杜 愿,轉 黎,2,李云秀,2 綜述,胥 琴,2△ 審校
(1.昆明理工大學醫學院,昆明 650093;2.昆明理工大學附屬醫院/云南省第一人民醫院生殖醫學科,昆明 650034)
子宮內膜異位癥(endometriosis,EMs)是指有功能活性的子宮內膜腺體或間質出現在子宮腔以外的部位,是一種激素依賴性、炎癥性、慢性病程的異質性疾病,典型臨床癥狀包括盆腔痛、痛經和不孕等,其在育齡期女性中的發病率約為10%,困擾著全球約1.9億女性[1-2]。EMs的確切病因及具體發生機制尚未明確,國內外學者提出了多種學說和觀點來解釋 EMs的發病機制,如經血逆流種植學說、在位內膜決定論、免疫紊亂因素、遺傳和環境因素及生物和環境多因素共同作用等[3-6],其中免疫系統的異常可能是引起并促進EMs發生、發展的重要因素之一。近年來,許多研究發現在位及異位子宮內膜免疫微環境的改變與EMs的形成和發展密切相關[7-8],而維持人體免疫系統的穩態是保證機體健康的重要環節。因此,內膜微環境的免疫功能失衡越來越多地引起人們的重視。因此,本文就EMs在位內膜免疫微環境中的淋巴細胞組成和功能等方面進行總結和分析。
EMs是一種常見而又嚴重影響育齡期女性生活質量的疾病,但目前對其發病機制仍知之甚少,其中由SAMPSON在1927年提出的“經血逆流種植學說”被學界廣泛接受,該學說認為有功能活性的子宮內膜腺體和間質的組織碎片通過輸卵管逆行到達腹腔,進而黏附、侵入并種植到腹腔內組織表面,但該學說卻不能解釋出現在盆腔外的EMs及多數女性可發生經血逆流,而只有少數女性發生EMs。近年來,國內專家提出了關于EMs的“在位內膜決定論”假說,該假說認為EMs患者和健康婦女的在位內膜之間,存在侵襲、黏附、血管生成等過程中相關分子在基因和分子水平的表達差異,同時該假說提出EMs病灶的存活、侵襲和血管形成的免疫學因素是十分重要的[9-10]。EMs的病灶由腺上皮、間質、內皮和免疫細胞等組成,與正常子宮內膜相比,異位及在位內膜組織均表現出免疫炎癥的改變[11],并且在基因轉錄組測序結果中顯示,異位及在位內膜組織間存在免疫細胞招募、細胞因子與細胞因子受體相互作用、細胞黏附和凋亡相關的基因表達的差異[12]。此外,有研究發現,EMs病灶具有類似于腫瘤樣炎癥免疫微環境改變[7]。以上表明EMs病變是建立在一個由炎癥、內分泌和免疫系統介導的高度復雜和動態的環境里,其中內膜免疫微環境穩態失衡在子宮內膜組織移位到異常位置后的發生、發展中可能扮演重要角色。
T淋巴細胞是適應性免疫系統中介導細胞免疫的效應細胞,占正常子宮內膜細胞總數的1%~2%,并且在整個月經周期中的分布各不相同,在增生期占正常內膜細胞中白細胞總數的40%~60%,而在分泌晚期其數量占比小于10%[13-14]。根據細胞表面標志和功能的不同,成熟T淋巴細胞可分為不同亞群,表達CD8的細胞(細胞毒性T淋巴細胞)、表達CD4的細胞(輔助性T淋巴細胞)和不表達CD8或CD4的細胞。CD4+細胞群包括輔助性T淋巴細胞1、2(Th1、Th2)及調節性T淋巴細胞(Treg)等。
2.1.1CD8+T淋巴細胞
正常子宮內膜中,CD8+T淋巴細胞分布于間質中發揮細胞殺傷功能。與月經周期分泌期相比,CD8+T淋巴細胞數量和對細胞的殺傷活性在增殖早期增加,而在分泌期均較低[15],說明CD8+T淋巴細胞在增殖期的增殖和活化增加可能受雌激素調節,并且其在分泌期數量及活性下降說明孕激素可能參與對CD8+T淋巴細胞殺傷活性的抑制,能特異性地減少對分泌期內膜組織的細胞毒性,該現象可能是為了在胚胎著床過程中將細胞毒性的影響降低[16]。
與正常在位內膜相比,EMs患者在位子宮內膜中CD8+T淋巴細胞的數量和分布沒有差異,但是T淋巴細胞數量在月經周期增殖早期達到高峰后,隨著T淋巴細胞的絕對數量減少,在月經周期末期CD8+T淋巴細胞相對于CD4+T淋巴細胞數量增多[17]。并且,CD8+T淋巴細胞活性在正常子宮內膜的分泌期與胚胎種植同樣降低[15]。
