賈丹,張楊,陳璐,馮曉玲
(1.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué) 研究生院,哈爾濱 150040;2.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第一醫(yī)院 婦科二科,哈爾濱 150040)
復(fù)發(fā)性流產(chǎn)(recurrent spontaneous abortion,RSA)是指與同一個(gè)配偶連續(xù)發(fā)生2次和2次以上的自然胚胎丟失或胚胎停止發(fā)育的現(xiàn)象[1],是一種常見(jiàn)的妊娠并發(fā)癥,RSA的發(fā)生率占育齡期女性的1%~5%[2]。該病病因復(fù)雜,除內(nèi)分泌功能障礙,如甲狀腺功能減退和黃體功能不全、染色體畸變、子宮異常和感染性疾病外,環(huán)境因素及心理因素[3]也十分重要。除此之外,目前仍有大約60%的患者病因不明,被稱為不明原因復(fù)發(fā)性流產(chǎn)(unexplained recurrent spontaneous abortion,URSA)[4]。胚胎作為同種異體移植物,在母體內(nèi)生長(zhǎng)直至娩出,這一過(guò)程有賴于母-胎界面形成的一種特有的免疫耐受平衡狀態(tài)[5-7]。病理性妊娠疾病如RSA和子癇前期等發(fā)生的主要原因是妊娠免疫耐受平衡的失調(diào),導(dǎo)致母體免疫系統(tǒng)攻擊胚胎而出現(xiàn)各種臨床癥狀。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn),免疫因素中同種免疫型患者Treg對(duì)DC的免疫抑制功能欠缺,會(huì)引起Th1/Th2平衡偏向Th1,最終導(dǎo)致母體免疫耐受平衡受損而發(fā)生流產(chǎn)[8]。隨著人們對(duì)Th17的發(fā)現(xiàn),生殖免疫學(xué)的Th1/Th2模式逐漸向Th1/Th2和Th17/Treg模式轉(zhuǎn)變[9]。單一的Th1/Th2平衡已不能完全解釋母胎免疫耐受機(jī)制[10],Th1/Th2、Th17/Treg及各類(lèi)免疫細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子可調(diào)節(jié)彼此的功能,使母體內(nèi)的免疫平衡處于免疫自穩(wěn)狀態(tài),若此細(xì)胞平衡被打破則可能誘發(fā)URSA[11-12]。
T細(xì)胞來(lái)源于骨髓多能干細(xì)胞,在胸腺激素的誘導(dǎo)下分化成熟,成為具有免疫活性的T細(xì)胞(CD4+及CD8+T細(xì)胞)。其中CD4+T細(xì)胞亞群占65%,與MHCⅡ類(lèi)分子匹配;CD8+T細(xì)胞亞群占35%,與MHCⅠ類(lèi)分子匹配[13]。根據(jù)分泌細(xì)胞因子的不同,Th進(jìn)一步分為T(mén)h0、Th1、Th2和Th17。目前研究認(rèn)為,所有的Th都起源于共同的前體細(xì)胞——Th0,而向Th1、Th2、Th17和Treg的分化取決于幾個(gè)因素,包括抗原的種類(lèi)、性質(zhì)、暴露途徑和免疫反應(yīng)的階段等[12,14]。至此上述T細(xì)胞亞群構(gòu)成一個(gè)互相關(guān)聯(lián)、制約的復(fù)雜生殖免疫系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),在妊娠免疫耐受中各司其職。Th1通過(guò)分泌IL-1、IL-2、IL-12、IL-15、IL-18、TNF-α、IFN-γ啟動(dòng)細(xì)胞毒性和介導(dǎo)細(xì)胞免疫反應(yīng),能夠?qū)е聶C(jī)體產(chǎn)生炎癥反應(yīng)和組織損傷,形成Th2拮抗作用。Th2主要通過(guò)產(chǎn)生IL-4、IL-5、IL-6、IL-13和GM-CSF介導(dǎo)體液免疫反應(yīng),對(duì)抗Th1反應(yīng),并參與過(guò)敏反應(yīng)的病理生理過(guò)程。IL-10目前被證明是由Th1和Th2產(chǎn)生的。Th1/Th2平衡在T細(xì)胞來(lái)源的免疫反應(yīng)的建立和發(fā)展中至關(guān)重要,它的失衡是引起和加重免疫性疾病的重要原因[15-16]。
