董浩旭,鐘志艷,張青,胡茹楠,張明敏,,黃光英,楊薇
(1.華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院a.中西醫(yī)結(jié)合科,b.中西醫(yī)結(jié)合研究所,c.生殖醫(yī)學(xué)中心,武漢430000;2.浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬婦產(chǎn)科醫(yī)院中醫(yī)科,杭州 310000)
母胎界面是胚胎著床、蛻膜發(fā)育、胎盤形成等妊娠過程的關(guān)鍵部位,該界面聚集了樹突狀細(xì)胞(dendritic cell,DC)、巨噬細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞(natural killer cell,NK細(xì)胞)等免疫細(xì)胞群。生理狀態(tài)下,這些免疫細(xì)胞群與蛻膜基質(zhì)細(xì)胞、滋養(yǎng)細(xì)胞等組成了復(fù)雜精細(xì)的相互作用網(wǎng)絡(luò),共同介導(dǎo)母胎界面免疫耐受的形成,維持正常妊娠狀態(tài)[1-2]。其中,DC僅占母胎界面總體免疫細(xì)胞的1%~2%,主要分布于底蛻膜與真蛻膜層,數(shù)量雖少,但在妊娠期子宮局部的免疫調(diào)節(jié)系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用,在溝通固有免疫與適應(yīng)性免疫的過程中起重要的“樞紐”作用[1]。此外,DC是妊娠初期與滋養(yǎng)細(xì)胞接觸最為密切的抗原呈遞細(xì)胞,具有介導(dǎo)免疫激活和免疫耐受的雙重作用,既可防御外來病原體感染母體引起不良后果,又可抑制母體對半同種異體的胚胎的免疫排斥[2-3]。DC數(shù)量、各亞型比例或功能的異??赡苤苯踊蜷g接引發(fā)病理性妊娠,如自然流產(chǎn)、先兆子癇、HELLP(hemolysis,elevated liver enzymes and low platelets syndrome)綜合征、異位妊娠、胎兒生長受限(fetal growth restriction,F(xiàn)GR)等[4]。綜上,DC是介導(dǎo)母胎免疫耐受的重要免疫細(xì)胞,在正常及病理性妊娠中的作用十分重要且不盡相同,然而,目前人們對DC和病理性妊娠相關(guān)性研究的關(guān)注度較低?,F(xiàn)就母胎界面DC在病理性妊娠中的作用機(jī)制研究進(jìn)展予以綜述,以供研究者和臨床工作者參考。
生理狀態(tài)下,人蛻膜DC共有以下3種成熟狀態(tài):成熟的CD83+DC、未成熟DC(immature dendritic cell,iDC)- 特異性細(xì)胞間黏附分子-3-結(jié)合非整合素(specific intercellular adhesion molecule-3-grabbing non-integrin,SIGN+)DC(即CD209+DC)、呈激活狀態(tài)但仍表現(xiàn)為未成熟狀態(tài)的DEC-205+DC[5]。DC在早期妊娠蛻膜組織中均有表達(dá),但以iDC為主,其主要作用是誘導(dǎo)圍著床期母胎界面免疫耐受的形成,可通過調(diào)控圍著床期母胎局部輔助性T細(xì)胞(helper T cell,Th細(xì)胞)1/Th2平衡、促進(jìn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cell,Treg細(xì)胞)增殖、調(diào)節(jié)NK細(xì)胞功能等誘導(dǎo)妊娠免疫耐受,進(jìn)而發(fā)揮重要的免疫學(xué)作用;此外,DC還在妊娠早期的蛻膜化、母胎界面血管生成和胎盤形成等環(huán)節(jié)發(fā)揮重要的調(diào)控作用[2,5]??傊珼C在胚胎著床期表現(xiàn)出特殊的表型和特定的成熟狀態(tài),對母胎免疫耐受的形成、蛻膜基質(zhì)細(xì)胞的增殖分化及胎盤的血管形成等一系列過程均至關(guān)重要,反之則會(huì)導(dǎo)致各種病理性妊娠發(fā)生[2,5]。
