沙眼衣原體性輸卵管纖維化發(fā)病機(jī)制研究進(jìn)展

喻詠婧，陳建林，施曉波

沙眼衣原體(Chlamydiatrachomtis，CT)生殖道感染是常見的性傳播疾病，是危害人類健康的重要病原體之一[1]。據(jù)美國CDC報(bào)道，2017年美國診斷了170萬例CT感染，自2013年以來發(fā)病率增長22%，其中45%是15～24歲女性，下生殖道CT感染的女性中超過70%為隱匿性感染，在臨床上無法及時(shí)診治而上行引起慢性輸卵管炎、慢性盆腔炎等并發(fā)癥，從而導(dǎo)致輸卵管性不孕、異位妊娠[2]。體內(nèi)外研究顯示生殖道粘膜感染CT可導(dǎo)致輸卵管損傷，組織修復(fù)過程中形成纖維化[3-5]，但具體機(jī)制仍不清楚。由于倫理問題，無法在人體上進(jìn)行生殖道感染CT實(shí)驗(yàn)，小鼠生殖道感染鼠沙眼衣原體(Chlamydiamuridarum)模型顯示輸卵管積水部位可觀察到管腔纖維化病變、梗阻，與女性生殖道感染CT后的輸卵管病變十分相似[6]。因此，小鼠感染MoPn的疾病模型廣泛地應(yīng)用在CT生殖道感染致病機(jī)制的研究中[7]。本文就沙眼衣原體感染引起輸卵管纖維化發(fā)病機(jī)制的研究進(jìn)展作綜述。

1 感染沙眼衣原體后輸卵管損傷的病理基礎(chǔ)

纖維化是指各種病因引起組織細(xì)胞損傷，若損傷較大或者持續(xù)性的損傷超過周圍實(shí)質(zhì)細(xì)胞的再生能力，則會刺激損傷部位纖維母細(xì)胞增殖和細(xì)胞外基質(zhì)大量積聚，進(jìn)而導(dǎo)致纖維結(jié)締組織的異常沉積。增生的纖維結(jié)締組織雖然修復(fù)了損傷，但并不具備原來實(shí)質(zhì)細(xì)胞的功能和結(jié)構(gòu)[8-9]。

組織纖維化是沙眼衣原體感染后輸卵管損傷的主要病理變化。體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)顯示生殖道粘膜感染CT后可使輸卵管上皮微絨毛和纖毛丟失，破壞輸卵管蠕動(dòng)及纖毛擺動(dòng)功能，并且修復(fù)過程中常伴纖維化[5]。臨床上腹腔鏡下可觀察到纖維化病變過程中出現(xiàn)盆腔粘連、輸卵管積水、梗阻和扭曲等結(jié)局[3-4]。在衣原體感染的輸卵管組織切片上也可以觀察到[3]：彌漫性的炎癥細(xì)胞浸潤，包括多核白細(xì)胞和淋巴細(xì)胞；淋巴濾泡，包括B淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞。這些炎癥細(xì)胞浸潤后期可能導(dǎo)致局部上皮細(xì)胞增殖以及瘢痕形成，進(jìn)一步導(dǎo)致輸卵管閉塞和不孕。

2 上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化與輸卵管纖維化

上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(Epithelial-Mesenchymal Transition，EMT)表現(xiàn)為上皮細(xì)胞通過特定的程序失去上皮細(xì)胞特性，如細(xì)胞排列緊密、缺乏運(yùn)動(dòng)能力等，轉(zhuǎn)而獲得間質(zhì)細(xì)胞特性，如細(xì)胞排列疏松、可遷移等，主要轉(zhuǎn)化為成纖維細(xì)胞和肌纖維母細(xì)胞[10]。根據(jù)EMT發(fā)生的生物學(xué)環(huán)境可分為3型：Ⅰ型EMT與胚胎植入、發(fā)育和器官形成相關(guān)；Ⅱ型EMT主要參與損傷修復(fù)、組織再生和器官纖維化的病理過程，如肺纖維化、腎纖維化、慢性阻塞性肺病和肝細(xì)胞癌肝纖維化等[11-13]；Ⅲ型EMT與腫瘤形成和轉(zhuǎn)移有關(guān)，由癌基因通路介導(dǎo)。

