藺凱麗,郭潔,張崴,宋殿榮,張繼雯,懷其娟,趙琳
復(fù)發(fā)性流產(chǎn)(recurrent spontaneous abortion,RSA)是一種常見的病理性妊娠,發(fā)生率為1%~5%,且隨著流產(chǎn)次數(shù)增加,再次妊娠流產(chǎn)的風(fēng)險顯著增加,給患者帶來嚴重的經(jīng)濟負擔和心理壓力,成為生殖健康領(lǐng)域亟待解決的重要問題[1]。RSA 病因復(fù)雜,除生殖道解剖結(jié)構(gòu)異常、內(nèi)分泌疾病、染色體異常和免疫性疾病等因素外,生殖道感染也是重要的病因之一。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn),正常早孕女性宮腔優(yōu)勢菌為卷曲乳桿菌,而RSA 患者宮腔優(yōu)勢菌為惰性乳桿菌,且RSA 患者宮腔菌群中兩歧雙歧桿菌和不能培養(yǎng)的不動桿菌相對豐度顯著降低,而擬桿菌屬、大腸埃希菌/志賀菌屬和瘤胃菌屬團顯著增加[2]。本研究利用宮腔灌洗液模擬宮腔微環(huán)境干預(yù)子宮內(nèi)膜細胞和絨毛外滋養(yǎng)細胞,初步探討RSA 患者宮腔微環(huán)境對早期妊娠的影響。
1.1 研究對象選取2021 年10 月—2022 年1 月就診于天津中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院(我院)擬行清宮術(shù)的RSA 患者(6 例)和同期擬行人工流產(chǎn)術(shù)的正常早孕女性(6 例)。RSA納入標準:連續(xù)2 次或2 次以上在妊娠28 周之前胎兒丟失的患者;年齡<35 歲,孕周<12 周,無妊娠合并癥及并發(fā)癥;48 h 內(nèi)無性生活、陰道操作及沖洗史;30 d 內(nèi)無抗生素應(yīng)用史;3 個月內(nèi)無泌尿生殖道或身體其他部位感染史;簽署知情同意書。排除標準:解剖結(jié)構(gòu)異常、染色體異常、血栓前狀態(tài)、抗磷脂綜合征和內(nèi)分泌疾病等;患有高血壓、免疫系統(tǒng)疾病和腫瘤等重大器質(zhì)性疾病或嚴重精神心理疾病者。
1.2 標本采集
1.2.1 獲取宮腔灌洗液 采集2 組患者的宮腔灌洗液。常規(guī)消毒外陰、陰道,打開無菌窺器,宮腔內(nèi)置入一次性子宮造影通水管(湛江市事達實業(yè)有限公司,湛江),球囊內(nèi)注入適量空氣,另用注射器取5 mL 無菌磷酸鹽緩沖液(phosphate buffered saline,PBS,康寧生命科學(xué)亞洲分銷中心,上海)注入宮腔,停留1 min 后,反復(fù)抽吸2 次以沖洗內(nèi)膜,最后抽吸出約4.8 mL 宮腔灌洗液,立即置于15 mL 無菌離心管(康寧生命科學(xué)亞洲分銷中心,上海)中,封口膜(畢瑪時軟包裝有限公司,蘇州)封口,迅速轉(zhuǎn)移至實驗室(不超過15 min),進行實驗。
