張明瑋,漆倩榮,謝青貞
由于陰道的自凈作用、宮頸口的關(guān)閉以及宮頸黏液栓的作用,傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為宮腔內(nèi)是一個(gè)“無菌環(huán)境”。但近年隨著16S核糖體核糖核酸(16S rRNA,是細(xì)菌核糖體30S小亞基的組成部分之一)測(cè)序技術(shù)和微生物組學(xué)的發(fā)展,宮腔內(nèi)存在微生物菌群定植已得到廣泛認(rèn)可[1-4]。多數(shù)研究認(rèn)為,宮腔微生物來源于陰道菌群的上行傳播,宮腔微生物與陰道菌群存在相關(guān)性,是以乳桿菌為主導(dǎo)(Lactobacillusdominated microbiota)的菌群[2,5]。研究發(fā)現(xiàn)宮腔微生物多樣性和均勻度等都比陰道高[6],并觀察到宮腔微生物與陰道微生物的同步變化[3]。然而也有研究認(rèn)為,宮腔內(nèi)有其獨(dú)立且特異的細(xì)菌定植,與陰道菌群截然不同。研究發(fā)現(xiàn),表皮桿菌、大腸桿菌、葡萄球菌、不動(dòng)桿菌、鏈球菌、棒狀桿菌、克隆桿菌及叢毛單胞菌等是宮腔核心微生物的一部分,與陰道的菌落負(fù)荷無相關(guān)性[7-8]。
目前研究表明,宮腔微生物的狀態(tài)和組成易受月經(jīng)周期、激素、飲食和運(yùn)動(dòng)等因素影響。當(dāng)宮腔微生物組成改變、致病菌豐度增加時(shí),細(xì)菌毒素分泌增多、細(xì)胞因子分泌、宮腔微環(huán)境改變,趨化免疫細(xì)胞導(dǎo)致免疫紊亂,進(jìn)而影響生殖健康,與慢性子宮內(nèi)膜炎(chronic endometritis,CE)、胚胎反復(fù)植入失?。╮ecurrent implantation failure,RIF)、子宮內(nèi)膜異位癥(endometriosis,EMs)、妊娠失敗和宮腔粘連(intrauterine adhesion,IUA)等疾病的發(fā)生發(fā)展有關(guān),但具體機(jī)制尚未闡明。而研究發(fā)現(xiàn)持續(xù)性CE患者的胚胎著床率、臨床妊娠率和活產(chǎn)率較可治愈CE患者及健康婦女明顯降低[9];且給予益生菌治療后,菌群紊亂患者的宮腔微生物可恢復(fù)以乳桿菌為主導(dǎo)狀態(tài)[10],或可改善生殖結(jié)局。因此,探討致病菌異常增殖的原因及其治療方法對(duì)改善患者的生殖預(yù)后尤為重要。本文就宮腔微生物與女性生殖健康疾病的最新研究進(jìn)展以及宮腔微生態(tài)失調(diào)的治療作一綜述。
傳統(tǒng)的微生物檢測(cè)依賴于微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng),并以染色、培養(yǎng)、鑒定為主,但受限于細(xì)菌對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境的嚴(yán)格要求、培養(yǎng)基的狀態(tài)和培養(yǎng)過程中潛在污染等因素影響,既往的培養(yǎng)法常無法滿足培養(yǎng)條件而無結(jié)果。而分子生物學(xué)方法(包括核酸雜交技術(shù)和聚合酶鏈反應(yīng))受限于引物特異性不強(qiáng)的缺點(diǎn),極易出現(xiàn)假陽性結(jié)果。
