TLRs-NF-κB信號通路與慢性子宮內(nèi)膜炎發(fā)病機制的研究進展

沈豪飛，王奕翔，賈天玉，張學(xué)紅*

(1.蘭州大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，蘭州 730030；2.甘肅省生殖醫(yī)學(xué)與胚胎重點實驗室，蘭州 730030)

子宮內(nèi)膜炎分為急性子宮內(nèi)膜炎與慢性子宮內(nèi)膜炎(chronic endometritis，CE)。急性子宮內(nèi)膜炎患者臨床表現(xiàn)為發(fā)熱，下腹痛并伴有白細胞增多。而CE臨床表現(xiàn)常無癥狀，或者表現(xiàn)為異常子宮出血、盆腔疼痛、性交困難、白帶增多等輕微癥狀[1]。CE可由多種因素引起，其中細菌是導(dǎo)致CE的重要因素之一。在這些細菌中，革蘭氏陰性細菌如大腸桿菌和壞死梭桿菌被認(rèn)為是導(dǎo)致CE的主要細菌[2]。Cicinelli等[3]對CE患者內(nèi)膜病原學(xué)培養(yǎng)結(jié)果顯示多種微生物陽性，包括支原體、解脲脲原體、衣原體等，證明了CE是由多種病原體引起的疾病。CE多集中于復(fù)發(fā)性流產(chǎn)、反復(fù)種植失敗等病例，由于CE的診斷方法多樣和診斷標(biāo)準(zhǔn)不同，發(fā)病率差異很大。Cicinelli等[4]研究表明反復(fù)移植失敗患者CE的患病率高達57.11%；Kitaya等[5]的研究也表明CE與反復(fù)移植失敗及胚胎發(fā)育過程有關(guān)聯(lián)，反復(fù)種植失敗患者子宮內(nèi)膜炎的患病率為55.7%，這給不孕患者帶來了很大的經(jīng)濟和心理負擔(dān)。

臨床上CE的診斷多采用宮腔鏡聯(lián)合組織病理學(xué)檢查，其中病理學(xué)檢查是診斷CE的金標(biāo)準(zhǔn)：組織學(xué)見子宮內(nèi)膜基質(zhì)中漿細胞的存在[6]。宮腔鏡具有直視宮腔的優(yōu)點，可以直觀了解宮腔內(nèi)病變，目前公認(rèn)CE的鏡下特點為：(1)內(nèi)膜局灶或彌漫性充血，特征性改變?yōu)椤安葺鳌保?2)子宮內(nèi)膜間質(zhì)水腫，鏡下表現(xiàn)為與月經(jīng)周期不符的內(nèi)膜增厚、子宮內(nèi)膜局灶性發(fā)白、表面不規(guī)則；(3)子宮內(nèi)膜微小息肉樣改變，鏡下可見小于1 mm的微小息肉懸浮于膨?qū)m液中。病理學(xué)檢查多采用HE染色及免疫組化染色，研究發(fā)現(xiàn)CD138免疫組化染色對CE的檢出率明顯高于HE染色。Takebayashi等[7]認(rèn)為，CE的CD138免疫組化染色的診斷標(biāo)準(zhǔn)為10個非重疊高倍視野中至少檢出3個漿細胞，并且認(rèn)為如果10個非重疊隨機子宮內(nèi)膜中未發(fā)現(xiàn)漿細胞，那么在整個子宮內(nèi)膜間質(zhì)部分不會檢出漿細胞。Bayer-Garner等[8]認(rèn)為，無CD138標(biāo)記的漿細胞是陰性，≤5個漿細胞定義為少數(shù)漿細胞，>5個漿細胞定義為陽性，但目前國際上尚未達成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

CE作為一種慢性炎癥，長期反復(fù)感染會影響子宮內(nèi)膜細胞免疫失衡，進而影響胚胎的植入。現(xiàn)將CE對機體Toll樣受體(toll-like receptors，TLRs)信號通路及免疫功能的影響做如下總結(jié)。