1.2.2 細胞培養(yǎng) 采集正常育齡期女性子宮內(nèi)膜組織進行原代子宮內(nèi)膜細胞培養(yǎng)。術(shù)前常規(guī)消毒陰道、宮頸,將刮匙刮出的子宮內(nèi)膜組織用含有雙抗的PBS 洗滌至無肉眼可見的血跡,迅速轉(zhuǎn)移至實驗室,無菌眼科剪剪成體積約1~2 mm3組織塊,加入適量復(fù)合消化酶(1 mg/mL 膠原酶I∶0.25%胰蛋白酶=1∶1)(北京索萊寶科技有限公司,北京),37 ℃消化10 min,取上清,用含10%胎牛血清(fetal bovine serum,F(xiàn)BS,上海煊翎生物科技有限公司,上海)的培養(yǎng)基(康寧生命科學(xué)亞洲分銷中心,上海)終止消化,70 目篩網(wǎng)過濾,重復(fù)消化2~3 次,直至將子宮內(nèi)膜組織消化呈云霧狀,混合消化液,1 000 r/min室溫離心5 min,棄上清,加入適量紅細胞裂解液(北京索萊寶科技有限公司,北京),除去紅細胞,無菌PBS 洗滌細胞團2 次,全培基重懸細胞團,調(diào)整細胞密度至1×105個/mL,取5 mL 細胞懸液接種于T75 培養(yǎng)瓶(碧迪醫(yī)療器械有限公司,上海)中培養(yǎng)。另購買人早孕絨毛外滋養(yǎng)細胞株(HTR-8/SVneo,北納創(chuàng)聯(lián)生物技術(shù)有限公司,河南)進行培養(yǎng)。
1.2.3 細胞免疫熒光鑒定 將子宮內(nèi)膜細胞接種于24 孔板(碧迪醫(yī)療器械有限公司,上海)中,待生長融合至50%時棄培養(yǎng)液,PBS 洗滌后加入適量4%多聚甲醛(上海碧云天生物技術(shù)有限公司,上海)固定10 min;PBS 復(fù)洗3 次后加入適量0.3%通透液透化(上海碧云天生物技術(shù)有限公司,上海)10~15 min;PBS 浸泡洗滌3 次后用10%牛血清蛋白(北京索萊寶科技有限公司,北京)37 ℃靜置封閉1 h;吸棄牛血清蛋白,以100 μL/孔添加抗波形蛋白抗體(蘇州睿瀛生物技術(shù)有限公司,江蘇)和抗角蛋白抗體(蘇州睿瀛生物技術(shù)有限公司,江蘇)至24 孔板中,封口膜封閉細胞(各封閉2 孔),陰性對照組用PBS 封閉2 孔,置于4 ℃冰箱過夜;PBS 浸泡洗滌3 次后避光下加入熒光二抗(蘇州睿瀛生物技術(shù)有限公司,江蘇)100 μL/孔,37 ℃孵育1 h;PBS 浸泡洗滌3 次后4′,6-二脒基-2-苯基吲哚(4′,6-diamidino-2-phenylindole,DAPI)染核3 min;PBS 浸泡復(fù)洗3 次后倒置熒光顯微鏡拍照、記錄。
1.3 觀察指標
1.3.1 酶聯(lián)免疫吸附測定(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)法檢測宮腔灌洗液脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白細胞介素-2(interleukin-2,IL-2)、γ 干擾素(interferon-γ,IFN-γ)濃度 分別取正常早孕女性和RSA 患者宮腔灌洗液0.8 mL 分裝到1.5 mL 的離心管中,按照ELISA 試劑盒(LPS:上海嵐派生物科技有限公司,上海;TNF-α、IL-2、IFN-γ:江蘇酶免實業(yè)有限公司,江蘇)說明書步驟檢測2 組宮腔灌洗液LPS、TNF-α、IL-2、IFN-γ 的濃度。
1.3.2 實時定量聚合酶鏈反應(yīng)(quantitative real time polymerase chain reaction,qPCR)法檢測宮腔灌洗液對子宮內(nèi)膜細胞TNF-α、IL-2、IFN-γ mRNA 表達的影響 將生長狀態(tài)良好的子宮內(nèi)膜細胞接種于6 孔板中(3×105個/孔)培養(yǎng)24 h 后隨機分為2 組,正常早孕組加入正常早孕女性宮腔灌洗液與培養(yǎng)基的混合液(宮腔灌洗液∶培養(yǎng)基=1∶1)1.5 mL,RSA 組中加入RSA 患者宮腔灌洗液與培養(yǎng)基的混合液(宮腔灌洗液∶培養(yǎng)基=1∶1)1.5 mL,共培養(yǎng)24 h 后,按照試劑盒(普洛麥格生物技術(shù)有限公司,北京)說明書步驟采用qPCR法檢測2 組細胞TNF-α、IL-2、IFN-γ mRNA 的表達。