CT感染后可引起生殖道上皮細(xì)胞或眼結(jié)膜上皮細(xì)胞miRNA失調(diào)并誘導(dǎo)EMT[14]，有研究提出生殖道上皮細(xì)胞發(fā)生EMT可能參與輸卵管纖維化過程。Igietseme等[15]用L2或D型CT經(jīng)陰道感染小鼠，結(jié)果顯示小鼠輸卵管上皮細(xì)胞在發(fā)生EMT的同時(shí)也存在肌成纖維細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix，ECM)蛋白的產(chǎn)生，并出現(xiàn)輸卵管纖維化。其機(jī)制可能是感染CT后纖維化相關(guān)miRNA(miR9和miR9b)上調(diào)，抗纖維化相關(guān)miRNA(即miR24、miR29家族和miR221等)下調(diào)，它們參與了Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型膠原、轉(zhuǎn)化生長因子(TGF-β)、TGF-β受體1(TGF-βR1)、結(jié)締組織生長因子(connective tissue growth factor，CTGF)的合成，而抑制EMT后可阻止衣原體感染期間肌成纖維細(xì)胞和ECM蛋白的產(chǎn)生。眾所周知，膠原蛋白是ECM的主要成分，ECM的沉積構(gòu)成纖維化疤痕，破壞器官結(jié)構(gòu)，而TGF-β、CTGF更是有名的促纖維化因子。此外，Jovana等[16]研究顯示眼結(jié)膜上皮細(xì)胞的衣原體感染引起EMT樣改變，出現(xiàn)E-鈣粘蛋白啟動(dòng)子甲基化、纖維連接蛋白表達(dá)，從而觸發(fā)結(jié)膜瘢痕形成。

3 巨噬細(xì)胞與輸卵管纖維化

巨噬細(xì)胞是體內(nèi)重要的吞噬和抗原提呈細(xì)胞。逃避宿主免疫防御對人類病原體的生長和存活至關(guān)重要，尤其是衣原體這種依賴宿主代謝產(chǎn)物的細(xì)胞內(nèi)細(xì)菌。巨噬細(xì)胞是一種異質(zhì)性很強(qiáng)的細(xì)胞，不同組織甚至同一組織內(nèi)的巨噬細(xì)胞在表型和功能上存在較大差異。特別是在炎癥反應(yīng)的不同時(shí)期，巨噬細(xì)胞分化出不同表型并表現(xiàn)出功能上的差異被稱為巨噬細(xì)胞極化[17]。根據(jù)其表型和功能的差異大致可分為兩種巨噬細(xì)胞極化類型，即經(jīng)典活化的M1型巨噬細(xì)胞和選擇性活化的M2型巨噬細(xì)胞。M1型巨噬細(xì)胞可分泌IL-1β、IL-6、IL-12、IL-18及腫瘤壞死因子(TNF-α)等細(xì)胞因子，通過誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)使L-精氨酸代謝生成NO來殺滅病原體，甚至導(dǎo)致正常組織炎癥損傷。M2型巨噬細(xì)胞上調(diào)Ⅰ型精氨酸酶(Arginase-Ⅰ)、Fizz-1(Found in inflammatory zone 1)、TGF-α等蛋白分泌，與Th2細(xì)胞免疫反應(yīng)關(guān)聯(lián)，主要發(fā)揮抗炎活性，參與修復(fù)組織、合成膠原、纖維化及清除寄生蟲等過程[18-20]。目前研究證實(shí)巨噬細(xì)胞極化參與了腎纖維化、肝纖維化及肺纖維化的發(fā)病過程[21-25]。