一、Toll樣受體

TLRs是一種能夠識別病原相關(guān)分子模式的I型跨膜受體，因TLRs的種類不同，可以通過識別不同抗原，介導(dǎo)下游信號傳導(dǎo)通路而發(fā)揮功能。1997年首次發(fā)現(xiàn)人類同源的Toll樣受體4(TLR4)，這是最早發(fā)現(xiàn)的且研究最透徹的一類TLRs。目前在哺乳動物中已鑒定出的TLR有14種，其中與人類相關(guān)最為密切的有TLR2、TLR4[9]。研究發(fā)現(xiàn)TLR4在子宮內(nèi)膜細胞、母-胎界面蛻膜細胞、羊膜細胞和滋養(yǎng)細胞中高度表達，起到調(diào)節(jié)炎癥、免疫及妊娠著床的作用[10]。因此TLR4可能是CE和免疫系統(tǒng)之間的關(guān)鍵聯(lián)系，TLR4可以識別多種刺激因子，與其結(jié)合后通過銜接分子將信號傳導(dǎo)至胞內(nèi)，進而激活下游信號引起TNF-ɑ、IL-1β、IL-6等炎性因子的上調(diào)表達[11]。

TLR4表達在母-胎界面蛻膜上，并認(rèn)為TLR4在正常早孕蛻膜過程中有激活先天免疫、抗炎、防御病原微生物的作用。正常胚胎成功植入的關(guān)鍵是胚胎和子宮內(nèi)膜在時空上相互識別、容受并發(fā)生聯(lián)系的共同結(jié)果，此過程中涉及復(fù)雜的分子調(diào)控過程，包括母體子宮內(nèi)膜早期滋養(yǎng)細胞成功入侵，子宮螺旋動脈的重塑、蛻膜化，胚胎及胎盤的形成，而CE會干擾胚胎植入過程的發(fā)生。TLR2在炎癥反應(yīng)中也起到重要作用，Zhang等[12]研究發(fā)現(xiàn)干擾素-τ可以抑制小鼠體內(nèi)TLR2的表達，阻斷了核因子κB(NF-κB)和絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路的激活，從而減少炎癥因子TNF-ɑ、IL-1β、IL-6的釋放。TLR4、TLR2及其信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑在小鼠子宮內(nèi)膜炎發(fā)病機制中的重要作用，使其成為國內(nèi)外學(xué)者研究的焦點，對信號通路的關(guān)鍵節(jié)點進行調(diào)控已成為內(nèi)膜炎生物學(xué)防治的新思路。核因子E2相關(guān)因子(Nrf2)是一種重要的細胞內(nèi)核轉(zhuǎn)錄因子，介導(dǎo)細胞的抗氧化應(yīng)激反應(yīng)。Jiang等[13]發(fā)現(xiàn)芹菜素具有抗氧化、抗炎的作用，研究表明芹菜素通過激活Nrf2信號通路和抑制NF-κB信號通路對脂多糖(LPS)誘導(dǎo)的小鼠子宮內(nèi)膜炎產(chǎn)生保護作用。Zhou等[14]研究發(fā)現(xiàn)冬凌草素抑制TLR4-NF-κB信號通路對LPS誘導(dǎo)的小鼠子宮內(nèi)膜炎產(chǎn)生保護作用，且TNF-α、IL-1β、IL-6的表達水平顯著下降。由此可見通過抑制NF-κB信號的通路激活可以發(fā)揮抗炎的效果，對改善內(nèi)膜環(huán)境有重要意義。Nrf2的缺失可能會導(dǎo)致NF-κB活性的增強從而促進細胞因子的產(chǎn)生，而NF-κB可以調(diào)節(jié)Nrf2的轉(zhuǎn)錄與活性，對靶基因的表達具有正向及負向的效應(yīng)。但芹菜素與冬凌草素應(yīng)用于CE的通路研究為動物實驗，臨床實驗尚未開展。

