孫夢晨,張 寧,苗秀明
(1.山東中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院,山東 濟(jì)南 250355;2.山東中醫(yī)藥大學(xué),山東 濟(jì)南 250355;3.山東中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院,山東 濟(jì)南 250011)
復(fù)發(fā)性流產(chǎn)(recurrent spontaneous abortion,RSA)是指當(dāng)孕齡婦女與同一性伴侶連續(xù)發(fā)生2次或2次以上的自然流產(chǎn)[1]。研究表明,自然殺傷(natural killer,NK)細(xì)胞活性失衡是RSA發(fā)生的關(guān)鍵因素之一[2]。NK細(xì)胞分泌的相關(guān)細(xì)胞因子、趨化因子以及NK細(xì)胞受體、配體數(shù)量或功能的改變均會影響NK細(xì)胞的活性,即NK細(xì)胞活性的平衡可以細(xì)化為受體、配體以及相關(guān)免疫細(xì)胞及趨化因子等分子的平衡。本文將圍繞NK細(xì)胞活性及其受體、配體等分子的調(diào)節(jié)在RSA中的作用研究進(jìn)展進(jìn)行綜述,從分子免疫學(xué)角度研究NK細(xì)胞活性調(diào)節(jié)的機(jī)制及其在RSA發(fā)生發(fā)展中的作用。
子宮蛻膜NK細(xì)胞(decidual NK cells,dNKs)是NK細(xì)胞中一類與正常妊娠關(guān)系密切的細(xì)胞。妊娠期間dNKs在促進(jìn)螺旋動脈重塑、調(diào)節(jié)母胎免疫耐受方面發(fā)揮重要作用,是母胎界面的主要免疫細(xì)胞,能夠通過分泌血管內(nèi)皮因子、白細(xì)胞介素(interleukin,IL)等活性因子促進(jìn)滋養(yǎng)細(xì)胞侵襲蛻膜組織以及螺旋動脈的重塑,進(jìn)而利于子宮胎盤血液循環(huán)的建立,為妊娠的正常進(jìn)行、胎盤發(fā)育能力的調(diào)節(jié)提供保障[3]。此外,正常妊娠屬于同種半異體移植,需要免疫系統(tǒng)與胚胎互不排斥,NK細(xì)胞可以通過調(diào)節(jié)殺傷免疫球蛋白受體(kill immunoglobulin receptors,KIR)、C型凝集素樣受體(C-type lectin receptor,CLR)以及人類白細(xì)胞抗原(human leukocyte antigen,HLA)等配體,傳遞激活或抑制信號來調(diào)節(jié)NK細(xì)胞的活性,進(jìn)而在母胎界面發(fā)揮同種免疫調(diào)節(jié)作用,減弱對胎兒的排斥作用,增強(qiáng)免疫耐受。
NK細(xì)胞受體根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同分為KIR、免疫球蛋白樣轉(zhuǎn)錄物(immunoglobulin like transcripts,ILT)、CLR及天然細(xì)胞毒性受體(natural cytotoxicity receptors,NCR)4類。其中,ILT的2個亞型ILT2和ILT4與NK細(xì)胞活性密切相關(guān);CLR因其具有一個或多個C型凝集素樣結(jié)構(gòu)域而命名,主要包括CD94/自然殺傷細(xì)胞家族2(natural killer group 2,NKG2)以及CD69和CD161等。KIR、ILT和CLR家族按功能可分為抑制性受體和活化性受體2類。
