高彩虹,張 路,包洪初
(1.濱州醫(yī)學(xué)院第二臨床醫(yī)學(xué)院,山東 煙臺(tái) 264000 ;2.濰坊醫(yī)學(xué)院,山東 濰坊 261053 ;3.青島大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬煙臺(tái)毓璜頂醫(yī)院生殖醫(yī)學(xué)科,山東 煙臺(tái) 264001)
慢性子宮內(nèi)膜炎(chronic endometritis,CE)是一種以子宮內(nèi)膜間質(zhì)漿細(xì)胞浸潤為特征的持續(xù)性慢性炎癥,其通常無癥狀或僅表現(xiàn)為輕微癥狀,包括異常子宮出血、白帶異常、性交痛和盆腔疼痛等。除卵母細(xì)胞和胚胎質(zhì)量等因素外,子宮內(nèi)膜異常也是影響胚胎著床的重要原因[1]。CE 由于子宮內(nèi)膜腔內(nèi)微生物感染或失調(diào),誘導(dǎo)了免疫細(xì)胞及免疫因子的異常表達(dá),引發(fā)了子宮內(nèi)膜的異常免疫反應(yīng),這可能是引起反復(fù)植入失敗、復(fù)發(fā)性流產(chǎn)的原因之一[2]。目前認(rèn)為CE的主要病因是微生物感染,病原體多為鏈球菌、大腸埃希菌和糞腸桿菌,其次為支原體。但也有研究者認(rèn)為,在CE 不孕患者中,即使沒有檢測到病原體,子宮的免疫環(huán)境也發(fā)生了改變,因此從免疫學(xué)角度來看,可將CE 定義為由子宮內(nèi)膜慢性炎癥引起的繼發(fā)性免疫缺陷狀態(tài)[3]。本文綜述了CE 與菌群失調(diào)及免疫失衡之間關(guān)系的研究進(jìn)展。
長期以來,人們普遍認(rèn)為健康狀態(tài)下的宮腔是無菌的,宮頸黏膜系統(tǒng)提供了一個(gè)不可滲透的屏障,防止細(xì)菌從陰道上升。近年來,越來越多的研究已證明健康女性的子宮內(nèi)膜中普遍有微生物定植。Mitchell等[4]首次通過分子生物學(xué)的方法檢測了58 例行子宮切除術(shù)女性的陰道及宮腔微生物群,結(jié)果顯示95%(55/58)的宮腔樣本中存在細(xì)菌,最常見的菌種為惰性乳桿菌,其次是普雷沃菌和卷曲乳酸桿菌。一些研究顯示,乳桿菌是子宮內(nèi)膜中的主要菌群,代表著健康的宮內(nèi)環(huán)境,在胚胎著床及早期胚胎發(fā)育過程中具有積極影響。Moreno 等[5]分析了35 例來自生育女性的子宮內(nèi)膜液樣本,發(fā)現(xiàn)乳桿菌屬是最穩(wěn)定的菌屬(71.1%),其次是加德納菌屬、雙歧桿菌屬、鏈球菌屬和普氏菌屬(分別為12.6%、3.7%、3.2% 和0.9%),并且將子宮內(nèi)膜微生物群分為乳桿菌為主的微生物群(LD,>90% 乳桿菌屬)和非乳桿菌為主的微生物群(NLD,<90% 乳桿菌屬和>10% 其他細(xì)菌),發(fā)現(xiàn)試管嬰兒(IVF)患者中NLD 組的胚胎著床率、妊娠率、持續(xù)妊娠率以及活產(chǎn)率均明顯低于LD 組,尤其是當(dāng)NLD 組中加德納菌屬和鏈球菌屬比例較高時(shí),對妊娠結(jié)局的負(fù)面影響更為顯著。Kyono 等[6]沿用Moreno 等[5]的子宮內(nèi)膜微生物群分類方法,對79 例采用體外受精技術(shù)治療的不孕癥女性和7 例健康女性的子宮內(nèi)膜液微生物群進(jìn)行研究,結(jié)果顯示不孕癥女性子宮內(nèi)膜中NLD 占比均較健康女性高,并且將乳酸桿菌在子宮內(nèi)膜的水平提高到>90% 時(shí)將有利于改善NLD 不孕患者的植入結(jié)果。然而,一些研究發(fā)現(xiàn),非乳酸桿菌也在健康的生育女性中占主導(dǎo)地位。Chen 等[7]發(fā)表的文章指出乳酸桿菌不再主導(dǎo)子宮內(nèi)膜環(huán)境,假單胞菌屬、不動(dòng)桿菌屬等是其中的重要組成部分。Winters 等[8]通過比較子宮內(nèi)膜與口腔、直腸、陰道、宮頸微生物的區(qū)別,發(fā)現(xiàn)子宮內(nèi)膜菌群主要為不動(dòng)桿菌屬、假單胞菌屬、管道桿菌屬和叢毛單胞菌科。最近,Sola-Leyva 等[9]為了研究年輕女性健康子宮內(nèi)膜的核心微生物組成,分析了7 名女性的子宮內(nèi)膜樣本,經(jīng)Meta-RNA 測序顯示,在子宮內(nèi)膜活檢中,肺炎克雷伯菌、肉毒梭菌和巴氏桿菌是最豐富的三種細(xì)菌,乳酸桿菌并非主要菌群。這些研究表明,健康女性的宮腔內(nèi)有微生物定植,而關(guān)于乳酸桿菌屬是否為子宮內(nèi)膜微生物群的“核心”菌屬尚存在爭議,有待我們進(jìn)一步探索。