1.3.3 Transwell 實驗檢測宮腔灌洗液對絨毛外滋養(yǎng)細胞侵襲能力的影響 將生長狀態(tài)良好的絨毛外滋養(yǎng)細胞接種于6孔板中(3×105個/孔)培養(yǎng)24 h,然后再饑餓培養(yǎng)24 h,之后隨機分為2 組。用預(yù)冷的無血清培養(yǎng)基(康寧生命科學(xué)亞洲分銷中心,上海)按1∶5 稀釋Matrigel 基質(zhì)膠(康寧生命科學(xué)亞洲分銷中心,上海),取20 μL 鋪到Transwell 小室(康寧生命科學(xué)亞洲分銷中心,上海),37 ℃培養(yǎng)箱凝膠處理30 min 后,把Transwell 小室放入預(yù)先放置700 μL 含20% FBS 培養(yǎng)基的24 孔板中(注意不要產(chǎn)生氣泡)。然后,消化2 組6 孔板中的細胞,收集細胞團,分別用各組宮腔灌洗液與培養(yǎng)基的混合液(宮腔灌洗液∶培養(yǎng)基=1∶1)重懸細胞團,調(diào)整細胞密度為1×105個/mL,分別取200 μL 細胞懸液鋪在Transwell 小室中,繼續(xù)培養(yǎng)24 h 后,4%多聚甲醛固定10 min,Gimusa 染液染色30 min,PBS 漂洗后,顯微鏡(×200)[10×(目鏡)×20(物鏡)]下每孔隨機選擇6 個視野進行細胞計數(shù),取侵襲細胞的平均數(shù)來表示細胞侵襲能力。
1.3.4 劃痕實驗檢測宮腔灌洗液對絨毛外滋養(yǎng)細胞遷移能力的影響 在6 孔培養(yǎng)皿背面均勻劃橫線(間隔為0.5~1.0 cm,每孔有4 條橫線貫穿),然后將生長狀態(tài)良好的絨毛外滋養(yǎng)細胞接種于6 孔板中(3×105個/孔),培養(yǎng)24 h,饑餓培養(yǎng)24 h 后隨機分為2 組,待細胞融合至90%時,用200 μL(康寧生命科學(xué)亞洲分銷中心,上海)槍頭進行劃痕(與孔板背面橫線垂直,從頂端劃至底端不間斷),PBS 輕輕洗滌以除去劃下的細胞,然后分組干預(yù)。各組分別加入宮腔灌洗液與培養(yǎng)基的混合液(宮腔灌洗液∶培養(yǎng)基=1∶1)1.5 mL 繼續(xù)培養(yǎng)。隨機選取6 個交叉點,分別在12 h、24 h、36 h 時于光學(xué)顯微鏡下采圖,計算細胞遷移面積。
1.4 統(tǒng)計學(xué)方法采用Image J 軟件對圖片進行處理,SPSS 26.0 統(tǒng)計軟件處理數(shù)據(jù)。符合正態(tài)分布的定量資料用均數(shù)±標準差()表示,連續(xù)變量比較采用獨立樣本t 檢驗,P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。采用GraphPad Prism 軟件繪圖。
2.1 ELISA 法檢測宮腔灌洗液中LPS、TNF-α、IL-2、IFN-γ 濃度的結(jié)果RSA 患者宮腔灌洗液中LPS、TNF-α、IL-2、IFN-γ 的濃度均高于正常早孕女性,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(均P<0.05),見表1。