公元前7世紀(jì)到6世紀(jì)中國(guó)哲學(xué)家老子在《道德經(jīng)》中指出,塑造現(xiàn)實(shí)并決定其穩(wěn)定和變化的基本要素是陰陽(yáng)。兩者每時(shí)每刻都存在著,相互對(duì)立,但同時(shí)又各自占有對(duì)方的一部分。很多年來(lái),妊娠期間Th2失衡的概念一直是生殖免疫學(xué)的一個(gè)范例,而Th1活動(dòng)被視作與此不相關(guān)。然而,在胚胎種植前期和產(chǎn)程中,Th1活性不僅與Th2活性相關(guān),而且占主導(dǎo)地位。Th1活性在促進(jìn)Th2反應(yīng)、調(diào)節(jié)胎盤(pán)附著過(guò)程、抗感染和觸發(fā)分娩等方面發(fā)揮重要作用。Th1與Th2活性都是妊娠期免疫反應(yīng)的必要組成部分,兩者如事物的陰、陽(yáng)兩面不可分割。因此,“Th1-Th2合作”模式比“Th2現(xiàn)象”更接近真實(shí)。經(jīng)過(guò)對(duì)成功妊娠和分娩的免疫學(xué)機(jī)制認(rèn)識(shí)的拓寬,有必要驗(yàn)證“Th2現(xiàn)象”[17],以支持“Th1-Th2合作”的概念[18],結(jié)果證明Th2型活動(dòng)不再是生理妊娠的唯一影響因素。從這個(gè)角度看,“Th1-Th2合作”的概念類(lèi)似于陰陽(yáng)平衡,它比“Th2現(xiàn)象”更有說(shuō)服力[19]。妊娠期間,Th1和Th2型細(xì)胞因子的另一個(gè)來(lái)源是蛻膜上皮和基質(zhì)細(xì)胞、合體滋養(yǎng)層細(xì)胞、絨毛膜細(xì)胞、羊膜細(xì)胞和霍夫鮑爾細(xì)胞。來(lái)源于這些細(xì)胞的細(xì)胞因子參與了母體對(duì)異體胎兒移植耐受的誘導(dǎo),調(diào)節(jié)局部免疫微環(huán)境和胎盤(pán)激素的產(chǎn)生,以及滋養(yǎng)層侵襲時(shí)的組織重塑。Th1/Th2平衡向Th2偏移是妊娠中重要的免疫應(yīng)答特征,而這已被證明與RSA的發(fā)生有關(guān)[20]。Yuan等[21]研究發(fā)現(xiàn),URSA患者與正常妊娠婦女相比,蛻膜組織中IFN-γ表達(dá)明顯升高,而IL-4和IL-10的表達(dá)明顯降低,Th1/Th2比值顯著升高。成功的妊娠有賴于Th1/Th2平衡,而它的失衡可能導(dǎo)致URSA[22]。Lissauer等[23]同樣發(fā)現(xiàn),正常妊娠女性與URSA女性相比,體內(nèi)IL-6、IL-10水平升高,而URSA女性IFN-γ水平比正常妊娠女性高。人羊膜上皮細(xì)胞(human amniotic epithelial cell,hAEC)是一種可以從羊膜中分離出的干細(xì)胞[24]。既往研究表明,hAEC具有較強(qiáng)的免疫調(diào)節(jié)特性[25-26]。Motedayyen等[24]評(píng)估了hAEC對(duì)URSA患者的初始CD4+T細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)作用,其中母-胎界面微環(huán)境的多種免疫耐受缺陷被認(rèn)為是導(dǎo)致流產(chǎn)的重要原因。結(jié)果顯示,hAEC抑制CD4+T細(xì)胞增殖,誘導(dǎo)Th2型細(xì)胞因子產(chǎn)生,促進(jìn)初始CD4+T細(xì)胞向Treg分化。焦永慧等[27]發(fā)現(xiàn)母體Th1型細(xì)胞因子(IL-2、TNF-α、IFN-γ)高表達(dá),Th2型細(xì)胞因子(IL-4、IL-10)低表達(dá)與URSA發(fā)生有關(guān),免疫平衡失調(diào)可能是介導(dǎo)URSA的原因之一。范菽衛(wèi)等[28]研究發(fā)現(xiàn),URSA女性的Th1百分比和Th1/Th2比值明顯高于正常女性,Th2則相反。URSA女性的IL-2和IFN-γ表達(dá)水平相較正常女性也升高,IL-4、IL-6和IL-10表達(dá)水平則明顯降低。