子宮內(nèi)微生物的失衡被認(rèn)為是誘發(fā)CE 的主要原因,不同的CE 患者中可檢測出不同種類的子宮內(nèi)膜微生物群,常見的微生物有鏈球菌屬、大腸埃希菌屬、糞腸球菌屬、葡萄球菌屬等細(xì)菌。Liu 等[10]收集了130 名不孕女性的子宮內(nèi)膜組織,首次通過CD138 定量方法將其分為CE 組(n=12)和非CE 組(n=118)并分析了其子宮內(nèi)膜的微生物組成,發(fā)現(xiàn)CE 與非CE 患者宮腔中乳酸桿菌的相對豐度分別為1.89% 和80.7%,而包括普雷沃菌、加德納菌和厭氧球菌在內(nèi)的18 種致病菌在CE 患者中的豐度明顯增高。Chen等[11]的研究顯示,CE 組中放線菌和梭菌屬的相對豐度較高,非CE 組中變形菌門和酸桿菌門的相對豐度較高,加德納菌屬在CE 組和非妊娠組的相對豐度均較高,這與體外受精的負(fù)面結(jié)果顯著相關(guān)。Lozano 等[12]在分析CE 和非CE 患者的陰道和子宮內(nèi)膜標(biāo)本時(shí)發(fā)現(xiàn)CE 患者的宮腔微生物多樣性明顯高于非CE 患者,且CE 患者宮腔內(nèi)不以乳酸桿菌為主導(dǎo),加德納菌和雷氏菌的豐度升高,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CE 發(fā)病有關(guān)。與此同時(shí),Chen等[2]通過轉(zhuǎn)錄組及16S rRNA 測序發(fā)現(xiàn),與非CE 患者相比,CE 患者宮腔內(nèi)門桿菌和鞘氨醇單胞菌的豐度明顯增高,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引發(fā)宮腔內(nèi)免疫細(xì)胞和免疫分子的異常表達(dá),最終導(dǎo)致了不良妊娠結(jié)局。
人類子宮在生理狀態(tài)下含有大量的免疫細(xì)胞,如巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、自然殺傷(NK)細(xì)胞、T 淋巴細(xì)胞及B 淋巴細(xì)胞等。著床窗口期的子宮內(nèi)膜提供了一個(gè)富含多種細(xì)胞因子的微環(huán)境,通過促炎反應(yīng)和抗炎反應(yīng)高度調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的招募和滋養(yǎng)層細(xì)胞的遷移及侵襲,有助于組織重塑和新血管生成,從而有利于胚胎植入。CE 患者子宮內(nèi)膜不僅表現(xiàn)為漿細(xì)胞滲出,還表現(xiàn)為免疫環(huán)境的改變,這是由免疫細(xì)胞亞群數(shù)量的改變及異常的免疫分子引起的。
巨噬細(xì)胞表型的種類和數(shù)量在妊娠期間是不斷變化的,在圍植入期,蛻膜巨噬細(xì)胞以M1 型為主;當(dāng)滋養(yǎng)層黏附于子宮內(nèi)膜并侵入子宮間質(zhì)時(shí),蛻膜巨噬細(xì)胞開始向M1/M2 混合型轉(zhuǎn)變并持續(xù)至妊娠中期,參與子宮血管重塑,以建立充足的胎盤- 胎兒血液供應(yīng);當(dāng)胎盤發(fā)育完全后,蛻膜巨噬細(xì)胞以M2 型為主,以維持母體對胎兒的免疫耐受,保護(hù)胎兒發(fā)育直至分娩。M1 型巨噬細(xì)胞可分泌腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素(IL)-6、IL-1α 和IL-1β 等促炎細(xì)胞因子,從而誘導(dǎo)Th1型免疫反應(yīng)[13]。