二、信號通路與炎癥

NF-κB是一種核轉(zhuǎn)錄因子，研究發(fā)現(xiàn)從B淋巴細胞核中提取出活化后的NF-κB能與多種免疫球蛋白κ輕鏈基因增強子KB序列特異性結(jié)合，其在炎癥、氧化應(yīng)激、細胞凋亡、腫瘤等過程中發(fā)揮重要作用[15]。NF-κB家族主要由P65(RelA)、RelB、C-Rel、P52/P100和P50/P105等5個成員組成。在正常情況下，NF-κB在細胞質(zhì)中與它的抑制劑IκB-α相關(guān)聯(lián)[16]，形成1個無活性的三聚體，正常情況下三聚體形式主要被限制在胞漿中。但當(dāng)受到多種因素如LPS刺激時可以通過1個或多個信號途徑使IκB磷酸化、泛素化并降解，細胞核攝取釋放出來的NF-κB，從而啟動一系列免疫相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄程序，引起炎性因子TNF-ɑ、IFN-γ、IL-1β、IL-6的上調(diào)表達，導(dǎo)致大量炎性細胞浸潤。CE的發(fā)生不單是一條通路的改變造成的，其中涉及多條通路間相互作用。Keap1是體內(nèi)的一種調(diào)節(jié)蛋白[17]，參與了NF-κB與Nrf2通路的調(diào)控，Keep1既可以作為負性調(diào)節(jié)蛋白抑制細胞核攝取Nrf2，也可以促進IKKβ泛素化降解而激活NF-κB信號通路。上游蛋白的研究目前仍處于動物研究水平，應(yīng)用于臨床需要進一步探索。

細菌表面LPS是炎癥細胞的主要激活因子，在子宮內(nèi)膜炎的發(fā)展過程中起到重要的作用。研究發(fā)現(xiàn)LPS的暴露破壞小鼠和人子宮內(nèi)膜基質(zhì)細胞的著床和蛻膜，LPS造模小鼠可用于研究CE患者病理生理學(xué)實驗或測試潛在的治療干預(yù)措施[18]。Siemieniuch等[19]發(fā)現(xiàn)LPS引起TNF-ɑ和IL-1β的升高，從而刺激細胞間粘附分子的表達，導(dǎo)致內(nèi)皮細胞和白細胞粘附、白細胞游走、毛細血管通透性增加，最終使炎癥因子遷移到炎癥部位。LPS還可以誘導(dǎo)中性粒細胞的活化，導(dǎo)致炎癥因子的釋放。Cao等[20]研究發(fā)現(xiàn)激活中性粒細胞也會誘導(dǎo)TNF-ɑ和IL-1β的釋放，這種關(guān)系會形成惡性循環(huán)，加重炎癥反應(yīng)。Tortorella等[21]研究發(fā)現(xiàn)CE患者月經(jīng)血中促炎性細胞因子IL-6、IL-1β、TNF-ɑ顯著升高，類似于其他慢性炎癥反應(yīng)，CE改變了子宮內(nèi)膜細胞包括免疫細胞、上皮細胞和基質(zhì)細胞的功能與分布。1996年Rana等[22]發(fā)現(xiàn)抑制這些炎癥細胞因子對子宮內(nèi)膜炎有潛在的治療作用，其中NF-κB信號通路在炎癥基因的調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。IL-6是一種具有多效能的細胞因子，可以導(dǎo)致外周血白細胞數(shù)量增加，血管通透性發(fā)生改變，還可促進肝內(nèi)產(chǎn)生急性期反應(yīng)蛋白，它在調(diào)節(jié)生物過程中發(fā)揮重要作用，包括炎癥反應(yīng)、免疫應(yīng)答和急性期反應(yīng)等[23]。IL-10具有抗炎作用，可促進不同病原體入侵后免疫功能障礙的修復(fù)，有利于提高全身免疫應(yīng)答[24]。這些細胞因子都來源于Thl/Th2細胞，Th1細胞調(diào)節(jié)細胞免疫，可以協(xié)助分化成為效應(yīng)殺傷T細胞，促進炎癥反應(yīng)和細胞毒性活動，分泌 TNF-ɑ、IFN-γ、IL-1β、IL-6、IL-8等細胞因子。Th2細胞輔助B細胞增殖分化為漿細胞，調(diào)節(jié)體液免疫，主要刺激細胞的分化與增殖，分泌IL-4、IL-5和IL-10等細胞因子。研究發(fā)現(xiàn)，正常妊娠情況下Th2型細胞因子占優(yōu)勢有利于妊娠即存在生理性失衡，但當(dāng)免疫應(yīng)答向Th1偏移時會影響滋養(yǎng)層細胞生長、受精卵著床及胚胎發(fā)育[25]，表明Th1/Th2細胞因子的平衡失調(diào)在內(nèi)膜炎的發(fā)病過程中至關(guān)重要。針對患有CE的反復(fù)移植失敗人群，研究發(fā)現(xiàn)IL-17表達顯著升高，而TGF-β、IL-10表達下降，進一步證明了CE患者存在Thl/Th2細胞免疫失衡，這種細胞因子的改變影響了胚胎植入過程。吳彤華等[26]針對復(fù)發(fā)性流產(chǎn)患者進行研究，發(fā)現(xiàn)與對照組相比，CE組的CD8+T細胞和Fox3+Treg細胞比例顯著上調(diào)，認(rèn)為患者內(nèi)膜CD8+T細胞數(shù)量上調(diào)可能導(dǎo)致母胎界面的免疫平衡發(fā)生紊亂，從而導(dǎo)致流產(chǎn)的發(fā)生。Cicinelli等[27]研究顯示成功妊娠者Th1型免疫反應(yīng)受抑制，Th2型免疫反應(yīng)增強，認(rèn)為這種免疫調(diào)節(jié)機制使母體不對胚胎產(chǎn)生排斥。反復(fù)種植失敗及復(fù)發(fā)性流產(chǎn)患者免疫應(yīng)答都向Th1偏移，Th1/Th2免疫應(yīng)答失衡導(dǎo)致母體對胚胎產(chǎn)生排斥，最終導(dǎo)致胚胎植入失敗，給不孕患者帶來了很大的心理與經(jīng)濟負擔(dān)。

