半乳糖凝集素-9在產(chǎn)科疾病中的研究進(jìn)展

王麗娜 綜述 關(guān)紅瓊 審校

海南醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院，海南 海口 570226

妊娠嚴(yán)格意義上是一次半同種異體移植，通過母體對(duì)胚胎的免疫耐受使得胚胎能在母體中生長發(fā)育，因此，母體與胚胎得免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)在正常妊娠中起關(guān)鍵作用。母體和胚胎的免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)發(fā)生紊亂將造成嚴(yán)重后果，包括自然流產(chǎn)、胎兒生長受限、早產(chǎn)或妊娠子癇等。在自身免疫性疾病的患者中，在妊娠時(shí)更易導(dǎo)致病態(tài)妊娠。許多關(guān)鍵的免疫細(xì)胞(自然殺傷細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞)在妊娠過程中發(fā)揮著重要作用。在產(chǎn)科，半乳糖凝集素-9(Galectin-9，Gal-9)既參與了正常妊娠的維持，又與自身免疫性疾病相關(guān)。Gal-9在產(chǎn)科疾病中介導(dǎo)的一系列相關(guān)通路值得進(jìn)一步研究。

1 Gal-9與T細(xì)胞免疫球蛋白及黏蛋白域分子-3

半乳糖凝集素(Galectin)類通常以非共價(jià)與糖類特異性結(jié)合，具有高度保守的碳水化合物識(shí)別域(CRD)，有沉淀聚糖且能作用于復(fù)合糖及凝集細(xì)胞的糖蛋白。最初，WADA等[1]利用引物聚合酶鏈反應(yīng)和克隆技術(shù)從胎鼠組織中分離出Gal-9。Gal-9主要分布在一些器官、組織、細(xì)胞中高表達(dá)，在子宮亦有表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn)人類的Gal-9基因定位于染色體17q11.1，轉(zhuǎn)錄長度約1.7 kb，是半乳糖家族成員之一，包含11個(gè)外顯子，相對(duì)分子量為36 000[2]。Gal-9為半乳糖凝集素中的一種，其由兩個(gè)結(jié)構(gòu)域構(gòu)成，分別為N-末端糖識(shí)別結(jié)構(gòu)域(N-CRD)和C-末端糖識(shí)別區(qū)域(C-CRD)，兩者通過一條肽鏈相連，具有β-半乳糖結(jié)合活性，主要對(duì)T淋巴細(xì)胞的受體識(shí)別及死亡信號(hào)的啟動(dòng)起決定性作用[3]。眾多研究表明Gal-9是一種參與多種免疫反應(yīng)的多效性調(diào)節(jié)分子。Gal-9包含兩種表達(dá)方式，分別為膜結(jié)合型和可溶型。研究表明Gal-9誘導(dǎo)活化T淋巴細(xì)胞凋亡與其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有關(guān)[4]。Gal-9在細(xì)胞的分化、促進(jìn)細(xì)胞成熟、趨化、激活、黏附、聚集和凋亡等方面起到重要的作用，與許多臨床疾病相關(guān)，如：自身免疫性疾病、腫瘤及病態(tài)妊娠等。Gal-9在自身免疫性疾病中發(fā)揮抗纖維化作用，促進(jìn)相關(guān)T淋巴細(xì)胞凋亡，其濃度與疾病的活動(dòng)性有關(guān)，還調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞等免疫細(xì)胞的功能。Gal-9通過誘導(dǎo)產(chǎn)生干擾素-γ(interferon-γ，IFN-γ)和白細(xì)胞介素17的T細(xì)胞凋亡來發(fā)揮免疫作用；在許多炎癥細(xì)胞中均可檢測到Gal-9的表達(dá)，例如：血管內(nèi)皮細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等[5]。Gal-9的凝血功能因其兩個(gè)CRD結(jié)構(gòu)具有糖結(jié)合特性而獲得。研究顯示Gal-9可引起嗜酸性粒細(xì)胞與黑色素瘤細(xì)胞的聚集，因此，Gal-9具有比較強(qiáng)烈的嗜酸性粒細(xì)胞趨化活性[6]。有研究證明，Gal-9的細(xì)胞凋亡功能與其β-半乳糖苷的結(jié)合息息相關(guān)。