2.1 KIRKIR具有高度多態(tài)性,按單倍體分類,分為A、B型2型,A型主要包含編碼抑制基因(2DL1、2DL2、2DL3、2DL5A、2DL5B 3DL1、3DL2和3DL3)和唯一一個激活基因2DS4,而B型單倍體主要以激活基因(2DL4、2DS1、2DS2、2DS3、2DS5、2DS5和3DS1)為主。研究報道,RSA患者B型單倍體KIR明顯增多,抑制性KIR基因相對減少,從而導(dǎo)致機(jī)體免疫失衡[4],因此推測KIR激活基因過多導(dǎo)致了子宮微環(huán)境的改變,從而過度激活了NK細(xì)胞的活性,最終引發(fā)RSA。然而,MANSOUR等[5]研究發(fā)現(xiàn),主要起激活作用的B型單倍體占主導(dǎo)是保證正常妊娠的重要前提。另外,有研究表明,KIR的B型單倍體基因2DS1的激活促進(jìn)了NK細(xì)胞的激活作用,而NK細(xì)胞在一定范圍內(nèi)的活性有利于胚胎滋養(yǎng)層細(xì)胞侵襲蛻膜組織,對于胚胎正常著床、發(fā)育具有積極作用[5]。綜上,KIR基因多態(tài)性影響了NK細(xì)胞的功能,其抑制性受體與激活性受體共同作用使機(jī)體免疫系統(tǒng)處于一個相對平衡的狀態(tài),這是保證成功妊娠的前提之一。
2.2 ILTILT屬于免疫球蛋白超家族,ILT2表達(dá)于NK細(xì)胞表面,ILT4表達(dá)于巨噬細(xì)胞、單核細(xì)胞等免疫細(xì)胞表面,ILT2與ILT4均能夠直接或間接影響NK細(xì)胞功能。陳靜等[6]研究發(fā)現(xiàn),RSA女性的蛻膜組織中ILT4和ILT2 mRNA表達(dá)水平顯著低于健康女性。ILT2、ILT4均屬于抑制性受體,其表達(dá)下降時,對抑制性信號的傳遞以及對NK細(xì)胞活性的抑制也相應(yīng)減弱,導(dǎo)致NK細(xì)胞的活性增強(qiáng),殺傷正常細(xì)胞,使機(jī)體對胚胎產(chǎn)生排斥作用。由于研究樣本量的限制以及對ILT與RSA之間的研究尚較少,上述結(jié)論和相關(guān)機(jī)制還需進(jìn)一步研究。
2.3 CD94/NKG2CD94/NKG2是NK細(xì)胞受體家族成員之一,NKG2家族包括抑制性受體NKG2A以及激活性受體NKG2C、NKG2D等。NKG2A作為唯一的抑制性受體,在維持妊娠婦女母胎界面免疫平衡方面有著重要意義。劉子平等[7]研究發(fā)現(xiàn),RSA女性蛻膜組織中NK細(xì)胞的NKG2A的表達(dá)水平明顯下降,NKG2D的表達(dá)水平明顯升高,推測可能是RSA患者的NK細(xì)胞結(jié)合了大部分CD94/NKG2中的激活性受體,導(dǎo)致激活性信號過度傳導(dǎo),使NK細(xì)胞活性顯著增加,而活性顯著增加的NK細(xì)胞可殺傷自身其他細(xì)胞甚至胚胎,導(dǎo)致流產(chǎn)反復(fù)發(fā)生。
2.4 CD69和CD161CD69和CD161的異常表達(dá)能夠誘導(dǎo)細(xì)胞因子分泌并引發(fā)NK細(xì)胞的殺傷活性。研究報道,子宮NK細(xì)胞(uterine natural killer cells,uNKs)中的CD161在RSA患者中表達(dá)水平較正常育齡女性明顯降低[8],推測CD161的低表達(dá)使其與他因子的結(jié)合降低,從而降低了NK細(xì)胞原有的活性水平。與CD161比較,CD69目前在RSA領(lǐng)域乃至其他學(xué)科中的研究較少。CD69是一類能夠激活NK細(xì)胞的特異性標(biāo)志物之一,CD69水平的升高可調(diào)動機(jī)體內(nèi)同種免疫調(diào)控機(jī)制,使NK細(xì)胞殺傷活性增加,最終導(dǎo)致了機(jī)體免疫紊亂的發(fā)生[9]。研究發(fā)現(xiàn),CD69表達(dá)水平在多次發(fā)生自然流產(chǎn)女性外周血中明顯升高,提示外周血中CD69的高表達(dá)可能是女性易患RSA的預(yù)測指標(biāo)之一[9]。