16S rRNA基因是細(xì)菌上編碼rRNA相對(duì)應(yīng)的DNA序列,存在于所有細(xì)菌的基因組中,包括保守區(qū)和可變區(qū)。16S rRNA測(cè)序技術(shù)利用MiSeq對(duì)其V3-V4高度可變區(qū)進(jìn)行測(cè)序,然后與基因文庫比對(duì),從而得到不同患者宮腔微生物群的物種構(gòu)成。目前16S rRNA測(cè)序技術(shù)已大量應(yīng)用于臨床微生物診斷,但不同研究得到的結(jié)果仍存在部分差異,對(duì)宮腔微生物組成尚未達(dá)成統(tǒng)一。
現(xiàn)有的研究一般由醫(yī)療專業(yè)人員或個(gè)人自我收集進(jìn)行取樣,并需在嚴(yán)格的無菌條件下進(jìn)行,以防止周圍環(huán)境(如皮膚、手、灰塵、衣服)的污染[11]。一般選擇在宮腔鏡手術(shù)中、子宮內(nèi)膜分泌期刮取子宮內(nèi)膜樣本或抽取子宮內(nèi)膜液進(jìn)行取樣。樣本采集后,一般經(jīng)過簡(jiǎn)單處理即置于-80 ℃冰箱中儲(chǔ)存。同時(shí)設(shè)置空白或陰性對(duì)照來排除DNA處理和文庫制備中潛在的細(xì)菌污染[3],進(jìn)而提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
現(xiàn)有研究表明宮腔微生物的組成隨著年齡、激素水平等生理因素的影響處于持續(xù)動(dòng)態(tài)變化中[3],菌群失調(diào)與生殖健康疾病的病理變化密切相關(guān)。宮腔微環(huán)境改變影響子宮內(nèi)膜狀態(tài),輕者導(dǎo)致胚胎著床失敗[12],重者導(dǎo)致CE、RIF、EMs和IUA的發(fā)生。不同疾病患者的宮腔微生物組成及各類微生物的豐度均存在差異[2],這些改變可以影響疾病的發(fā)生、發(fā)展,因此闡明已知研究中的菌群失調(diào)及糾正失調(diào)的方法對(duì)改善患者生殖結(jié)局至關(guān)重要。
2.1 CECE是由致病菌在宮腔增殖感染并占優(yōu)勢(shì)地位所引起的一種持續(xù)性子宮內(nèi)膜炎癥,在不同人群中CE的發(fā)病率為2.8%~67.6%[13]。Liu等[14]發(fā)現(xiàn)非慢性子宮內(nèi)膜炎(non-chronic endometritis,NCE)與CE患者宮腔中乳桿菌相對(duì)豐度分別為80.7%和1.89%,且CE患者宮腔中卷曲乳桿菌豐度較低,而包括普雷沃菌、加德納菌和厭氧球菌在內(nèi)的18種致病菌豐度明顯增高。Lozano等[15]發(fā)現(xiàn)CE患者的宮腔微生物多樣性明顯高于NCE患者,且CE患者宮腔中加德納菌和青枯菌豐度升高。此外,Wang等[3]發(fā)現(xiàn),CE大鼠宮腔中普雷沃菌和梭狀芽胞桿菌更豐富,且移植普雷沃菌至大鼠陰道可成功構(gòu)造CE大鼠模型。因此,認(rèn)為CE患者宮腔內(nèi)有益菌與致病菌比例的失調(diào)與其發(fā)病有關(guān)。與此同時(shí),Li等[16]發(fā)現(xiàn)使用抗生素治療后,CE患者宮腔中的免疫細(xì)胞比例較用藥前明顯下降。Chen等[17]通過轉(zhuǎn)錄組及16S rRNA測(cè)序發(fā)現(xiàn),與NCE患者相比,CE患者宮腔門桿菌和鞘氨醇單胞菌豐度明顯增高,兩者通過干擾子宮內(nèi)膜中的碳水化合物代謝和脂肪代謝過程來調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的趨化。上述研究均提示宮腔微生物紊亂、免疫狀態(tài)的改變均與CE發(fā)生有關(guān)。