2.1自然流產(chǎn) 自然流產(chǎn)的病理機(jī)制復(fù)雜,組織解剖異常、感染、內(nèi)分泌紊亂、基因以及免疫性因素等均可能引發(fā)流產(chǎn)。其中,免疫性因素一般是指胚胎中攜帶的父系抗原不被母體免疫系統(tǒng)識(shí)別,導(dǎo)致排斥反應(yīng)而引起流產(chǎn)。人類早期妊娠時(shí)期,低比例的iDC和高比例的成熟DC通常與自然流產(chǎn)的發(fā)生密切相關(guān)[3,6]。孕酮可以使母胎免疫界面維持較高數(shù)量的DC-SIGN+細(xì)胞,從而有利于維持母胎免疫耐受,而米非司酮影響孕酮作用導(dǎo)致DC-SIGN+細(xì)胞減少,啟動(dòng)免疫排斥反應(yīng)誘發(fā)流產(chǎn)[7]。長非編碼RNA-DC僅在人的DC中表達(dá),并通過促進(jìn)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子(signal transduction and activator of transcription,STAT)3磷酸化誘導(dǎo)DC分化和成熟[8]。近年研究表明,成熟DC可通過長鏈非編碼RNA-DC過表達(dá),提高磷酸化的STAT3水平和金屬蛋白酶組織抑制劑-1/基質(zhì)金屬蛋白酶9以及金屬蛋白酶組織抑制劑-2/基質(zhì)金屬蛋白酶2比值,進(jìn)而抑制滋養(yǎng)細(xì)胞侵襲,導(dǎo)致流產(chǎn)[8]。
免疫性因素是部分復(fù)發(fā)性流產(chǎn)(recurrent abortion,RA),尤其是不明原因復(fù)發(fā)性自然流產(chǎn)(unexplained recurrent spontaneous abortion,URSA)患者多次自然流產(chǎn)的重要原因。研究表明,成熟DC在正常孕婦蛻膜中散在分布,而在同孕周RA患者中呈特異性成簇分布,表明其可能在RA的發(fā)病中起一定作用[9]。目前認(rèn)為,RA的免疫學(xué)機(jī)制可能為蛻膜iDC接觸到炎癥因子或感染病原菌后,經(jīng)刺激分化發(fā)育為成熟DC;隨后,成熟DC進(jìn)一步激活初始T細(xì)胞增殖,誘導(dǎo)局部免疫發(fā)生,使Th1/Th2細(xì)胞平衡狀態(tài)被打破,形成偏向Th1型的異常免疫狀態(tài),導(dǎo)致排斥反應(yīng)進(jìn)而引起流產(chǎn)[10]。
此外,URSA患者蛻膜組織中的一種C型凝集素受體——DC-SIGN的蛋白和信使RNA表達(dá)顯著降低,而Toll樣受體(Toll-like receptor,TLR)2和TLR4的表達(dá)顯著升高;目前研究已證實(shí),TLR可以使DC-T細(xì)胞共培養(yǎng)中Th1/Th2細(xì)胞失衡,因此URSA的發(fā)病機(jī)制可能是蛻膜DC-SIGN與TLR的平衡趨向于TLR顯性反應(yīng),破壞了母胎免疫耐受狀態(tài),導(dǎo)致自然流產(chǎn)的發(fā)生[11]。