與正常在位內膜相比,異位的內膜組織中CD8+T淋巴細胞數量更多,并且不受激素水平的影響[18]。另外,有研究顯示,健康對照組外周血中CD8+T淋巴細胞數量出現月經周期性波動,而EMs患者外周血中CD8+T淋巴細胞數量沒有周期性波動[19],這說明EMs患者CD8+T淋巴細胞失去調節活性。還有體外實驗發現,重組白細胞介素(IL)-2可以恢復T淋巴細胞的殺傷活性,能夠有效殺傷子宮內膜細胞,但不影響角質細胞,這可能成為新的藥物治療靶點[20]。 綜上,雖然EMs患者CD8+T淋巴細胞數量與健康女性相比沒有明顯差異,但是缺少探討其活性差異的相關研究,這可能是一個新的研究方向,同時IL-2在EMs中的治療作用需要更多的研究驗證。
2.1.2CD4+T淋巴細胞
CD4+T淋巴細胞被抗原提呈細胞激活后,通過分泌一系列細胞因子來啟動特異性免疫反應。正常子宮內膜中,CD4+T淋巴細胞數量少于CD8+T淋巴細胞[13],CD4+T淋巴細胞在月經周期增殖期最為豐富,之后逐漸減少[21]。
EMs患者與健康女性在位內膜中CD4+T淋巴細胞數量沒有差異[17]。然而,與正常子宮內膜相比,EMs患者內膜中CD4+T淋巴細胞比CD8+T淋巴細胞更為豐富[19],說明EMs患者子宮內膜由于CD8+T淋巴細胞較少,其細胞毒活性低于正常水平。根據分泌細胞因子的不同將CD4+T淋巴細胞分為Th1、Th2和Treg等。
Th1通過分泌IL-2、γ干擾素(INF-γ)和淋巴毒素作用于效應細胞來增強其他細胞免疫反應。在正常子宮內膜中,Th1數量在增殖期最高[22]。研究發現,Th1分泌的細胞因子與流產和不孕有關,在母胎交界面Th1的細胞活性反應增強與流產相關,而Th2的細胞活性增強則與胎兒存活相關[23]。與異位病變相比,EMs患者在位子宮內膜中Th1的相關研究甚少。現有證據表明,Th1可通過促進炎癥環境的構建,導致其他促炎免疫細胞的招募和異位病變的發展和生長,在疾病嚴重程度中發揮作用。
Th2主要通過分泌細胞因子發揮抗炎功能,這些細胞因子在分泌期增加,與孕激素周期性變化一致[24]。Th2發揮抗炎作用主要是通過分泌IL-4和IL-10等因子抑制Th1分泌促炎細胞因子,并且Th2也可激活B淋巴細胞分泌免疫球蛋白,以及在炎癥部位募集和激活中性粒細胞、嗜堿性粒細胞和肥大細胞而發揮體液免疫效應[25]。另有研究發現,在健康早孕階段內膜中Th2數量增加,并且Th2數量在增殖期最低,在早孕蛻膜中最高[26]。因此,Th2對正常子宮內膜炎癥環境的抑制作用可能是促進胚胎植入和妊娠維持的機制之一。此外,與健康內膜組織相比,EMs患者在位內膜組織中T淋巴細胞和血管內皮細胞的關鍵調節因子GATA結合蛋白3(GATA3)的mRNA和蛋白水平更高,同時GATA3的表達受雌激素調節,并激活Th2分泌細胞因子[27]。以上表明,子宮內膜中Th2的活化表型及分泌細胞因子的功能是進一步了解EMs患者不孕癥、復發性流產和不良妊娠結局機制的重要方向。
Treg是炎癥免疫反應的有效抑制因子,在預防自身免疫疾病的發生中起著重要作用,其中研究最廣泛的Treg特異性標記物是轉錄因子Foxp3,它僅限于CD4+T淋巴細胞核內表達[28]。FOXP3調節Treg發生,使其表面表達CD4+CD25+,在正常子宮內膜中Treg在增殖期增加,分泌期結束時減少[29]。在健康女性中,Treg數量在排卵前增高,其通過分泌IL-10和腫瘤壞死因子-β(TGF-β)等免疫抑制細胞因子來抑制其他免疫細胞的細胞毒活性[30],這可能為胚胎植入前創造一個免疫耐受的環境。目前大多數研究一致認為,在EMs患者和健康女性子宮內膜中CD4+Treg增加,并且EMs患者子宮內膜中活化的Treg百分比低于健康子宮內膜;同時,在合并不孕癥的EMs患者圍植入期子宮內膜中觀察到較高比例的Treg,并且與健康生育女性相比,合并不孕癥的EMs患者圍著床期子宮內膜中Treg數量較多,且與疾病分期呈正相關[31],也充分說明了Treg與EMs患者胚胎著床有關,其相關不孕癥的發生、發展同Treg及相關分子表達顯著相關,可作為一個新的治療靶點及EMs相關不孕癥新的研究方向。
B淋巴細胞通過產生針對外來抗原的抗體在適應性免疫反應中發揮體液免疫功能,通過與外來抗原相互作用,使其細胞表面表達CD19、CD22和CD20等特異性標記物,與早期B淋巴細胞激活相關的細胞表面標志物CD40、CD80、CD86和CD69表達水平升高[32]。活化的B淋巴細胞可分化為分泌抗體的漿細胞,也可分化為記憶B淋巴細胞,從而對再次感染提供長期保護。B淋巴細胞數量占正常在位子宮內膜白細胞總數的1%~2%,無月經周期相關性[33]。