隨著抗生素濫用、耐藥菌等情況的日益嚴(yán)峻,持續(xù)性CE隨之出現(xiàn)。持續(xù)性CE是指在連續(xù)2個(gè)抗生素療程后,子宮內(nèi)膜活檢仍為陽性的CE患者,與頑固性耐藥致病菌豐度異常增高有關(guān)。Haggerty等[18]發(fā)現(xiàn),持續(xù)性CE與宮腔中淋病奈瑟菌和衣原體的異常增多有關(guān),且該類患者的生殖結(jié)局明顯較差[9]。因此對(duì)宮腔中異常增殖的微生物進(jìn)行特異性治療可能為此類患者提供新的治療思路。
2.2 RIF目前體外受精-胚胎移植(in vitro fertilization and embryo transfer,IVF-ET)已廣泛應(yīng)用于不孕癥治療,而不明原因RIF已成為影響IVF成功的重要因素,大量研究證實(shí),宮腔微生物的組成對(duì)IVF成功及胚胎著床有重要影響[6,10,19-21]。闡明RIF患者宮腔微生物群及代謝組學(xué)紊亂對(duì)提高IVF成功率,改善生殖結(jié)局具有重要意義。Fu等[19]發(fā)現(xiàn),RIF患者宮腔微生物種類明顯比IVF成功者更豐富,且37種微生物代謝產(chǎn)物在2組間存在顯著差異,其中能影響胚胎著床及蛻膜化的甘油磷脂代謝物、影響妊娠結(jié)局的苯唑吡喃在RIF患者含量明顯較低。Kitaya等[6]發(fā)現(xiàn),RIF患者的宮腔仍以乳桿菌為主,但伯克霍爾德菌和加德納菌豐度增高,且微生物多樣性增高。上述研究表明,RIF患者多存在宮腔微生態(tài)異常及相應(yīng)代謝組學(xué)的變化,以乳桿菌為主導(dǎo)菌群的消失及有益代謝物的減少均與RIF發(fā)病有關(guān),但具體機(jī)制仍不明確,有待進(jìn)一步探索。
2.3 EMsEMs是危害女性生育功能的常見婦科疾病,其發(fā)病機(jī)制尚存在爭(zhēng)議[22],與基因、免疫激活、激素水平變化、微生物和飲食習(xí)慣均有一定關(guān)系[22-25]。近年“細(xì)菌污染”學(xué)說得到了越來越多證據(jù)的支持[26],有無EMs患者的宮腔微生物組成明顯不同[23]。EMs患者宮腔以假單胞菌和不動(dòng)桿菌為標(biāo)志性菌株,其菌落物種豐富度自陰道至上生殖道逐漸增高[27]。Hernandes等[28]發(fā)現(xiàn),EMs患者宮腔主要由乳桿菌、加德納菌、鏈球菌和普雷沃菌組成,而異位病灶區(qū)則含有較少的乳桿菌,更為豐富的別樣希瓦氏菌(Alishewanella)、腸球菌和假單胞菌。Chang等[29]則發(fā)現(xiàn)EMs的宮頸黏液微生物群與健康人相比,有厚壁菌門增加而放線菌門和擬桿菌門減少的趨勢(shì)。Chen等[30]發(fā)現(xiàn),EMs患者的宮腔中,奇異菌屬增多。提示宮腔微生態(tài)紊亂與EMs的發(fā)病密切相關(guān)。
2.4 IUAIUA在1894年被初次報(bào)道,又稱Asherman綜合征,其病因多為宮腔內(nèi)的手術(shù)操作[31]。患者多在子宮前后壁形成纖維帶粘連,并伴有不同數(shù)量的白細(xì)胞浸潤(rùn)。Liu等[32]發(fā)現(xiàn),IUA患者的宮腔中乳桿菌和厚壁菌豐度明顯下降,放線菌、加德納菌和普雷沃菌則明顯升高。同時(shí),Qiu等[33]發(fā)現(xiàn),IUA患者宮腔中克雷伯菌、希瓦氏菌和乳桿菌的豐度均高于非IUA患者。Zhao等[1]則發(fā)現(xiàn),IUA患者宮腔厚壁菌豐度異常增高,血清中γ干擾素和白細(xì)胞介素6明顯增高。因此認(rèn)為IUA的發(fā)病與厚壁菌豐度變化、炎癥因子分泌增高密切相關(guān)。此外,Liu等[34]發(fā)現(xiàn),中重度IUA伴CE的患者宮腔轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(可促進(jìn)纖維化,抑制細(xì)胞外基質(zhì)降解)明顯高于IUA不伴CE者,而基質(zhì)金屬蛋白酶9(可以穩(wěn)定纖維化的標(biāo)志物)明顯低于IUA不伴CE者。上述研究表明,致病菌過度增殖能影響IUA患者子宮內(nèi)膜纖維化穩(wěn)態(tài),影響其術(shù)后恢復(fù)效果并加重IUA程度。