Th17首先于自身免疫性疾病小鼠模型中被發(fā)現(xiàn),其分化和發(fā)育調(diào)節(jié)機(jī)制不同于Th1、Th2。Th17是CD4+T效應(yīng)細(xì)胞亞群之一,主要分泌IL-17,還可分泌IL-21、IL-22、IL-23,具有促炎作用,參與自身免疫性疾病的發(fā)生發(fā)展過(guò)程[29-30],如自身免疫性心肌炎[31]、自身免疫性關(guān)節(jié)炎[32]、自身免疫性腦脊髓炎[33]等。IL-17是Th17特征性效應(yīng)分子,可介導(dǎo)組織細(xì)胞趨化因子產(chǎn)生,促使母體對(duì)胎兒產(chǎn)生排斥反應(yīng)。IL-17是一類(lèi)包含6種細(xì)胞因子的家族,包括IL-17A、IL-17F等。IL-17A(同樣也被稱為IL-17)與IL-17F同源性最高,這2種細(xì)胞因子均由CD4+Th亞群Th17分泌,并通過(guò)IL-17RA和IL-17RC傳遞信號(hào),這2種異質(zhì)二聚體受體主要表達(dá)于纖維細(xì)胞和上皮細(xì)胞。初始CD4+T細(xì)胞可分化為同時(shí)表達(dá)RORγt和Foxp3的Th17/Treg過(guò)渡型中間細(xì)胞。中間細(xì)胞的分化方向主要由外周血中不同的細(xì)胞因子及其濃度決定[34],TGF-β誘導(dǎo)初始CD4+T細(xì)胞分化為T(mén)reg,但I(xiàn)L-6的加入使該分化路徑受到抑制,促使過(guò)渡型中間細(xì)胞分化為T(mén)h17[35-37]。Th17以高分泌IL-17A為特征,有強(qiáng)大的促炎效應(yīng),能夠通過(guò)多種途徑促進(jìn)炎癥的發(fā)生發(fā)展[38-39],同時(shí)還具有促血管生成,調(diào)節(jié)Th1及Th2型細(xì)胞因子比例等的功能[40]。徐浩等[41]研究發(fā)現(xiàn),URSA患者外周血IL-17A表達(dá)水平明顯高于正常早孕女性,而IL-35水平明顯低于正常早孕女性。Th17可分泌有強(qiáng)大促炎作用的細(xì)胞因子IL-21。同時(shí),分泌的IL-21與TGF-β協(xié)同作用,加速了Th17的分化與增殖[42]。Th17誘導(dǎo)產(chǎn)生的IL-1、IL-6和TNF-α等細(xì)胞因子又通過(guò)多種途徑促進(jìn)炎癥的發(fā)生發(fā)展,并誘發(fā)自然流產(chǎn)[43]。Xiao等[44]發(fā)現(xiàn),在孕鼠和孕婦的子宮內(nèi)膜組織及滋養(yǎng)細(xì)胞中都有IL-17的表達(dá),說(shuō)明IL-17在妊娠免疫中發(fā)揮重要作用。Lissauer等[23]發(fā)現(xiàn)正常妊娠婦女Th17數(shù)量相對(duì)較少,Okoye等[45]也得到相同結(jié)果,他們認(rèn)為在妊娠蛻膜組織中,Th17增多及其促排斥反應(yīng)的作用特點(diǎn)對(duì)妊娠的維持產(chǎn)生負(fù)面影響。
Treg是1995年在小鼠外周血和脾臟中被首次發(fā)現(xiàn)的[46]。它屬于CD4+CD25+T細(xì)胞亞群,可以自主地參與免疫應(yīng)答與免疫耐受的有關(guān)調(diào)控。隨后2001年Stephens等[47]在人類(lèi)胸腺與外周血中也發(fā)現(xiàn)了Treg。Treg在人CD4+T細(xì)胞中占5%~15%,其主要分泌TGF-β、IL-10等,發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。有關(guān)研究已證實(shí),在Treg的發(fā)育和功能發(fā)揮過(guò)程中,F(xiàn)oxp3起到了極為關(guān)鍵的作用,F(xiàn)oxp3缺乏可削弱Treg的功能[48-49]。Treg在自身免疫性疾病中具有免疫抑制功能,能夠調(diào)控Th的增殖和活化,維持自身免疫耐受[50]。