2.5 NCRNCR包括NKp46、NKp44和NKp30。其中NKp46能夠產(chǎn)生干擾素-γ(interferon-γ,IFN-γ)與腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)等細(xì)胞因子,主要表達(dá)于CD56bright與部分CD56dim細(xì)胞表面。NKp46與NK細(xì)胞的活性密切相關(guān),dNKs中的NKp46可以介導(dǎo)細(xì)胞毒性作用。研究顯示,RSA患者外周血單核細(xì)胞與胎盤中NKp46的表達(dá)水平較健康女性升高[10]。正常妊娠中NKp46未表現(xiàn)出毒性作用,其機(jī)制可能涉及2個原因,即缺失配體或其毒性活性被抑制性受體NKG2A所抑制。NKp30是另一激活性受體,有報道認(rèn)為,NKp30-a、NKp30-b亞型在RSA患者胎盤中檢測出的頻率較健康女性高,而在外周血單核細(xì)胞中與對照組無顯著差異[10]。在免疫紊亂的RSA女性中,NKp30-a和NKp30-b這2種亞型表達(dá)的變化可導(dǎo)致IFN-γ、TNF-α等促炎因子的異常表達(dá),使dNKs過度激活而引發(fā)流產(chǎn)。
NK細(xì)胞的主要配體之一人類白細(xì)胞抗原(human leukocyte antigen,HLA)-Ⅰ類基因與NK細(xì)胞的關(guān)系密切。HLA-Ⅰ類基因分為經(jīng)典與非經(jīng)典2大類,前者包括HLA-A、HLA-B、HLA-C 3種分型,與抗原提呈和免疫調(diào)控有關(guān);后者包括HLA-E、HLA-F、HLA-G、HLA-H,參與滋養(yǎng)細(xì)胞侵襲過程。HLA-C基因是KIR的配體,在RSA患者可同時表達(dá)HLA-C型基因與KIR的特定基因,說明在HLA和KIR共表達(dá)的情況下易導(dǎo)致NK細(xì)胞功能異常。HLA-G多與NK細(xì)胞的抑制性受體如ILT2和KIR2DL4相結(jié)合,在增強(qiáng)妊娠期間的免疫耐受方面具有重要作用[11]。推測其作用機(jī)制為HLA-G 與ILT2以及KIR2DL4的結(jié)合阻斷了NK細(xì)胞活化通路,進(jìn)而阻礙了突觸活化性信號的傳輸,NK細(xì)胞發(fā)揮殺傷活性作用的路徑被切斷,并且KIR2DL4與HLA-G結(jié)合后可通過分泌細(xì)胞活性因子等物質(zhì)來刺激衰老的NK細(xì)胞生成新的胎盤血管,為胚胎提供充足的血供、營養(yǎng)[12]。HLA-G通過形成先導(dǎo)序列多肽的方式誘導(dǎo)胎盤組織中 HLA-E的表達(dá),HLA-E自身或結(jié)合其他HLA-Ⅰ類基因形成HLA先導(dǎo)肽/HLA-E復(fù)合體后,與受體NKG-2A/CD94結(jié)合而保證NK細(xì)胞的活性,對維持胚胎的血供、營養(yǎng)起到良性作用[13]。
4.1 輔助性T細(xì)胞(helper T cell,Th)1/Th2RSA患者大多數(shù)情況下同時存在NK細(xì)胞活性不足以及Th1/Th2細(xì)胞平衡偏倚的情況。研究發(fā)現(xiàn),dNKs作用于蛻膜樹突細(xì)胞后,其表面活性物質(zhì)的表達(dá)受到抑制,且dNKs促進(jìn)了Th2型細(xì)胞的增殖[14]。Th2型細(xì)胞分泌以IL-4、IL-5和IL-10等細(xì)胞因子為主,介導(dǎo)體液免疫的發(fā)生;Th1型細(xì)胞調(diào)節(jié)機(jī)體細(xì)胞免疫,主要分泌IFN-γ、IL-2、TNF-α等細(xì)胞因子,RSA患者Th1/Th2的平衡向Th1型細(xì)胞偏倚,使IFN-γ分泌增多,而高水平IFN-γ可導(dǎo)致NK細(xì)胞的增殖,導(dǎo)致其活性異常增加而引發(fā)流產(chǎn)[15]。