3.1 糾正宮腔微生物菌群紊亂的意義已有研究發(fā)現(xiàn)宮腔微生物組成是影響妊娠成功率的重要原因[35-36]。目前研究認(rèn)為,宮腔以乳桿菌為主導(dǎo)型菌群者的妊娠結(jié)局常優(yōu)于非乳桿菌為主導(dǎo)型(non Lactobacillusdominated microbiota)菌群者[10,12,21,35,37]。在乳桿菌中,惰性乳桿菌為妊娠早期宮腔代表細(xì)菌,在代謝組學(xué)上與子宮內(nèi)膜的防御機(jī)制、碳水化合物代謝和能量產(chǎn)生等功能有關(guān),而卷曲乳桿菌則在流產(chǎn)患者的宮腔中豐度較高,且其功能模式不穩(wěn)定,其中轉(zhuǎn)座子與插入元件多與DNA損傷修復(fù)及重組有關(guān)[5]。另外,雙歧桿菌等有益菌的代謝產(chǎn)物有利于乳桿菌存活,對(duì)妊娠結(jié)局也有益[20]。變形菌門和酸桿菌門與NCE患者成功妊娠有關(guān),而放線菌門和梭形菌門則與CE患者的妊娠失敗有關(guān)[38]。不孕患者宮腔加德納菌和鏈球菌豐度升高[37],一項(xiàng)前瞻性研究也證實(shí)血纖毛菌(Leptotrichia)、羊膜纖毛菌和陰道球菌與不孕有關(guān)[18]。另外,Kyono等[35]發(fā)現(xiàn),62%接受IVF-ET治療的不孕患者宮腔微生態(tài)存在異常。上述研究表明,以乳桿菌為主導(dǎo)型菌群有益于胚胎著床;而非乳桿菌為主導(dǎo)型菌群中的致病菌異常增殖,影響宮腔微環(huán)境,與不良妊娠結(jié)局有關(guān)。因此,糾正生殖健康疾病患者宮腔中的異常微生物增殖對(duì)改善上述患者的妊娠結(jié)局有重要意義。
3.2 臨床實(shí)踐中菌群失調(diào)的治療
3.2.1 抗生素 經(jīng)驗(yàn)性使用抗生素是臨床中最經(jīng)濟(jì)便捷的方法。研究發(fā)現(xiàn),使用抗生素加益生菌治療使53%不孕癥患者宮腔恢復(fù)以乳桿菌為主導(dǎo)狀態(tài)后,其妊娠率高于持續(xù)非乳桿菌為主導(dǎo)型者,肯定了抗生素的作用[10]。另有研究證實(shí),無論是經(jīng)驗(yàn)性用藥[39](強(qiáng)力霉素或左氧氟沙星)或個(gè)體化抗生素療法[40],抗生素治療均可達(dá)到改善、治愈CE以及提高妊娠率的效果[9]。Li等[16]發(fā)現(xiàn)CE患者宮腔中CD68+巨噬細(xì)胞、CD83+成熟樹突狀細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞和Foxp3+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞顯著升高;而在給予抗生素治療CE后,上述細(xì)胞的比例顯著降低。Song等[39]發(fā)現(xiàn),口服左氧氟沙星和替硝唑14 d的CE患者轉(zhuǎn)陰率明顯高于未用藥組。