Th17與Treg功能相反,Th17/Treg平衡受損在自身免疫性疾病的發(fā)病機(jī)制中作用顯著[51]。所以,在妊娠過(guò)程中Th17/Treg平衡格外重要[52-53]。生理數(shù)量的Th17可促進(jìn)胚胎成功著床,Treg抑制Th17的促炎作用,避免過(guò)度炎癥反應(yīng)導(dǎo)致著床失敗和RSA。Th17/Treg失衡可能導(dǎo)致胚胎排斥的發(fā)生[54]。Wu等[55]發(fā)現(xiàn)URSA女性外周血和子宮內(nèi)膜Th17/Treg平衡受損,并向Th17偏移。在體外共培養(yǎng)體系中 IL-17可顯著增加JEG-3細(xì)胞對(duì)孕酮的分泌[56]。此外,在晚期妊娠過(guò)程中,正常婦女外周血IL-17水平上升,提示IL-17水平升高可能與分娩過(guò)程有關(guān)。以上證據(jù)說(shuō)明,Th17對(duì)妊娠的進(jìn)程發(fā)揮重要作用。Th17在同種異體移植排斥中發(fā)揮非常重要的作用,在排斥部位和附近的淋巴結(jié)中均能觀察到IL-17和IL-23的表達(dá)上調(diào)[57]。還有學(xué)者發(fā)現(xiàn),在正常妊娠婦女中出現(xiàn)了全身炎癥反應(yīng)綜合征的表現(xiàn),這些表現(xiàn)包括白細(xì)胞、單核細(xì)胞和吞噬細(xì)胞活性的增加,以及一些促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生,如IL-6、IL-12、IL-18和TNF-α。URSA患者外周血和蛻膜組織中Th17百分比和IL-23濃度均高于正常妊娠者,同樣Th17重要轉(zhuǎn)錄因子RORC在這些組織中高水平表達(dá)[58]。另外,Treg能夠促進(jìn)妊娠耐受,雌激素和胎盤(pán)蛋白14能夠誘導(dǎo)Treg分化,但在URSA中表達(dá)水平較低。一些促炎細(xì)胞因子,如IL-6和IL-1β在URSA中的表達(dá)同樣升高,這些細(xì)胞因子可能參與了Th17的分化。研究證明,與正常妊娠婦女相比,URSA患者外周血及蛻膜組織中Th17數(shù)量增加,Th17/Treg比值失衡[41,59-60]。此外,URSA患者外周血和蛻膜組織中IL-6濃聚,而這恰恰是Th17產(chǎn)生所需的重要微環(huán)境[61]。
妊娠結(jié)局的走向取決于母胎界面局部的免疫微環(huán)境[62]。目前的研究認(rèn)為URSA的發(fā)生主要與母胎界面微環(huán)境中CD4+T細(xì)胞亞群的失衡有關(guān)。CD4+T細(xì)胞在生殖免疫系統(tǒng)的調(diào)控中發(fā)揮重要作用。Th按其分泌細(xì)胞因子的不同分為T(mén)h0、Th1、Th2和Th17等多個(gè)亞型。Th0具有向Th1、Th2分化的潛能[63],Th及誘導(dǎo)產(chǎn)生的適應(yīng)性Treg均來(lái)源于共同的Th0。Th0在IL-12的影響下分化為T(mén)h1,在IL-4的作用下轉(zhuǎn)化為T(mén)h2,在TGF-β的作用下分化為T(mén)reg,在TGF-β和IL-6的共同作用下分化為T(mén)h17。Th1、Th2、Th17和Treg共同構(gòu)成完整的生殖免疫網(wǎng)絡(luò),在妊娠免疫耐受中分別發(fā)揮著不同的生物學(xué)效應(yīng)。任何一個(gè)免疫細(xì)胞亞群的改變都可影響其他亞群,造成整體的妊娠免疫失衡[64-66]。URSA病因復(fù)雜,是困擾無(wú)數(shù)醫(yī)生和科研工作者的難治性疾病,至今還有很大的研究空間,需要更多的探索和發(fā)現(xiàn)。隨著免疫學(xué)因素越來(lái)越被接受和重視,系統(tǒng)深入地研究Th1/Th2、Th17/Treg平衡和相互間的調(diào)控,能為URSA的相關(guān)認(rèn)知和治療提供更多線索。