕婦因為妊娠毒血症而產生的癲癇症狀)導致全球每年約6.3萬名孕產婦死亡。 美國疾病控制與預防中心(Center for Disease Control and Prevention, CDC)的一項研究發現,每1萬宗孕婦分娩死亡個案,就有6.4宗是由妊娠毒血症和子癇所引發。

高博士說:「這是一個非常重要的研究領域,因為妊娠毒血症是一種神秘而且多成因的疾病。」她的部分研究由妊娠毒血症基金會資助,在2018年,高教授獲邀出席由妊娠毒血症基金會舉辦的Champion for Change峰會,與病人權益倡導者及倖存者見面。

高博士說:「妊娠毒血症對這班倖存者來說非常痛苦;她們本來很健康,期待開心的懷孕過程,但20週後,問題就開始出現,她們有的失去嬰兒,有的誕下早產、有嚴重後遺症的嬰兒。」

雖然妊娠毒血症的嚴重性高,但現時除了產下嬰兒及胎盤,以及利用藥物減輕症狀和預防癲癇發作之外,並沒有其他治療方法,科學家對其病因的了解相對較少。

這其中涉及幾個因素,包括血管生長和重構以將血液輸送至胎盤,胎盤在整個懷孕期間會滋養胎兒。孕婦的子宮會進行血管適應,這是調節胎盤血流量(uteroplacental blood flow, UPBF)的重要生理機制,以促進胎兒健康發展。

高博士說:「我對懷孕期間的血管適應機制、子宮血液循環以及血管重構很感興趣。這是一個非常複雜的系統。」這位分子生物學學家於2015年加入佛蒙特大學婦產科和生殖科學系George Osol 教授的實驗室,初次接觸此病症。

高博士加入George Osol 教授的實驗室前曾暫停研究4年,因此對重返實驗室感到興奮。高博士於2006年獲頒發裘槎博士後研究獎學金,曾在巴黎巴斯德實驗室(Pasteur Lab)進行研究,然而這次的研究主題與她之前在巴黎取得成功的研究卻關聯甚少。她在巴斯德實驗室以及隨後在美國堪薩斯大學所進行的研究主要都是從病理生理學角度,探究由人類T細胞白血病病毒(human T-cell leukaemia virus, HTLV)所引起的T細胞白血病和淋巴瘤。

雖然轉換了研究領域,但高博士早於香港中文大學修讀學士學位時已有分子生物學的背景,而且擁有醫學項目研究方面的經驗,對研究工作非常有利的,使她在研究團隊中越來越有影響力。

高博士進行過3個具突破性的研究項目,而在其中一個項目中,高博士和她的團隊研究Piezo 1及其在孕婦子宮血液循環中的特殊作用。Piezo 1於2010年被發現,是一條對剪應力敏感的陽離子通道。

利用患有妊娠毒血症的老鼠,高博士檢視了這個最近發現的機械感知器(mechanosensor)在懷孕期間的調控方式。她探究在正常與罹患妊娠毒血症的懷孕下,Piezo 1是如何感覺到子宮胎盤血流量的變化,然後將這信息轉換成生物信號並促發子宮血管適應。

她解釋:「當血液流過血管時,血管可以感覺到血液流動(即「剪應力」),並將機械性的刺激轉換為生物信號,從而使人體能夠適應胎兒生長的需求。隨著更多血液流動,血管發出更多信號,增加血管的大小,以維持最佳血壓,避免血壓過高。」

Piezo 1 在腦和肺功能方面已被廣泛研究,但這是首次在子宮血液循環中發現Piezo 1。根據高博士的說法,該通道的表達在懷孕過程中被上調。這代表Piezo 1有其獨特的功能,有助重構血管以調節血壓,意味著Piezo 1可能在調節子宮胎盤血液流動發揮重要作用。

高博士說:「如果我們能夠了解子宮血管重構的信號傳遞途徑,我們就可以研發針對這個機制的藥物,改善重構過程。」

她解釋道,由於Piezo 1會在多種生物過程中出現,所以一直是個熱門研究主題。最近的研究顯示,約有三分之一非洲人的機械感知通道存在相同的突變,突變使通道的激活減慢。有人提出,這可能與非洲國家的婦女較多患有心血管疾病有關,妊娠毒血症的患病率也可能較高。高博士希望進一步調查這個情況。

在另一個已發表的研究項目中,高博士和她的團隊研究了妊娠子宮適應機制的靜脈動脈信號傳導(venoarterial signalling, VAS)。雖然研究集中探討動脈,但高博士對靜脈在子宮血管重構中的重要性也感興趣。

子宮內的靜脈和動脈彼此相鄰。她的團隊採用外科手術技術,研發了一個創新的動物模型。 他們發現,切除部分子宮動脈旁邊的子宮靜脈可使懷孕期間的動脈重構減少5成。 這意味著從胎兒和/或胎盤(胎兒胎盤單元)發出的訊息,經胎盤後子宮靜脈傳遞到胎盤前動脈,刺激血管重構。

這項研究提供首個體內證據,證明靜脈對胎盤血液循環的動脈生長有重要的影響。

她說:「我對靜脈非常感興趣,而靜脈是一個被忽視的研究領域。」

2019年7月,高博士晉升為助理教授,將在她稱為「理想導師」的Osol教授退休後,負責承擔所有研究工作。 她期望爭取資金,以開展更多有關子宮血管重構的研究,而更較長遠的目標則是建立合作項目,研究傳統中醫(她在攻讀博士學位期間的主要研究)融合治療妊娠毒血症等疾病的可能性。

她說:「我仍然有很多新的東西要學習。」她希望自己的非傳統職業路向能夠鼓勵其他科學家,讓他們知道改變研究方向或者暫停研究仍然能夠取得顯著成果。

高雅玲博士在香港中文大學取得生物學學士學位和碩士學位。2005年,高博士取得香港中文大學藥理學博士學位後,在一家香港製藥公司擔任研究員。2006年,她獲得裘槎博士後研究獎學金,到巴黎巴斯德研究所的致癌病毒流行病學和生理病理學部門進行博士後研究,與Antoine Gessain博士及Renaud Mahieux博士一起從病理生理學角度,研究由人類T細胞白血病病毒(HTLV)所引起的T細胞白血病和淋巴瘤。2009年至2011年間,她與Christophe Nicot博士在美國堪薩斯大學醫學中心一同延續HTLV病毒的研究。高博士暫停研究工作一段時間後,於2015年7月加入美國佛蒙特大學拉納醫學院(Larner College)的婦產科和生殖科學系,並於2019年7月晉升為助理教授。

廷伸閱讀:

  1. 高雅玲博士的個人專頁(裘槎基金會):https://scholars.croucher.org.hk/scholars/theresa-ko