Eric等[26]從雌性小鼠骨髓中獲取M0型巨噬細(xì)胞，在體外誘導(dǎo)分化為M1型巨噬細(xì)胞和M2型巨噬細(xì)胞，結(jié)果顯示巨噬細(xì)胞極化后，M1型巨噬細(xì)胞相關(guān)基因(NOS2、IL-12B、TNF-α)和M2型巨噬細(xì)胞相關(guān)基因(Arg-1、CD163)的表達(dá)水平上調(diào)。然后用M0、M1和M2分別感染MoPn，結(jié)果顯示M0型巨噬細(xì)胞感染MoPn后并無M1型巨噬細(xì)胞或M2型巨噬細(xì)胞相關(guān)基因的表達(dá)上調(diào)，說明MoPn感染并不影響M0巨噬細(xì)胞的極化狀態(tài)；在感染晚期(>24 h)，電鏡下可觀察到M0型巨噬細(xì)胞和M2巨噬細(xì)胞中存在大體積的包涵體，而M1巨噬細(xì)胞中僅發(fā)現(xiàn)少量的小包涵體，并且M0型巨噬細(xì)胞和M2型巨噬細(xì)胞的衣原體載量明顯高于M1型巨噬細(xì)胞。通過RT-PCR檢測也發(fā)現(xiàn)M0型巨噬細(xì)胞和M2型巨噬細(xì)胞感染MoPn 12 h后，衣原體16sRNA的表達(dá)水平明顯高于M1型巨噬細(xì)胞，說明M0型巨噬細(xì)胞和M2型巨噬細(xì)胞可能幫助CT逃過免疫監(jiān)視導(dǎo)致持續(xù)性感染而引起輸卵管纖維化。Murray等[27]研究顯示M2型巨噬細(xì)胞可分泌多種細(xì)胞因子，如TGF-β1、血小板衍生性生長因子(Platelet-derived growth factor，PDGF)、胰島素樣生長因子- 1(Insulin-like growth factor 1，IGF-1)和金屬蛋白酶(Matrix metalloproteinase，MMPs)等，調(diào)節(jié)TIMPs /MMPs的比例，促使纖維母細(xì)胞遷移、堆積，并轉(zhuǎn)化為肌化纖維母細(xì)胞增加膠原合成參與組織修復(fù)，過量時(shí)則導(dǎo)致纖維化。

4 衣原體蛋白與輸卵管纖維化

女性下生殖道CT感染通常是慢性隱匿性的，如果沒有及時(shí)診治，衣原體可以上行到上生殖道引起輸卵管纖維化，最終導(dǎo)致輸卵妊娠及輸卵管性不孕的發(fā)生。CT感染后通過合成多種蛋白滿足自身生長需求及對宿主的致病作用。田紅菊等[28]研究顯示CTIgG和CHSP60聯(lián)合檢測，其靈敏度為80.72%，特異度為87.04%。Hjelholt等[29]研究則發(fā)現(xiàn)衣原體性輸卵管纖維化與抗CHSP60抗體相關(guān)，而與抗HSP60抗體無關(guān)，提示輸卵管纖維化與感染相關(guān)而非自身免疫炎癥反應(yīng)。Follmann等[30]研究發(fā)現(xiàn)CHSP10是人類T淋巴細(xì)胞的攻擊目標(biāo)，種攻擊可能誘導(dǎo)輸卵管上皮局部的前炎癥反應(yīng)，從而導(dǎo)致纖維化形成和輸卵管閉塞。動(dòng)物(猴、短尾猿)實(shí)驗(yàn)[31]發(fā)現(xiàn)CHSP60直接介導(dǎo)了遲發(fā)性超敏反應(yīng)導(dǎo)致的衣原體性輸卵管炎，CT感染的動(dòng)物，在注射抗CHSP60抗體后可產(chǎn)生嚴(yán)重的臨床反應(yīng)，據(jù)此推測CHSP60和CHSP10在衣原體持續(xù)感染所致輸卵管纖維化的發(fā)病機(jī)制中起重要作用。