另一項(xiàng)研究也證實(shí)了使用強(qiáng)力霉素可以改善既往凍融胚胎移植失敗婦女的妊娠結(jié)局[9]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了抗生素的作用,Xu等[41]使用絲裂霉素C處理來自IUA小鼠的子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞和成纖維細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)絲裂霉素可以促進(jìn)G1期細(xì)胞進(jìn)入周期阻滯和細(xì)胞凋亡進(jìn)程,并能抑制Ⅰ型膠原的合成和分泌,從而減輕IUA中的子宮內(nèi)膜纖維化,這可能與抗生素糾正了IUA小鼠的菌群紊亂有關(guān)。上述研究表明抗生素治療菌群失調(diào)的療效是肯定的,但抗生素的規(guī)范、合理化應(yīng)用仍需深入探索。
3.2.2 益生菌/益生元 益生菌/益生元的主要成分是乳桿菌或雙歧桿菌,可以在抑制致病菌生長(zhǎng)的同時(shí),產(chǎn)生有利于有益菌存活的物質(zhì),從而改善菌群失調(diào),使子宮恢復(fù)以乳桿菌為主導(dǎo)狀態(tài)[42]。Kyono等[10]發(fā)現(xiàn),非乳桿菌為主導(dǎo)型患者使用益生菌加抗生素治療后,其宮腔成功恢復(fù)了以乳桿菌為主導(dǎo)狀態(tài),但后續(xù)的妊娠結(jié)局并無改善。Dizzell等[43]發(fā)現(xiàn),益生菌可改變?nèi)祟惷庖呷毕莶《?型所介導(dǎo)的屏障破壞,且雌激素結(jié)合乳桿菌可降低人類免疫缺陷病毒的易感性。因此,在充分考慮致病菌類型的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步探索新的益生菌是非常重要的。
3.2.3 微生物移植 微生物移植包括糞便微生物移植和陰道微生物移植等,其中陰道微生物移植是指將“健康”供體的宮頸陰道液轉(zhuǎn)移給旨在恢復(fù)為最有益微環(huán)境的患者。近年來微生物移植廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)中消化系統(tǒng)疾病、神經(jīng)精神系統(tǒng)疾病的治療以及環(huán)境科學(xué)中改善土壤質(zhì)量等不同領(lǐng)域,但目前陰道微生物移植應(yīng)用不多。Wang等[3]發(fā)現(xiàn)移植乳桿菌至SD大鼠的陰道,可顯著改善單獨(dú)移植產(chǎn)氣莢膜菌至大鼠陰道導(dǎo)致的宮腔內(nèi)組織炎癥因子升高、宮腔和陰道細(xì)菌生物量增高等CE癥狀?,F(xiàn)階段陰道微生物移植的研究大多在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中開展,且仍處于探索階段。
宮腔微生態(tài)失調(diào)與女性生殖健康密切相關(guān)。宮腔內(nèi)乳桿菌豐度降低及特殊致病菌豐度增加可誘導(dǎo)宮腔內(nèi)免疫失調(diào),進(jìn)而導(dǎo)致疾病以及妊娠失敗,嚴(yán)重危害育齡期婦女的生殖及心理健康。但目前的研究多集中在疾病發(fā)生后宮腔微生態(tài)失調(diào)及失調(diào)后微生物組成中,這就導(dǎo)致了各研究在研究對(duì)象、取樣方式、細(xì)菌檢測(cè)方法等的選擇上存在一定程度的差異,因而無法對(duì)現(xiàn)有的宮腔微生物結(jié)果進(jìn)行匯總分析而得到宮腔核心微生物群。因此,進(jìn)一步探討健康人群宮腔核心微生物群落以評(píng)估宮腔微生物紊亂,探究不同疾病與其獨(dú)特菌群組成間的關(guān)系,探索益生菌/益生元、陰道微生物移植治療菌群失調(diào)的效果,對(duì)提高育齡婦女生活質(zhì)量及改善其生殖預(yù)后具有重要意義。