表1 2 組宮腔灌洗液中細胞因子濃度的比較()
注:EU=Endotoxin Unit,專指“內(nèi)毒素單位”。
2.2 原代人子宮內(nèi)膜細胞培養(yǎng)及鑒定結(jié)果
2.2.1 形態(tài)學(xué)鑒定結(jié)果 子宮內(nèi)膜腺上皮細胞貼壁后呈蝌蚪形或多角形,邊界清楚,排列緊密,約3~4 d呈旋渦狀排列生長,5~6 d 逐漸融合成片,見圖1。子宮內(nèi)膜間質(zhì)細胞貼壁后呈長梭形、三角形或星形,具有成纖維細胞形態(tài),4~5 d 融合成片,易傳代,傳代后多數(shù)為梭形,見圖2。
圖1 光鏡下子宮內(nèi)膜腺上皮細胞(×40)
圖2 光鏡下子宮內(nèi)膜間質(zhì)細胞(×20)
2.2.2 免疫熒光鑒定結(jié)果 子宮內(nèi)膜腺上皮細胞特異性表面蛋白角蛋白19 表達陽性(+),見圖3。子宮內(nèi)膜間質(zhì)細胞特異性表面蛋白波形蛋白表達陽性(+),見圖4。
圖3 子宮內(nèi)膜腺上皮細胞免疫熒光圖(×40)
圖4 子宮內(nèi)膜間質(zhì)細胞免疫熒光圖(×40)
2.3 宮腔灌洗液對子宮內(nèi)膜細胞TNF-α、IL-2、IFN-γ mRNA 表達的影響RSA 患者的宮腔灌洗液干預(yù)子宮內(nèi)膜細胞后,TNF-α、IL-2、IFN-γ mRNA的表達均較正常早孕女性宮腔灌洗液干預(yù)組升高,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(均P<0.05),見表2。
表2 2 組宮腔灌洗液影響子宮內(nèi)膜細胞促炎因子mRNA 表達的比較 ()
2.4 宮腔灌洗液對絨毛外滋養(yǎng)細胞侵襲能力的影響正常早孕女性和RSA 患者宮腔灌洗液干預(yù)絨毛外滋養(yǎng)細胞后,每個高倍視野下侵襲細胞數(shù)分別為(236.50±24.90)個和(158.50±16.96)個。RSA 患者宮腔灌洗液干預(yù)絨毛外滋養(yǎng)細胞較正常早孕女性宮腔灌洗液干預(yù)后侵襲細胞數(shù)顯著降低,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=6.343,P=0.000)。
2.5 宮腔灌洗液對絨毛外滋養(yǎng)細胞遷移能力的影響RSA 患者宮腔灌洗液干預(yù)絨毛外滋養(yǎng)細胞較正常早孕女性宮腔灌洗液干預(yù)后,細胞遷移面積在12 h、24 h、36 h 均顯著降低,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表3。
表3 2 組宮腔灌洗液影響絨毛外滋養(yǎng)細胞遷移能力的比較 (μm2,)
在胚胎植入和胎盤血管形成階段,良好的子宮內(nèi)膜功能和形態(tài),以及穩(wěn)定的宮腔微環(huán)境有利于子宮內(nèi)膜血管重塑,促進滋養(yǎng)細胞生長并適度侵襲至子宮肌層,對胚胎植入和胎盤血管形成至關(guān)重要,是妊娠維持的重要因素[3-4]。而在此過程中,宮腔共生菌群、相關(guān)細胞因子、子宮內(nèi)膜細胞及滋養(yǎng)細胞共同組成一個影響胚胎著床和發(fā)育的環(huán)境,即宮腔微環(huán)境。