Rodgers等[32]研究CT全基因組蛋白與輸卵管梗阻的關(guān)系則發(fā)現(xiàn)HSP60、CPAF、CT823、OmcB、CT381、Pgp3等30種蛋白可能與輸卵管梗阻相關(guān)，而OmcB和CT381聯(lián)合檢測的靈敏度(67.7%)最高，同時(shí)特異性達(dá)100%，更優(yōu)于單獨(dú)檢測HSP60與輸卵管梗阻的靈敏性和特異性。Liu等[33-34]研究發(fā)現(xiàn)衣原體質(zhì)粒編碼的蛋白Pgp3和Pgp5是MoPn誘導(dǎo)上生殖道病變的主要毒力因子，Pgp3 或 Pgp5 缺失會降低衣原體的上行感染、減輕慢性炎癥浸潤及官腔擴(kuò)張。Turner等[35]發(fā)現(xiàn)蛋白Tc0668是MoPn由染色體編碼的泌尿生殖道致病因子。

5 細(xì)胞因子與輸卵管纖維化

沙眼衣原體感染人體后，宿主發(fā)生免疫反應(yīng)，產(chǎn)生一系列抗體及細(xì)胞因子。研究顯示TNF-β、IL-1、IL-4、IL-13、NF-kB、TGF和PDGF是重要的促纖維化細(xì)胞因子[36]，可促進(jìn)成纖維細(xì)胞的活化和增殖，參與多種疾病的纖維化過程。Hanna等[37]研究發(fā)現(xiàn)TGF-β在正常氧含量下可促進(jìn)腎臟纖維化。還有研究[38]發(fā)現(xiàn)TGF-β1不僅可以激活肝星狀細(xì)胞(HSC)引起HBV相關(guān)纖維化，TGF-β1和CD147介導(dǎo)的HSC激活之間存在著正向的相互調(diào)節(jié)。而CD147又稱細(xì)胞外基質(zhì)金屬蛋白酶誘導(dǎo)因子(Extracellular matrix metalloproteinase inducer，EMMPRIN)，CD147可通過ERK1/2和Sp1調(diào)節(jié)HSC的活化表型來上調(diào)α-SMA、I型膠原和TGF-β1的合成，提示細(xì)胞因子之間可組成正反饋環(huán)參與纖維化過程。

Ali等[39]研究顯示在輸卵管中，纖毛上皮細(xì)胞和巨噬細(xì)胞是衣原體最初的攻擊目標(biāo)。Yeung等[40]用CT感染多能干細(xì)胞源性巨噬細(xì)胞(iPSdMs)，結(jié)果顯示感染24 h后，巨噬細(xì)胞分泌的IL-6、TNF-a、IL-1β、IL-8、IFN-β和IL-10水平升高。Refaat等[41]在一項(xiàng)前瞻性隊(duì)列研究中收集96例異位妊娠患者與61例已證實(shí)輸卵管正常且行子宮及雙輸卵管切除術(shù)患者的輸卵管組織，異位妊娠患者組的CT感染率明顯對照組，通過ELISA和RT-PCR檢測發(fā)現(xiàn)IL-6及其受體在蛋白和基因表達(dá)水平均顯著高于對照組，提示IL-6家族在衣原體性輸卵管病變及異位妊娠中的作用。

細(xì)胞因子及其組成的正反饋環(huán)引起輸卵管纖維化的機(jī)制可能[42]是衣原體持續(xù)感染(炎癥刺激)上皮細(xì)胞產(chǎn)生炎癥因子及趨化因子，引起免疫細(xì)胞的活化和聚集，活化的免疫細(xì)胞和感染的上皮細(xì)胞分泌MMPs，MMPs可誘導(dǎo)包括膠原蛋白、Tenascin-C等細(xì)胞外基質(zhì)產(chǎn)生。這些蛋白的分解產(chǎn)物也有促炎癥作用，又反過來刺激免疫細(xì)胞和上皮細(xì)胞形成環(huán)路。環(huán)路中一個(gè)分子的表達(dá)水平升高都會引起其他分子的放大效應(yīng)引起正反饋循環(huán)，從而導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)成分累積，這種沉積又可進(jìn)一步誘導(dǎo)免疫細(xì)胞的活化和聚集，最終導(dǎo)致輸卵管纖維化梗阻。