Tortorella 等[14]在研究CE 與月經(jīng)流出物中促炎因子之間的關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn),在64 名不孕患者中,36 名有組織學(xué)證實(shí)的CE組與對照組相比,CE 患者月經(jīng)流出物中IL-6、IL-1β和TNF-α 等促炎細(xì)胞因子的水平顯著增高,這提示CE 患者體內(nèi)的M1 型巨噬細(xì)胞的數(shù)量可能顯著增加,其分泌的促炎因子影響了子宮內(nèi)膜正常的免疫環(huán)境,這與反復(fù)移植失敗、復(fù)發(fā)性流產(chǎn)等不良妊娠結(jié)局有關(guān)。CD68 陽性可作為巨噬細(xì)胞的篩選指標(biāo),CD163 是M2型巨噬細(xì)胞的分子標(biāo)志。Li 等[3]研究發(fā)現(xiàn)CE 患者子宮內(nèi)膜組織中CD68 陽性的巨噬細(xì)胞數(shù)量高于非CE患者,而CE 與非CE 患者中CD163 陽性的M2 型巨噬細(xì)胞數(shù)量的表達(dá)無顯著差別。因此,推測CE 患者子宮內(nèi)膜中M1/M2 型巨噬細(xì)胞比例失常,巨噬細(xì)胞的極化偏向M1 型巨噬細(xì)胞數(shù)量增加。
NK 細(xì)胞是先天免疫系統(tǒng)的核心部分,對維持正常組織的內(nèi)穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要。子宮內(nèi)膜自然殺傷(uNK)細(xì)胞的主要表型為CD56brightCD16-,與外周血自然殺傷(pNK)細(xì)胞中的CD56dimCD16+相區(qū)別,高水平的CD16 與NK 細(xì)胞的高細(xì)胞毒性相一致[15]。CD56brightCD16-的uNK 細(xì)胞幾乎沒有細(xì)胞毒性,在月經(jīng)分泌期和胚胎著床期,uNK 細(xì)胞可以通過分泌細(xì)胞因子,在子宮內(nèi)膜中形成一個(gè)前侵襲環(huán)境,從而促進(jìn)螺旋動(dòng)脈重塑,支持滋養(yǎng)細(xì)胞的植入[16]。許多研究報(bào)道,與非CE 患者相比,CE 患者分泌期子宮內(nèi)膜CD56brightCD16-的NK 細(xì)胞比例明顯降低,而CD56dimCD16+NK 細(xì)胞比例升高[15,17],推測CE 患者子宮內(nèi)膜NK 細(xì)胞亞型的改變可能影響了母胎界面的免疫平衡和胚胎著床。此外,每個(gè)月經(jīng)周期結(jié)束時(shí),uNK 細(xì)胞在調(diào)節(jié)子宮內(nèi)膜出血和清除衰老的蛻膜細(xì)胞方面也起著重要作用。最近的一項(xiàng)研究表明,反復(fù)流產(chǎn)患者經(jīng)血中子宮內(nèi)膜組織NK 細(xì)胞的含量明顯少于健康供者經(jīng)血中NK 細(xì)胞的含量[18],這表明測定經(jīng)血子宮內(nèi)膜中NK 細(xì)胞的含量作為一種了解子宮內(nèi)膜狀態(tài)的無創(chuàng)性方法是值得研究的。
B 淋巴細(xì)胞存在于整個(gè)月經(jīng)周期,主要位于子宮內(nèi)膜基底層,占子宮內(nèi)膜淋巴細(xì)胞總數(shù)不到5%。CE 患者體內(nèi)的大量B 淋巴細(xì)胞浸潤到子宮內(nèi)膜功能層和基底層,并通過腺體上皮進(jìn)入腺腔[1],子宮內(nèi)膜B 淋巴細(xì)胞升高考慮與宮腔內(nèi)微生物感染觸發(fā)免疫反應(yīng)有關(guān)。Kitay 等[19]研究發(fā)現(xiàn),脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)作為革蘭陰性菌外膜的主要成分,顯著誘導(dǎo)了子宮微血管內(nèi)皮細(xì)胞中的黏附分子選擇素-e 和趨化因子CXCL13,以及子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞中的CXCL1,這些黏附因子和細(xì)胞因子在子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞中異常表達(dá),參與了B 淋巴細(xì)胞的外滲和遷移,誘導(dǎo)循環(huán)B 淋巴細(xì)胞進(jìn)入子宮內(nèi)膜間質(zhì)及腺體區(qū)域,引起異常免疫反應(yīng)。B 淋巴細(xì)胞受抗原刺激后,可原位分化為子宮內(nèi)膜間質(zhì)漿細(xì)胞,表達(dá)多種免疫球蛋白(IgM、IgA1、IgA2、IgG1 和IgG2),其中以IgG2為主,這些免疫球蛋白的過量產(chǎn)生不利于胚胎著床[20]。