目前,DC亞群分化異常在URSA發(fā)病中的具體作用尚不完全清楚。有研究表明,miR-6875-5p表達(dá)升高,可進(jìn)一步抑制STAT3信號(hào)通路,從而降低漿細(xì)胞樣DC(plasmacytoid dendritic cell,pDC)亞群分化;而miR-23a-3p表達(dá)降低,則可進(jìn)一步促進(jìn)STAT5B信號(hào)通路,增加經(jīng)典DC亞群分化[12]。上述兩個(gè)信號(hào)通路在DC的發(fā)育和分化過程中的調(diào)控作用十分重要,因此DC亞群偏移可能是URSA發(fā)生的重要原因[12]。
綜上,成熟DC比例過高與自然流產(chǎn)的發(fā)生密切相關(guān);同時(shí),RA的發(fā)病可能與蛻膜局部iDC異常發(fā)育為成熟DC,導(dǎo)致成熟DC比例過高,局部免疫耐受被破壞有關(guān);此外,蛻膜DC-SIGN與TLR的穩(wěn)態(tài)失衡以及DC亞群分化異常也可能與URSA的發(fā)病有關(guān)。
2.2先兆子癇 先兆子癇的發(fā)病與母體、胎盤和胎兒等均密切相關(guān),目前公認(rèn)的與先兆子癇發(fā)病相關(guān)的重要機(jī)制有血管痙攣、內(nèi)皮細(xì)胞激活、升壓反應(yīng)增加和血管生成等,然而,目前尚無任何單一因素可解釋所有先兆子癇發(fā)病的病因和機(jī)制,其中母體免疫功能異常所引起的滋養(yǎng)細(xì)胞的侵入不足和內(nèi)皮功能障礙是其重要原因,而包括子宮NK細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、DC等在內(nèi)的蛻膜免疫細(xì)胞均影響滋養(yǎng)細(xì)胞的浸潤[13]。
先兆子癇患者蛻膜中的成熟和iDC密度較高,同時(shí)蛻膜中可趨化DC和巨噬細(xì)胞的CC趨化因子配體2、CC趨化因子配體4、CC趨化因子配體7的表達(dá)增加,且可特異性募集DC的CC趨化因子配體20表達(dá)也增加[14]。在免疫學(xué)上,炎癥環(huán)境中的上述促DC募集的趨化因子表達(dá)增加會(huì)導(dǎo)致DC在蛻膜局部的過度募集;同時(shí),iDC被局部異常的炎癥信號(hào)激活并進(jìn)一步分化為成熟DC,隨后遷移至外周淋巴結(jié),呈遞抗原、激活并誘導(dǎo)T細(xì)胞募集至炎癥部位,介導(dǎo)免疫反應(yīng),從而破壞免疫耐受狀態(tài)[14]。在非炎癥環(huán)境中,DC對自身抗原和凋亡細(xì)胞的吞噬會(huì)激活一系列復(fù)雜信號(hào)通路,最終抑制DC成熟,并激活Treg細(xì)胞誘導(dǎo)母胎局部的免疫耐受[15]。與巨噬細(xì)胞對滋養(yǎng)細(xì)胞侵入的直接抑制作用不同,蛻膜DC可通過將信號(hào)傳遞給其他免疫細(xì)胞的方式發(fā)揮間接抑制作用,故有學(xué)者認(rèn)為,先兆子癇患者蛻膜中DC密度增加可能只是先兆子癇導(dǎo)致的結(jié)果,而不是先兆子癇發(fā)病的真正原因。此外,先兆子癇患者蛻膜中長鏈非編碼RNA-DC和磷酸化的STAT3過度表達(dá),導(dǎo)致DC過度成熟,Th1細(xì)胞增多,這也可能是先兆子癇患者蛻膜中DC密度增加的原因[16]。
此外,正常妊娠中,Treg細(xì)胞擴(kuò)增的免疫細(xì)胞群主要以免疫抑制性Helios-誘導(dǎo)產(chǎn)生的適應(yīng)性Treg細(xì)胞為主;而先兆子癇患者的Treg細(xì)胞穩(wěn)態(tài)發(fā)生改變,表現(xiàn)為Helios-適應(yīng)性Treg細(xì)胞擴(kuò)增減少,而Helios+自然Treg細(xì)胞彌補(bǔ)性增加[17]。