人體內(nèi)居住著數(shù)萬億的微生物,共生菌群是人體內(nèi)固有的正常菌群。正常情況下,宮腔菌群構(gòu)成一個有機整體,始終維持著健康穩(wěn)定的狀態(tài)。前期研究發(fā)現(xiàn),RSA 患者宮腔菌群與正常早孕女性的宮腔菌群組成不同,且RSA 患者宮腔差異菌為擬桿菌屬、大腸埃希菌/志賀菌屬和瘤胃菌屬團,大多為革蘭陰性菌[3]。革蘭陰性菌細胞壁重要組成部分LPS 是介導(dǎo)炎癥反應(yīng)的重要因子。LPS 屬于內(nèi)毒素,可引發(fā)局部炎癥反應(yīng)。TNF-α 為炎癥早期最重要的前炎癥因子,具有廣泛生物活性和多種免疫功能。IL-2 是由活化的輔助性T 細胞產(chǎn)生的細胞因子,可誘導(dǎo)或促進多種細胞毒活性。IFN-γ 是巨噬細胞重要的激活劑,在固有免疫中發(fā)揮作用[5]。本研究通過向?qū)m腔置入一次性子宮造影通水管獲得宮腔灌洗液,并檢測宮腔灌洗液中LPS、TNF-α、IL-2、IFN-γ 的濃度,結(jié)果顯示,RSA 患者宮腔灌洗液中LPS 含量可達(57.31±3.48)EU/L,顯著高于正常早孕女性,且RSA 患者宮腔灌洗液中促炎癥因子TNF-α、IL-2、IFN-γ 也均顯著高于正常早孕女性。提示與正常早孕女性相比,RSA 患者宮腔微環(huán)境發(fā)生改變,且宮腔灌洗液可以反映宮腔微環(huán)境。
研究表明,宮腔灌洗液中增多的LPS 可與子宮內(nèi)膜細胞膜上高表達的Toll 樣受體4 結(jié)合,激活信號通路,活化的Toll 樣受體信號通路誘導(dǎo)TNF-α、IL-2、IFN-γ 的分泌,導(dǎo)致宮腔呈現(xiàn)微炎癥狀態(tài)[6]。微炎癥狀態(tài)下,子宮內(nèi)膜組織局部高水平TNF-α、IL-2的持續(xù)存在會呈現(xiàn)細胞毒性作用,破壞子宮內(nèi)膜結(jié)構(gòu)與功能,致使胞飲突發(fā)育遲緩,降低子宮內(nèi)膜容受性,不利于受精卵著床[7-8];且圍著床期,高濃度的TNF-α 會通過磷脂酰肌醇3 激酶(phosphoinositide 3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,AKT)信號通路抑制滋養(yǎng)細胞侵襲,導(dǎo)致滋養(yǎng)細胞侵襲程度不足[8-11]。而妊娠早期滋養(yǎng)細胞正常的侵襲遷移對母-胎循環(huán)成功建立十分重要,若侵襲程度不夠會導(dǎo)致胎盤淺著床,影響胚胎發(fā)育,易致流產(chǎn)發(fā)生[12-13]。本研究結(jié)果也顯示,RSA 患者宮腔灌洗液干預(yù)子宮內(nèi)膜細胞后,TNF-α、IL-2、IFN-γ mRNA 的表達均較正常早孕女性宮腔灌洗液干預(yù)后顯著升高;RSA 患者宮腔灌洗液干預(yù)絨毛外滋養(yǎng)細胞較正常早孕女性宮腔灌洗液干預(yù)后,侵襲細胞數(shù)目、細胞遷移面積均顯著降低。提示RSA 患者宮腔呈現(xiàn)微炎癥狀態(tài),且宮腔微炎癥狀態(tài)下,絨毛外滋養(yǎng)細胞的侵襲遷移能力降低,不利于妊娠維持,從而導(dǎo)致RSA 的發(fā)生。
盡管RSA 發(fā)生的原因可能很多,但宮腔微環(huán)境的變化是影響胚胎著床與發(fā)育的最直接因素,其中宮腔菌群的改變可導(dǎo)致宮腔微環(huán)境變化,進而影響妊娠維持。本研究為RSA 的病因及防治提供了新的切入點。