4.2 調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cell,Treg)/Th17Treg和Th17細(xì)胞屬于CD4+T淋巴細(xì)胞亞群,Treg可通過分泌IL-10等細(xì)胞因子、抑制T細(xì)胞的分化增殖以及誘導(dǎo)靶細(xì)胞凋亡等途徑調(diào)控機(jī)體的免疫耐受。Th17細(xì)胞主要分泌IL-17以促進(jìn)炎癥反應(yīng)的發(fā)生。dNKs能夠促進(jìn)Treg的增殖與分泌、抑制Th17細(xì)胞的增殖并促進(jìn)Th17細(xì)胞的消耗,這些功能維持了Treg/Th17的平衡,提高了妊娠期間胚胎的免疫耐受,減少了因免疫紊亂而導(dǎo)致的機(jī)體對胚胎的不良作用[16]。研究顯示,NK細(xì)胞表達(dá)水平與Th17細(xì)胞呈負(fù)相關(guān),而IFN-γ由NK細(xì)胞分泌,因此,NK細(xì)胞功能的改變、比例的增加可誘導(dǎo)IFN-γ對Th17細(xì)胞的殺傷作用[14]。綜上,Treg/Th17可調(diào)節(jié)NK細(xì)胞的活性,Treg/Th17失衡可引發(fā)胚胎停育。
4.2.1 Toll樣受體(Toll-like receptor,TLR)及其配體在機(jī)體需要免疫防御時,TLR4受到刺激后激活TLR4-核因子-κB信號傳導(dǎo)通路,促進(jìn)IL-6、TNF-α等細(xì)胞因子發(fā)揮作用,恢復(fù)免疫穩(wěn)態(tài)。研究顯示,RSA患者體內(nèi)TLR4基因表達(dá)水平降低,且與Treg表達(dá)水平呈正相關(guān),與Th17細(xì)胞表達(dá)呈負(fù)相關(guān)[17],說明TLR4可引起Treg/Th17免疫失衡。脂多糖作為TLR4的配體可激活Treg的增殖使Treg與Th17的比例保持平衡[18]。有研究報道,TLR4在體內(nèi)的過度表達(dá)可引發(fā)NK細(xì)胞對胚胎的免疫排斥[19]。另外,有研究報道,RSA患者蛻膜組織Treg中TLR9表達(dá)水平顯著降低,與配體的結(jié)合減少,最終影響Treg功能[17]。TLR9配體CpG寡核苷酸可促進(jìn)Treg的增殖、分化且同時可協(xié)調(diào)其免疫功能,從而有利于維持Treg/Th17平衡[20]。
4.2.2 B淋巴細(xì)胞誘導(dǎo)成熟蛋白-1(B lymphocyte-induced maturation protein-1,Blimp-1)Blimp-1是一種抑制性轉(zhuǎn)錄因子,可作用于多種固有免疫細(xì)胞。有研究報道,Blimp-1在RSA患者中呈高度表達(dá)[21],推測其原因是Blimp-1促進(jìn)了Treg增殖,抑制了Th17細(xì)胞功能,減少了Th17細(xì)胞數(shù)量,使Treg/Th17比例失衡,引發(fā)機(jī)體免疫紊亂,從而導(dǎo)致RSA的發(fā)生。
4.3 趨化因子及其受體CXC趨化因子配體16(CXC chemokine ligand 16,CXCL16)屬于趨化因子家族成員,在正常早孕期女性的滋養(yǎng)細(xì)胞中呈高表達(dá),其唯一受體為蛻膜免疫細(xì)胞CXCR16,二者相互作用為胚胎的發(fā)育提供保障。近期有研究表明,CXCL16通過對巨噬細(xì)胞的誘導(dǎo),使巨噬細(xì)胞極化為M2型巨噬細(xì)胞,M2型巨噬細(xì)胞可調(diào)整Th1型細(xì)胞中IL-15的數(shù)量而發(fā)揮對NK細(xì)胞活性的調(diào)節(jié),使NK細(xì)胞活性達(dá)到最適宜妊娠的程度[22-23]。CXCL12及CXCR4也是影響NK細(xì)胞活性的一組趨化因子及其受體。