先兆子癇患者DC表達(dá)CD83、CD80、CD86的水平和DC分泌的白細(xì)胞介素-23水平明顯高于正常孕婦,且DC與不同細(xì)胞因子共同培養(yǎng)時(shí),對CD4+T細(xì)胞向Th1/Th17細(xì)胞的分化也有較強(qiáng)的促進(jìn)作用,提示DC表型和功能的改變可能促進(jìn)Th1和Th17細(xì)胞在先兆子癇的異常平衡[18]。此外,有研究報(bào)道,先兆子癇患者外周血CD4+T淋巴細(xì)胞中CD4+CD25+T細(xì)胞的平均比值和Treg細(xì)胞標(biāo)志物叉頭框蛋白P3的表達(dá)水平明顯低于正常妊娠者,且外周血CD4+CD25+叉頭框蛋白P3+Treg細(xì)胞相關(guān)抑制性細(xì)胞因子的比例和分泌減少,髓樣DC/pDC值升高,提示Treg和DC可能參與了子癇前期機(jī)體免疫抑制功能的下調(diào)[19]。
髓樣DC和pDC在先兆子癇中的作用尚未闡明。有研究者比較了未妊娠/妊娠女性和早發(fā)/晚發(fā)先兆子癇患者外周血pDC、髓樣DC、NK細(xì)胞和Th17細(xì)胞的表達(dá),結(jié)果表明,早發(fā)性先兆子癇患者循環(huán)pDC水平明顯低于未妊娠及正常孕婦,提示pDC在早發(fā)性子癇前期發(fā)病機(jī)制中可能起一定的作用[20]。
綜上所述,DC在先兆子癇妊娠患者蛻膜中的浸潤可能是先兆子癇的發(fā)病原因之一,蛻膜中DC密度增加、長鏈非編碼RNA-DC過度表達(dá)、DC相關(guān)Treg細(xì)胞自身穩(wěn)態(tài)失衡以及DC所介導(dǎo)的Th1/Th17細(xì)胞穩(wěn)態(tài)失衡等病理機(jī)制可進(jìn)一步導(dǎo)致母體免疫功能的異常,進(jìn)而引起滋養(yǎng)細(xì)胞的侵入不足和內(nèi)皮功能障礙,導(dǎo)致先兆子癇發(fā)生;然而,DC在先兆子癇發(fā)病過程中的機(jī)制尚不完全明確,雖然DC可能在諸多免疫調(diào)節(jié)過程中均發(fā)揮關(guān)鍵作用,但DC也可能僅是其中的免疫調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)之一,而不是先兆子癇發(fā)病的真正原因。
2.3HELLP綜合征 HELLP綜合征是以溶血、肝酶異常升高和血小板降低為主要臨床表現(xiàn)的妊娠期高血壓綜合征的嚴(yán)重并發(fā)癥,目前認(rèn)為其主要病因可能為母胎免疫耐受狀態(tài)被打破,母體對胎兒產(chǎn)生了免疫排斥反應(yīng)。研究表明,HELLP綜合征患者胎盤中的蛻膜DC表現(xiàn)為特殊的異常表型——iDC增加且成熟DC減少,推測其原因可能與HELLP綜合征患者滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡活性增加有關(guān),凋亡活性增加可進(jìn)一步使DC在成熟過程中更加傾向于表達(dá)耐受性表型[21]。此外,HELLP綜合征患者蛻膜形態(tài)學(xué)顯示,上述特有的“iDC高表達(dá)/成熟DC低表達(dá)”表型與CD56+NK細(xì)胞的定位存在密切關(guān)系[21]。鑒于蛻膜NK細(xì)胞在胎盤形成過程中的血管生成環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵中心調(diào)控作用[22],推測DC和NK細(xì)胞的特殊聯(lián)系可能是胎盤供血不足所致機(jī)體促血管生成的代償機(jī)制之一;另有研究表明,iDC和血管內(nèi)皮生長因子受體-1和2共表達(dá)于蛻膜中,這也是DC在上述代償性機(jī)制中起輔助作用的佐證[21,23]。