子宮內(nèi)膜T 淋巴細(xì)胞在CE 的發(fā)生過程中起重要作用。Li 等[3]發(fā)現(xiàn)CE 患者子宮內(nèi)膜中CD8+T 淋巴細(xì)胞的比例明顯增加,抗生素治療后CE 患者子宮內(nèi)膜中的CD8+T 淋巴細(xì)胞百分比明顯降低,因此推測CE患者體內(nèi)CD8+T 淋巴細(xì)胞比例的增加導(dǎo)致了免疫紊亂。CD4+T 淋巴細(xì)胞存在兩個(gè)主要亞群:Th1和Th2,而妊娠是由孕激素誘導(dǎo)的Th2為主導(dǎo)的狀態(tài),這會(huì)導(dǎo)致促炎細(xì)胞因子的數(shù)量減少,最終產(chǎn)生免疫耐受[21]。Kitazawa 等[22]利用流式細(xì)胞儀和免疫熒光法分析了CE 組與非CE 組的CD4+T 淋巴細(xì)胞譜,發(fā)現(xiàn)與非CE患者相比,CE 患者子宮內(nèi)膜CD4+細(xì)胞中的Th1細(xì)胞明顯增多,Th2細(xì)胞較少,并且隨著CD138+細(xì)胞數(shù)量的增加,Th1/Th2增高的趨勢更為顯著。此外,Th17/Treg 比例失衡也會(huì)對胚胎著床過程中的免疫適應(yīng)產(chǎn)生不利影響。Wang 等[23]收集了75 例復(fù)發(fā)性植入失敗的CE 患者以及75 例因男性因素不孕的患者進(jìn)行病例對照研究,發(fā)現(xiàn)CE 患者子宮內(nèi)膜細(xì)胞因子環(huán)境向Th17而非Treg 免疫轉(zhuǎn)移。在腸道微生物的研究中,研究人員證實(shí),LPS 可誘導(dǎo)Treg 數(shù)量減少、Th17和Th1數(shù)量增加[24]。在Chen 等[2]的研究中,Th17數(shù)量高的患者子宮內(nèi)膜菌群的LPS 合成相關(guān)通路顯著活躍,而LPS是革蘭陰性菌外膜的主要成分,這似乎說明了子宮內(nèi)膜微生物群與免疫細(xì)胞的數(shù)量和類型密切相關(guān)。
CE 患者子宮內(nèi)膜中促炎因子IL-17 表達(dá)上調(diào),抑炎因子IL-10 和轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)表達(dá)下調(diào),表明CE 狀態(tài)下局部細(xì)胞因子表達(dá)異常,說明了CE 不孕患者的子宮內(nèi)膜免疫反應(yīng)活性較高[15,24]。Robertson 等[25]將這些升高的促炎細(xì)胞因子定義為“胚胎毒性”細(xì)胞因子,并經(jīng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明,“胚胎毒性”細(xì)胞因子可以通過促凋亡和不良編程效應(yīng)損害胚胎,同時(shí)通過母體免疫反應(yīng)間接抑制子宮內(nèi)膜容受性。上述免疫細(xì)胞因子在子宮內(nèi)膜中的異?;顒?dòng)可能與子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞表達(dá)識(shí)別病原體的模式識(shí)別受體有關(guān),包括toll 樣受體(Toll-like receptor,TLRs)和nod樣受體(NOD-like receptor,NLRs),它們在保護(hù)機(jī)體免受病原體侵襲、組織適應(yīng)以及最終成功繁殖中發(fā)揮著重要作用。在子宮內(nèi)膜受到感染時(shí),子宮內(nèi)膜細(xì)胞上的TLR 家族可識(shí)別到感染的病原體并啟動(dòng)病原體相關(guān)分子模式,導(dǎo)致細(xì)胞因子(如IL-1b、IL-6 和IL-10)、TNF-α、趨化因子(如IL-8 和CCL5)和前列腺素E2的分泌[26],這些促炎因子的產(chǎn)生,創(chuàng)造了一種可導(dǎo)致胚胎損傷、反復(fù)植入失敗或自然流產(chǎn)的子宮內(nèi)膜免疫環(huán)境。