6 補(bǔ)體與輸卵管纖維化

補(bǔ)體系統(tǒng)激活后參與細(xì)胞溶解、調(diào)理吞噬(抗原抗體結(jié)合)、炎癥反應(yīng)及清除免疫復(fù)合物等反應(yīng)。補(bǔ)體系統(tǒng)的三條激活途徑即經(jīng)典途徑、旁路途徑和MBL途徑(凝集素途徑)在C3處匯合，形成C5轉(zhuǎn)化酶而激活下游的C5。C3a和C5a分別是C3和C5在補(bǔ)體激活途徑中的裂解產(chǎn)物，也稱為過敏毒素和趨化因子，可以趨化和激活巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞及釋放炎性物質(zhì)，造成局部的炎性反應(yīng)，從而導(dǎo)致器官組織的損傷。近年來研究發(fā)現(xiàn)補(bǔ)體系統(tǒng)的激活可能直接或間接參與纖維化的發(fā)生與發(fā)展。Liu等[43]利用小鼠單側(cè)輸尿管結(jié)扎構(gòu)建小鼠腎纖維化模型，發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞通過局部分泌C3引起IL-17A介導(dǎo)的炎癥細(xì)胞浸潤，從而驅(qū)動(dòng)纖維化反應(yīng)。Thorenz等[44]發(fā)現(xiàn)在缺血再灌注損傷引起的腎纖維化小鼠模型中，C5aR1(-/-)和C5aR2(-/-)小鼠產(chǎn)生較少的炎癥并顯示出比野生型小鼠更好的腎灌注。特別是C5aR2(-/-)小鼠的腎小管和毛細(xì)血管再生增強(qiáng)，腎纖維化較少，提示C5aR1與C5aR2與缺血再灌注損傷引起的腎纖維化有關(guān)。

Yang等[45]用MoPn分別經(jīng)陰道感染C5-/-小鼠、C5+/+小鼠、C3-/-小鼠及C3+/+小鼠，結(jié)果發(fā)現(xiàn)42%的C5+/+小鼠在感染后產(chǎn)生輸卵管積水，而C5-/-小鼠并未產(chǎn)生輸卵管積水，甚至直接經(jīng)宮腔感染衣原體，C5-/-小鼠仍未產(chǎn)生輸卵管積水。令人驚訝的是當(dāng)補(bǔ)體系統(tǒng)的上游成分C3缺乏時(shí)，小鼠感染衣原體后仍能產(chǎn)生輸卵管積水，進(jìn)一步檢測發(fā)現(xiàn)C3-/-小鼠在感染衣原體后激活了C5，提示C5是衣原體感染后輸卵管病變的重要環(huán)節(jié)，并且在衣原體感染后通過其他途徑被激活。

7 總 結(jié)

輸卵管因素是不孕癥的重要原因，而衣原體生殖道感染作為發(fā)病率最高的性傳播疾病，是引起輸卵管不孕最常見的原因。同時(shí)，沙眼衣原體引起輸卵管纖維化也是發(fā)生輸卵管妊娠的重要原因。盡管提出了許多觀點(diǎn)，但沙眼衣原體對輸卵管損傷的具體機(jī)制仍不明確，是當(dāng)下的研究熱門。若能在炎癥早期通過干預(yù)治療可以逆轉(zhuǎn)纖維化，避免輸卵管病變后所致不孕和異位妊娠。因此研究沙眼衣原體感染引起輸卵管纖維化的發(fā)病機(jī)制，有助于靶向抑制纖維化藥物的研發(fā)，減少輸卵管性不孕和輸卵管妊娠的發(fā)生。

利益沖突：無