目前有關(guān)DC與HELLP綜合征免疫異常的相關(guān)研究較少,上述iDC異常增多、“iDC高表達(dá)/成熟DC低表達(dá)”表型與NK細(xì)胞在定位上的異常聯(lián)系以及蛻膜表達(dá)血管內(nèi)皮生長因子受體-1和2表達(dá)增多可能只是機(jī)體異常免疫反應(yīng)所導(dǎo)致的結(jié)果,而并非HELLP綜合征的真正病因,相關(guān)的機(jī)制仍有待進(jìn)一步深入研究。
2.4異位妊娠 異位妊娠多為輸卵管妊娠(viable tubal pregnancy,VTP),其發(fā)病原因主要為滋養(yǎng)層細(xì)胞異位侵入輸卵管管壁而非子宮內(nèi)膜,后果嚴(yán)重、影響深遠(yuǎn),最終可導(dǎo)致流產(chǎn)或輸卵管破裂,甚至可能危及母體生命安全。在正常宮內(nèi)妊早期,DC-SIGN+DC較多,與其他免疫細(xì)胞(如蛻膜NK細(xì)胞)相互作用,共同誘導(dǎo)免疫耐受狀態(tài),DEC-205+DC較少,而成熟CD83+DC幾乎不可見[23]。相比之下,VTP由于缺乏足夠的孕酮支持,其DC-SIGN+DC表達(dá)較少,容易發(fā)生流產(chǎn)[8]。此外,VTP輸卵管組織中的DC-SIGN+DC、DEC205+DC和CD83+DC數(shù)量以及組織形態(tài)與宮內(nèi)妊娠沒有明顯差別,且以類似方式參與母胎對話,然而,VTP中上述細(xì)胞主要分布于滋養(yǎng)層細(xì)胞與胎盤絨毛,而宮內(nèi)妊娠中DC-SIGN+DC主要分布在基質(zhì)內(nèi)的血管和蛻膜腺體周圍[5],造成兩者DC分布差異的原因可能是VTP中蛻膜缺乏使DC-SIGN+DC與胎盤絨毛接觸時(shí)間明顯提前[22]。鑒于VTP和宮內(nèi)妊娠的DC數(shù)量和組織形態(tài)無明顯差異,推測母胎界面子宮NK細(xì)胞的缺乏可能是VTP滋養(yǎng)細(xì)胞過度入侵的機(jī)制,子宮NK細(xì)胞的缺乏可直接導(dǎo)致DC與NK細(xì)胞相互作用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)的缺失,抑制T細(xì)胞的激活,從而抑制滋養(yǎng)層細(xì)胞的侵入[21]。
人類子宮內(nèi)膜中的淋巴樣細(xì)胞和髓樣細(xì)胞在提供免疫耐受、控制滋養(yǎng)層侵襲和介導(dǎo)血管重構(gòu)方面發(fā)揮著重要作用。輸卵管中的免疫細(xì)胞群尚未得到全面研究。有研究顯示,非妊娠輸卵管中存在CD3+(CD4+和CD8+)淋巴細(xì)胞、LIN1-HLADR+(CD123+和CD11c+)DC、單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和CD56dimCD16-NK細(xì)胞,而CD123+DC明顯多于CD11c+DC,且黃體中期CD11c+DC的數(shù)量明顯高于卵泡期;而異位妊娠患者輸卵管中CD45+白細(xì)胞、CD68+細(xì)胞和CD11c+DC的數(shù)量高于非妊娠患者黃體中期的輸卵管[24]。
2.5FGR FGR指胎兒在宮內(nèi)生長發(fā)育指標(biāo)未達(dá)到預(yù)期值的狀態(tài)。FGR可導(dǎo)致嚴(yán)重的并發(fā)癥,包括新生兒窒息、低體溫、低血糖和免疫缺陷等[25],甚至降低胎兒的短期存活率,并會(huì)影響兒童的運(yùn)動(dòng)技能、認(rèn)知和神經(jīng)心理健康[26]。盡管FGR影響兒童海馬區(qū)的發(fā)育,但有研究認(rèn)為FGR所致缺氧卻并不會(huì)影響FGR青少年的海馬依賴性學(xué)習(xí)記憶能力[27]。