1987年發現EMs患者外周B淋巴細胞反應性增高[34]。另有研究顯示,IgG抗體和補體在子宮內膜沉積,血清補體減少,說明抗原-抗體復合物消耗了補體促使自身免疫反應的發生[35]。近年研究表明,EMs患者在位內膜中的B淋巴細胞與健康對照組相比有明顯差異[36]。但也有研究認為,B淋巴細胞數量與對照組相比無明顯差異[37]。研究結果產生差異可能是試驗方案及制訂標準不同導致。自從假設EMs可能是一種自身免疫性疾病以來,不同研究測量了血清和子宮內膜分泌物中的自身抗體,EMs患者血清子宮內膜細胞、卵巢細胞、卵泡膜細胞和顆粒細胞抗體滴度明顯高于非EMs患者[38]。CD22為一種成熟B淋巴細胞的表面標記物,其可防止免疫系統過度激活和自身免疫性疾病的發生,有研究認為,EMs患者在位、異位的子宮內膜與健康女性子宮內膜CD22表達無明顯差異[39]。所以,需要進一步研究來區分EMs患者和健康女性子宮內膜中B淋巴細胞數量、周期依賴性和自身抗體的產生,以確定在疾病背景下在位子宮內膜可能存在的特異性自身免疫反應。
在EMs的異位病變、腹腔液和血清中發現B淋巴細胞產生自身抗體或抗子宮內膜表位抗體,與對照組相比,腹腔液和外周循環中B淋巴細胞數量增加[36],并且輕度EMs患者血液和腹腔液中IgG自身抗體水平升高,B淋巴細胞活化增強,說明在早期EMs階段發生B淋巴細胞反應升高,而晚期EMs表現出較低的IgG水平,表明EMs早期比晚期具有更強的免疫活性。盡管EMs患者在位和異位內膜中免疫球蛋白種類和濃度與健康對照組相近,但EMs患者B淋巴細胞中的關鍵轉錄因子,如B淋巴細胞誘導成熟蛋白1(Blimp-1)的mRNA水平明顯降低,其拮抗劑B細胞淋巴瘤蛋白-6(B-cell lymphoma protein-6,BCL-6)的mRNA水平明顯升高,而Blimp-1水平升高導致免疫球蛋白G(IgG)和免疫球蛋白A(IgA)水平升高[40],表明EMs患者腹腔免疫反應可能與IgG和IgA水平升高及促炎細胞因子和轉錄因子表達改變,從而改變B淋巴細胞功能有關。同時,EMs異位病變表達高水平的激活B淋巴細胞的細胞因子,如B淋巴細胞刺激因子(B lymphocyte stimulator,BLyS),該因子在自身免疫性疾病中也過度表達[41]。因此,BLyS可能成為治療B淋巴細胞缺陷疾病的潛在靶點。但由于檢測方法的多樣性及方法間不同的敏感性[如免疫組織化學、免疫熒光、流式細胞儀、ELISA、實時熒光定量PCR(RT-PCR)、親和素-生物素免疫過氧化物酶技術等],目前存在許多相互矛盾的研究結果。盡管認為EMs患者的子宮內膜自身抗體產生異常,但B淋巴細胞在其中扮演的具體角色目前尚無共識。由于B淋巴細胞相關研究的矛盾性及差異性,可通過基于組織和血清自身抗體的檢測等非侵入性診斷方法的開發,以及采用先進技術識別病變和在位內膜中不同表型B淋巴細胞,研究不同B淋巴細胞活化的分子(如BLyS)并評估其診斷和治療EMs的潛力。
EMs患者內膜中的淋巴細胞及其相關細胞因子在內膜免疫微環境的變化和相關促進炎癥表型中發揮重要作用。健康女性同EMs患者相比,部分淋巴細胞及細胞因子的表達更為豐富;同時,EMs作為一種激素依賴性疾病,某些淋巴細胞亞群對孕激素反應遲鈍,且在位、異位內膜中淋巴細胞和細胞因子的分泌對類固醇激素反應性不同,說明免疫系統和內分泌系統可能共同參與EMs的發生、進展。在位子宮內膜中,免疫細胞異常表達更多地與胚胎植入的不適宜環境有關,而且增加EMs患者發生不孕和不良妊娠結局的風險。此外,患病女性在位內膜免疫細胞的改變也會影響其他子宮內膜細胞群,從而促進異位病灶的形成、存活和生長。因此,EMs患者的在位、異位子宮內膜比正常子宮內膜更容易發生炎癥反應。目前可以認為,淋巴細胞的功能異常參與了EMs致病過程,導致胚胎植入失敗、宮外病灶形成、纖維化和疼痛。通過了解在位內膜中淋巴細胞群的功能變化,能更好地理解EMs的發病機制,并增加對EMs免疫和炎癥方面的了解。同時,增加EMs相關不同研究方法的共識,將有助于開發侵入性更小、更新的診斷方法和預后生物標志物,以及相關不孕和盆腔疼痛的治療方法。