臨床上常規(guī)使用抗生素治療CE，對診斷因內(nèi)膜因素反復(fù)移植失敗的患者常規(guī)給予一個周期的口服多西環(huán)素(100 mg/次，bid，14 d)治療，并在下次月經(jīng)周期的第6～12天進行內(nèi)膜活檢和CD138染色，對于多西環(huán)素治療無效的患者給予甲硝唑(250 mg/次，bid，14 d)和莫西沙星(200 mg/次，bid，14 d)聯(lián)合治療，并在下次月經(jīng)周期的第6～12天再次進行內(nèi)膜活檢。研究人員針對具有反復(fù)種植失敗病史并且病檢結(jié)果證實患有CE的患者，對其分別給予抗生素一線和二線治療后，治愈率高達92.3%及99.1%，CE治愈組與非CE組相比有更高的妊娠率。Tang等[28]研究發(fā)現(xiàn)多西環(huán)素可以通過抑制NF-κB信號通路的激活從而降低肺癌患者IL-6水平；Huang等[29]在臨床實驗研究中發(fā)現(xiàn)多西環(huán)素可以通過抑制TLR4的表達從而降低IL-6的水平。因此多種研究表明多西環(huán)素可以通過對TLRs-NF-κB信號通路的抑制，導(dǎo)致機體細胞因子改變，引起Th1/Th2免疫應(yīng)答失衡，在治療CE的發(fā)展中起到至關(guān)重要的作用。

三、結(jié)語

CE的治療是困擾現(xiàn)代生殖醫(yī)學(xué)的難點，CE與反復(fù)種植失敗及復(fù)發(fā)性流產(chǎn)相關(guān)，是臨床上面臨的一大難題，因此探究內(nèi)膜炎的發(fā)病機制，針對機制進行有效的治療十分迫切。研究發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)細胞內(nèi)氧化還原反應(yīng)和炎性平衡的通路有NF-κB、Nrf2、MAPKs等，通過激活Nrf2信號通路和抑制NF-κB信號通路可以減少炎癥因子TNF-ɑ、IFN-γ、IL-1β、IL-6的產(chǎn)生，但是它們之間的聯(lián)系尚未探索清晰。如何通過干預(yù)使TLRs-NF-κB信號失活，或通過干預(yù)激活Nrf2信號通路，間接弱化NF-κB的信號通路，或者將NF-κB核因子持續(xù)限制于胞漿內(nèi)，阻止細胞核攝取后發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)，從而干擾信號通路調(diào)節(jié)免疫失衡，達到阻斷炎癥及調(diào)解免疫平衡的目的，將是未來研究治療內(nèi)膜炎的方向之一。