目前FGR的原因及病理機(jī)制尚未完全清楚,有研究發(fā)現(xiàn),孕中期異常蛻膜化和母體免疫耐受失敗可能是FGR子宮胎盤病理的基礎(chǔ),且可能與DC有關(guān)[4]。妊娠合并重度FGR且子宮動(dòng)脈搏動(dòng)指數(shù)較高患者的組織病理學(xué)檢查結(jié)果顯示,子宮肌層血管轉(zhuǎn)化、間質(zhì)和血管內(nèi)絨毛外滋養(yǎng)層浸潤不足,且可觀察到與DC和T細(xì)胞相關(guān)的絨毛外滋養(yǎng)層凋亡體腔;此外,子宮動(dòng)脈搏動(dòng)指數(shù)增高的中期妊娠蛻膜組織組織病理學(xué)檢查結(jié)果顯示,蛻膜有較多的CD8+T細(xì)胞和成熟的CD83+DC[28]。
小鼠實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),如果DC上的孕激素受體受損,則保護(hù)妊娠的免疫細(xì)胞亞群(如CD4+CD8+Treg細(xì)胞)的產(chǎn)生減少,即孕激素介導(dǎo)的對胎兒的正常免疫耐受與DC相關(guān),DC功能結(jié)構(gòu)異??赡軐?dǎo)致胎盤發(fā)育不良和FGR[29]。另有研究顯示,F(xiàn)GR母體外周血中DC數(shù)量明顯減少,且激活水平下降,同時(shí)FGR胎盤中蛻膜DC激活和成熟標(biāo)志物的表達(dá)較低,由此推測,妊娠母體外周血及蛻膜中DC的激活減少可能對妊娠期間的血管發(fā)育產(chǎn)生負(fù)面影響,從而導(dǎo)致FGR[30]。
2.6妊娠肝內(nèi)膽汁淤積癥(intrahepatic cholestasis of pregnancy,ICP) 妊娠中晚期出現(xiàn)皮膚瘙癢、轉(zhuǎn)氨酶輕度升高,或伴有膽紅素輕度升高是妊娠ICP的臨床特征,產(chǎn)后癥狀迅速消失。ICP的病因目前尚不清楚,普遍認(rèn)為可能與遺傳因素、激素水平變化、免疫因素、環(huán)境因素等有關(guān)。目前,關(guān)于DC和Th17/Treg細(xì)胞參與先兆子癇和RA的研究較多,而有關(guān)ICP的研究較少。有研究報(bào)道,ICP患者胎盤中CD83+DC、白細(xì)胞介素-17的表達(dá)水平明顯高于正常孕婦,而蛻膜CD1a+DC、白細(xì)胞介素-35的表達(dá)水平明顯低于正常孕婦,血清CD83+DC和CD1a+DC水平與正常孕婦差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,提示DC通過改變表型和成熟狀態(tài)參與母胎免疫耐受的介導(dǎo),并可能通過影響Th17/Treg細(xì)胞的分化而引起ICP[31]。
母胎界面DC亞群正常的分布和分化、正確表型的表達(dá)及其成熟狀態(tài),是保證妊娠期胚胎“時(shí)空有序性”地完成植入、蛻膜化、胎盤形成等一系列生理過程的基礎(chǔ)。DC的主要功能是介導(dǎo)免疫耐受,而母胎免疫耐受過程是妊娠期貫穿始終的重要生理環(huán)節(jié)。因此,DC功能異??赡苤苯踊蜷g接導(dǎo)致自然流產(chǎn)、先兆子癇、HELLP綜合征、異位妊娠、FGR等病理性妊娠,上述不同病理性妊娠的發(fā)病機(jī)制均不同,但免疫耐受異常是其共同的病理機(jī)制之一,由DC介導(dǎo)或與DC相關(guān)的母胎免疫耐受異常均在其中起作用。但目前DC在病理性妊娠中的具體作用和機(jī)制尚未完全明確,其中對自然流產(chǎn)和先兆子癇的關(guān)注較多,對DC在其他類型病理性妊娠中的關(guān)注度較少。鑒于DC在母胎界面中重要作用,期待未來更多關(guān)于DC在病理性妊娠中作用機(jī)制的研究。