T細(xì)胞免疫球蛋白及黏蛋白域分子-3(T cell immunoglobulin and mucin domain，Tim-3)是一種負(fù)性共刺激分子，屬于T細(xì)胞免疫球蛋白及黏蛋白分子家族一員。Tim-3在T細(xì)胞上表達(dá)，在巨噬細(xì)胞、NK細(xì)胞等也有表達(dá)。Tim-3主要表達(dá)在活化的Th1細(xì)胞表面，與天然型配體Gal-9結(jié)合參與適應(yīng)性負(fù)性免疫調(diào)節(jié)。Gal-9可通過Gal-9/Tim-3途徑發(fā)揮生物學(xué)作用和通過鈣-鈣蛋白酶-caspase-1[7-8]途徑調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡。研究表明，Tim-3在人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞中過表達(dá)，體外檢測到Tim-3通過激活細(xì)胞周期蛋白D1促進(jìn)細(xì)胞增殖、遷移、侵襲和管形成[9]。Tim-3可能促進(jìn)血管生成，抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞緊密連接的形成。

2 Gal-9與正常妊娠

在正常妊娠中，蛻膜的免疫細(xì)胞包括蛻膜自然殺傷細(xì)胞、蛻膜巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞，蛻膜中的免疫細(xì)胞通過分泌其他免疫細(xì)胞及細(xì)胞調(diào)節(jié)因子參與調(diào)節(jié)滋養(yǎng)層細(xì)胞的侵襲、血管生成、螺旋動(dòng)脈(SA)重構(gòu)和誘導(dǎo)免疫耐受。1993年WEGMANN等[10]學(xué)者首次提出妊娠是一種“Th2現(xiàn)象”，證明Th1/Th2的動(dòng)態(tài)平衡對(duì)維持正常妊娠起到重要作用。在正常妊娠時(shí)Th2占優(yōu)勢，Th1細(xì)胞因子不利于妊娠，體內(nèi)Th1/Th2細(xì)胞因子平衡被打破，并向Th1偏移將導(dǎo)致妊娠失敗[11]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在母體與胚胎的微環(huán)境中，免疫耐受失衡會(huì)引起許多免疫細(xì)胞的激活，使Th1/Th2/Th17細(xì)胞比例發(fā)生偏移，進(jìn)而導(dǎo)致滋養(yǎng)細(xì)胞受損、炎癥反應(yīng)被激活等，嚴(yán)重者可導(dǎo)致妊娠失敗。研究表明，正常妊娠時(shí)，Th17/Treg細(xì)胞可維持相對(duì)平衡，當(dāng)Th17細(xì)胞升高，平衡被打破，因此，在復(fù)發(fā)性流產(chǎn)中可發(fā)現(xiàn)“高Th17低Treg”現(xiàn)象，所以在治療上應(yīng)使Th17/Treg的平衡向Treg偏移。經(jīng)研究總結(jié)得出了調(diào)節(jié)母體免疫平衡和母胎之間雙向免疫平衡理論機(jī)制，又稱“Th1/Th2/Th17/Treg平衡模式”。在妊娠微環(huán)境中存在Th1/Th2/Th17/Treg動(dòng)態(tài)平衡，其產(chǎn)生免疫耐受進(jìn)而維持正常妊娠。若平衡持續(xù)被打破，未得到糾正，則會(huì)引發(fā)生化妊娠、復(fù)發(fā)性流產(chǎn)，甚至導(dǎo)致不孕等可能。Tim-3主要表達(dá)在Th1細(xì)胞和Th17細(xì)胞。張茜等[12]在研究Gal-9對(duì)CD4+T細(xì)胞亞群Th1/Th2/Th17/Treg細(xì)胞免疫平衡時(shí)發(fā)現(xiàn)，Gal-9能誘導(dǎo)Th1細(xì)胞和Th17細(xì)胞凋亡，還能促進(jìn)Treg細(xì)胞的分化與增殖，而其對(duì)Th2細(xì)胞無明顯影響，可能與Th2細(xì)胞表面缺乏Tim-3受體有關(guān)[11]。文獻(xiàn)報(bào)道，Gal-9之所以抑制Th1細(xì)胞反應(yīng)是由于Gal-9與Tim-3的結(jié)合，引發(fā)鈣內(nèi)流，抑制Th1細(xì)胞聚集和凋亡，達(dá)到抑制其免疫反應(yīng)作用[13]。Th1細(xì)胞表面發(fā)現(xiàn)Tim-3受體而Th2細(xì)胞表面無Tim-3受體，Gal-9可誘導(dǎo)Th1細(xì)胞凋亡而Th2細(xì)胞并不受Gal-9的影響，表明當(dāng)缺乏Tim-3受體時(shí)，Gal-9無法啟動(dòng)相關(guān)凋亡途徑；此外，Th2細(xì)胞表面發(fā)現(xiàn)a-2,6唾液酸表達(dá)極高，a-2,6唾液酸具有阻止Gal-9與多聚糖受體結(jié)合功能，抑制細(xì)胞死亡[13-14]。ZHOU等[15]研究表明，Tim-3/Gal-9通路在調(diào)節(jié)蛻膜自然殺傷細(xì)胞(decidual natural killer cells，dNK)的功能起重要的作用，而dNK對(duì)維持正常妊娠至關(guān)重要。