目前,CE 的診斷和治療仍存在爭議。宮腔鏡對CE 的診斷在判斷子宮內(nèi)膜外觀炎性表現(xiàn)方面有絕對優(yōu)勢,但不能代替組織染色,確診仍需子宮內(nèi)膜活檢。目前臨床工作中一般采用宮腔鏡定位取材后CD138 免疫組化聯(lián)合檢查,或診刮子宮內(nèi)膜進(jìn)行HE染色聯(lián)合CD138 免疫組化來提高CE 的診斷率[1]。診斷CE 的金標(biāo)準(zhǔn)目前仍為發(fā)現(xiàn)子宮內(nèi)膜間質(zhì)漿細(xì)胞的浸潤。由于漿細(xì)胞的準(zhǔn)確識(shí)別和計(jì)數(shù)受到各種因素的干擾,如染色不充分、子宮內(nèi)膜保存不當(dāng)?shù)?,因此大量研究正在探索新的有關(guān)CE 的評判體系[21]。近年來,為了提高CE 的檢出率,增加了包括漿細(xì)胞標(biāo)志物CD38、MUM-1 在內(nèi)的細(xì)胞標(biāo)志物的免疫組化染色方法。Cicinelli 等[27]將193 份子宮內(nèi)膜標(biāo)本通過組織學(xué)、CD138 和MUM-1 免疫組化進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)CD-138 和MUM-1 免疫組化的敏感性和特異性分別為89.13%、79.59% 和93.48%、85.03%,認(rèn)為MUM-1 在個(gè)體樣本的配對比較中比CD138 具有更高的信度,推測MUM-1 可能代表一種新的標(biāo)志物用于診斷CE。目前臨床上普遍認(rèn)為積極治療CE 可以改善患者的生殖預(yù)后,但治療方法的選擇差異較大。CE的治療方案包括抗生素抗感染、內(nèi)膜刺激、宮腔灌注、干細(xì)胞和免疫治療等??股厥悄壳爸委烠E 使用最廣泛的藥物,但抗生素的選擇、劑量和療程并無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。此外,由于致病微生物的不確定性,抗生素治療CE 的預(yù)后是值得懷疑的。最近的一項(xiàng)回顧性研究顯示,17.6% 的CE 患者在接受抗生素治療后子宮內(nèi)膜間質(zhì)仍有漿細(xì)胞浸潤[28]。這似乎表明,抗生素不能有效治療所有的CE 患者,可能還存在其他一些機(jī)制導(dǎo)致子宮內(nèi)膜漿細(xì)胞浸潤。目前,關(guān)于CE 的治療已經(jīng)開始轉(zhuǎn)向免疫學(xué)領(lǐng)域。Konoplya 等[29]通過低強(qiáng)度激光照射血液糾正CE 患者的免疫紊亂,從系統(tǒng)和局部水平的免疫狀態(tài)指標(biāo)分析來看,與單純藥物治療相比,使用低強(qiáng)度激光照射血液能更可靠地糾正免疫紊亂。Kovaleva 等[30]在治療CE 中使用低強(qiáng)度超聲的物理治療方法,發(fā)現(xiàn)可以顯著改善盆腔內(nèi)的血流動(dòng)力學(xué)。Sfakianoudis 等[31]在一份病例報(bào)告中介紹了一名通過宮腔鏡檢查、微生物分析和掃描電子顯微鏡診斷為CE 的女性,在抗生素治療之后,接受了新的胚胎移植,但隨后流產(chǎn);在采用第二個(gè)抗生素方案治療之后,CE依然未得到治愈,而該患者接受了自體、宮內(nèi)富含血小板的血漿治療后,發(fā)現(xiàn)CE 得到了治愈,隨后的胚胎移植結(jié)局是雙胎妊娠和分娩。因此認(rèn)為富含血小板的血漿可用作CE 的一線治療,特別是對于采用常規(guī)抗生素方案治療無效的患者。雖然這些治療均帶有一定的經(jīng)驗(yàn)性與嘗試性,但它們是改善子宮內(nèi)膜免疫環(huán)境的新探索。
綜上所述,CE 的臨床癥狀不明顯或較輕微,主要病因認(rèn)為是微生物感染,但越來越多的研究顯示CE 可能不是單純的子宮內(nèi)膜微生物感染,而是與子宮內(nèi)膜免疫環(huán)境失調(diào)有關(guān),未來的研究將集中在如何利用分子測序技術(shù)、流式細(xì)胞學(xué)等新技術(shù)更好地研究CE 的微生物群特征及子宮內(nèi)膜免疫環(huán)境的變化,從而找到CE 的發(fā)病原因,提高子宮內(nèi)膜容受性,最終改善妊娠結(jié)局。