有研究報道,RSA女性滋養(yǎng)細(xì)胞CXCL12和CXCR4表達(dá)水平降低,使滋養(yǎng)細(xì)胞的增殖分化嚴(yán)重受阻,dNKs中維持正常妊娠的CD56brightCD16-分型募集失敗,發(fā)揮細(xì)胞毒性的CD56dimCD16+分型占絕大多數(shù)[21],胎盤發(fā)育與動脈血管的重塑過程受阻,因而無法維持正常妊娠。除上述2類趨化因子,CC亞組CCL2水平也可預(yù)測RSA的發(fā)生[24],其機(jī)制可能與CCL2上調(diào)一種細(xì)胞因子信號抑制因子而抑制NK細(xì)胞殺傷活性有關(guān)[25]。
4.4 巨噬細(xì)胞移動抑制因子(macrophage migration inhibitory factor,MIF)MIF由巨噬細(xì)胞分泌,能夠抑制巨噬細(xì)胞的移動,參與機(jī)體免疫反應(yīng)。妊娠需要各種免疫因子的調(diào)節(jié),MIF在促進(jìn)胎盤血管發(fā)育、維持母胎界面的正常免疫耐受方面發(fā)揮重要作用。李岐佩等[26]研究發(fā)現(xiàn),有2次及2次以上自然流產(chǎn)史的女性患者M(jìn)IF水平顯著低于正常育齡期女性?;贛IF功能,推測因MIF在RSA女性體內(nèi)的減少導(dǎo)致其抑制巨噬細(xì)胞的作用減弱,使巨噬細(xì)胞分泌各種抑制性細(xì)胞因子減少,進(jìn)而使妊娠期包括NK細(xì)胞在內(nèi)的主要免疫細(xì)胞活性過強(qiáng),妊娠過程受到免疫排斥,導(dǎo)致胚胎死亡。
目前已有充足證據(jù)表明,NK細(xì)胞活性異常與不良妊娠結(jié)局的發(fā)生密切相關(guān)[27-28],其機(jī)制包括2個方面:一方面是NK細(xì)胞功能亢進(jìn),殺傷活性增強(qiáng),導(dǎo)致NK細(xì)胞過多分泌IFN-γ、TNF-α等細(xì)胞因子,引起機(jī)體免疫功能紊亂,超出免疫耐受范圍,使NK細(xì)胞攻擊自身細(xì)胞甚至胚胎而導(dǎo)致RSA。目前,有利于妊娠的NK細(xì)胞的活性范圍尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),臨床中應(yīng)結(jié)合病史、輔助檢查等對免疫性RSA進(jìn)行綜合診斷。另一方面是NK細(xì)胞活性不足可導(dǎo)致螺旋動脈重塑紊亂以及滋養(yǎng)細(xì)胞侵襲不足,胎盤無法供應(yīng)足夠的血流及營養(yǎng),造成胚胎停育。pNKs可產(chǎn)生趨化因子與分泌因子,促進(jìn)妊娠滋養(yǎng)細(xì)胞的侵襲,有利于將更多的氧氣與營養(yǎng)運(yùn)輸?shù)教ケP[3]。此外,妊娠女性子宮內(nèi)保持適當(dāng)數(shù)量的NK細(xì)胞可減少微生物感染[29]。綜上,只有NK細(xì)胞活性在妊娠時期母胎界面處于一種免疫平衡狀態(tài),發(fā)揮適當(dāng)?shù)拿庖呋钚?,才能保護(hù)胚胎,防止流產(chǎn)的發(fā)生。
人體的免疫系統(tǒng)龐大而復(fù)雜,任何一類分子的變化可直接或間接影響另一類分子的功能。NK細(xì)胞的受體、配體以及相關(guān)免疫細(xì)胞和趨化因子應(yīng)在體內(nèi)保持動態(tài)平衡,既不能過度抑制,亦要合理控制活性程度,否則將會導(dǎo)致機(jī)體的免疫失衡。在妊娠期這種免疫失衡可導(dǎo)致流產(chǎn)的發(fā)生。NK細(xì)胞的受體、配體以及相關(guān)免疫細(xì)胞和趨化因子等分子可為RSA預(yù)后的判斷以及免疫治療療效的評判標(biāo)準(zhǔn)的制定提供參考價值。然而,僅有少數(shù)較成熟的研究成果,多數(shù)研究結(jié)論還有待今后進(jìn)一步的驗(yàn)證。