3 Gal-9與異常妊娠

3.1 Gal-9與子癇前期 子癇前期(preeclampsia，PE)是一種多系統(tǒng)疾病，發(fā)病率在2%~8%，是產(chǎn)婦和圍產(chǎn)期發(fā)病率和死亡率的主要原因之一[16]，子癇前期一般發(fā)生在妊娠第20周以后，因胎盤滋養(yǎng)細(xì)胞侵襲不足而發(fā)生，主要表現(xiàn)為子宮螺旋動(dòng)脈重塑受阻、局部微環(huán)境改變，一系列體液因子被釋放，最后導(dǎo)致孕產(chǎn)婦高血壓、蛋白尿、水腫等多系統(tǒng)器官的損害。國內(nèi)外許多學(xué)者認(rèn)可子癇前期發(fā)生3階段假說[17]：①同種異體移植；②子宮螺旋動(dòng)脈重塑失敗和胎盤著床不佳；③胎盤血流灌注不足，最終導(dǎo)致子癇前期的發(fā)生。JABERIPOUR等[18]研究證實(shí)，在子癇前期中，Th17介導(dǎo)的免疫反應(yīng)顯著加強(qiáng)，然而Treg等細(xì)胞的數(shù)量和功能可能會(huì)抑制Th17介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)。MIKO等[19]研究表明，在子癇前期中發(fā)現(xiàn)Tim-3/Gal-9通路改變導(dǎo)致全身炎癥反應(yīng)增強(qiáng)，包括參與PE發(fā)病的淋巴細(xì)胞的激活。薛閃輝[20]通過Gal-9/Tim-3在正常妊娠孕婦胎盤組織及重度子癇前期患者胎盤組織表達(dá)差異中發(fā)現(xiàn)Gal-9、Tim-3在重度子癇前期呈高表達(dá)。HAO等[21]研究發(fā)現(xiàn)，PE患者蛻膜組織和外周血單核細(xì)胞中Tim-3/Gal-9的表達(dá)水平比健康孕婦組升高。研究發(fā)現(xiàn)，Gal-9使巨噬細(xì)胞向M2極化轉(zhuǎn)移，使蛻膜組織巨噬細(xì)胞功能障礙，Tim-3表達(dá)增加，伴促炎細(xì)胞因子減少，抗炎細(xì)胞因子增加[22]。最新的研究表明，Tim-3表達(dá)在PE患者的單核細(xì)胞骨髓源性抑制細(xì)胞(monocytic-myeloid derived suppressor cells，M-MDSC)起源于骨髓干細(xì)胞家族的異質(zhì)免疫細(xì)胞)高于健康對(duì)照組的M-MDSC。同時(shí)，作為Tim-3配體的Gal-9在PE患者胎盤中的表達(dá)增加。PE患者的M-MDSC表達(dá)較高水平的IFN-γ和較低水平的轉(zhuǎn)化生長因子-β[23]。此外，研究還表明，阻斷Tim-3可以減弱MDSC的抑制功能。目前PE的發(fā)病機(jī)制尚待明確，PE中巨噬細(xì)胞不良極化及MDSC的免疫調(diào)節(jié)異常可能引起母體異常免疫應(yīng)答，其原因可能是Tim-3/Gal-9通路改變所介導(dǎo)。

3.2 Gal-9與系統(tǒng)性紅斑狼瘡合并妊娠 系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythemato-sus，SLE)是免疫性炎癥中的一種，其發(fā)病機(jī)制簡單概括為外來抗原(如病原體)與自身抗體結(jié)合引起B(yǎng)細(xì)胞的活化，抗原提呈細(xì)胞將抗原呈遞給T細(xì)胞，T細(xì)胞活化引起B(yǎng)細(xì)胞產(chǎn)生漿細(xì)胞，漿細(xì)胞產(chǎn)生多種自身抗體，造成組織損傷。在系統(tǒng)性紅斑狼瘡中，Gal-9促進(jìn)相關(guān)T淋巴細(xì)胞的凋亡進(jìn)而發(fā)揮其免疫調(diào)節(jié)作用。研究發(fā)現(xiàn)，在系統(tǒng)性紅斑狼瘡的患者血液中，CD4+及CD8+T細(xì)胞表面的Tim-3和Gal-9 mRNA在表達(dá)上調(diào)。研究證實(shí)，SLE患者的IFN-調(diào)血清水平降低，Th1細(xì)胞免疫反應(yīng)被抑制，其可能通過Gal-9/Tim-3通路完成[24]。因此，Gal-9/Tim-3與SLE發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，但其具體作用靶點(diǎn)還需大量臨床研究。Gal-9也可不依賴Tim-3抑制Th17的發(fā)展。妊娠期間Th1/Th2/Th17/Treg平衡模式與Gal-9的調(diào)節(jié)有關(guān)，SLE也與Th1、Th17相關(guān)。所以，Tim-3/Gal-9通路在SLE合并妊娠如何發(fā)揮作用，更需深入的研究才能發(fā)現(xiàn)。

3.3 Gal-9與產(chǎn)科抗磷脂綜合征 抗磷脂綜合征(antiphospholipid syndrome，APS)是一種系統(tǒng)性自身免疫病，與抗磷脂抗體(antiphospholipid antibodies，aPL)密切相關(guān)。主要表現(xiàn)為反復(fù)動(dòng)靜脈血栓形成、病態(tài)妊娠、血小板減少等的一組臨床癥候群[25]。諸多研究者認(rèn)為，APS在產(chǎn)科疾病的發(fā)病機(jī)制為：aPL促發(fā)因炎癥因子釋放，使胎盤微血管血栓形成，引起子宮胎盤血管阻塞，造成胎盤供血供氧不足；且胚胎滋養(yǎng)層細(xì)胞補(bǔ)體相關(guān)抑制蛋白不能抵擋補(bǔ)體介導(dǎo)的免疫攻擊，最終導(dǎo)致胎兒缺血、缺氧、死亡、流產(chǎn)等病態(tài)妊娠的發(fā)生。研究表明抗磷脂抗體可影響母體的輔助性T細(xì)胞中Th1/Th2的動(dòng)態(tài)平衡，造成機(jī)體免疫平衡紊亂。而最新的研究表明，Gal-9與疾病活動(dòng)性相關(guān)，是檢測系統(tǒng)性紅斑狼瘡和抗磷脂綜合征干擾素特征的一種強(qiáng)效且易于測量的血清生物標(biāo)志物，優(yōu)于其他疾病活動(dòng)的標(biāo)志物[26]。Gal-9在SLE和APS患者中升高，并與包括SLE等在內(nèi)的疾病活動(dòng)體征相關(guān)[27]。由此推測，APS可能由aPL經(jīng)Gal-9/Tim-3途徑影響Th1/Th2的動(dòng)態(tài)平衡，從而導(dǎo)致動(dòng)靜脈血栓形成、病態(tài)妊娠、血小板減少的發(fā)生。

4 展望

綜上所述，Gal-9在妊娠期疾病及一些免疫性疾病合并妊娠起重要的作用，Gal-9在孕婦的體內(nèi)異常表達(dá)則會(huì)引起妊娠的失敗。但Gal-9在PE、SLE、APS等疾病的作用機(jī)制尚未明確，后續(xù)需要大量深入的研究。明確Gal-9在整個(gè)妊娠過程中的作用機(jī)制，確保妊娠的維持直至健康分娩。Gal-9在產(chǎn)科中將有可能成為相關(guān)疾病預(yù)防和治療的新靶點(diǎn)，為將來以Gal-9為基礎(chǔ)的各種疾病的臨床策略鋪平道路。