子宮內(nèi)膜損傷后修復的研究進展

林娜成，李新安，胡婭莉

(1．東南大學醫(yī)學院，江蘇南京 210009;2．南京大學醫(yī)學院，江蘇 南京 210008;3．南京大學附屬南京市鼓樓醫(yī)院婦產(chǎn)科，江蘇南京 210008)

子宮內(nèi)膜修復障礙是女性宮腔粘連、閉經(jīng)、不孕的重要原因［1］，而針對重度子宮內(nèi)膜損傷修復障礙的治療方法有限。鑒于子宮在妊娠建立與維持方面不可替代的作用，深入研究子宮內(nèi)膜損傷后的結(jié)構(gòu)與功能修復的規(guī)律，探索可能的干預措施，對改善子宮內(nèi)環(huán)境、促進月經(jīng)恢復及提高妊娠率等具有重要的臨床意義。

1 創(chuàng)傷修復

正常成年機體的創(chuàng)傷修復過程非常規(guī)律，包括炎癥期、組織形成期、組織重建期3個短暫重疊的時期。大多數(shù)創(chuàng)傷修復為不完全再生，組織功能受損，形成瘢痕［2］。針對瘢痕的形成機制存在多種觀點，如細胞外基質(zhì)合成降解失衡、生長因子的調(diào)控不當及真皮“模板缺損”學說［3］。研究［4］發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)傷引起的真皮組織完整性、連續(xù)性的破壞以致真皮“模板”作用的缺失，可能是影響修復細胞功能、導致瘢痕形成的重要機制之一;真皮組織的三維結(jié)構(gòu)對修復細胞的功能趨向具有“模板”樣引導作用，它的結(jié)構(gòu)對成分具有“允許作用”，是組織結(jié)構(gòu)充分發(fā)揮“模板”作用的必要前提;細胞、細胞因子、細胞外基質(zhì)的變化及相互調(diào)控等諸多環(huán)節(jié)是修復的“中間過程”，而非始動因素和根本原因。對皮膚損傷修復的進一步研究［5］還發(fā)現(xiàn)，皮膚替代物的“模板”樣作用可支持宿主成纖維細胞的浸潤、新生血管形成和上皮化，這種替代物在臨床應用中可有效減少瘢痕形成、促進組織再生。

2 子宮內(nèi)膜的生理性修復

人類子宮內(nèi)膜在正常月經(jīng)周期中可實現(xiàn)周期性的完全再生。研究者［6］認為:雌、孕激素撤退，引發(fā)大量分子、細胞的級聯(lián)反應，導致內(nèi)膜功能層脫落和出血。其后，內(nèi)膜創(chuàng)面迅速再生修復、功能重建。其主要原因是內(nèi)膜基底層在月經(jīng)時并不脫落。由此推測，基底層的完整性、連續(xù)性在內(nèi)膜修復過程中可能起著類似真皮“模板”的重要作用，大量細胞、細胞因子及細胞外基質(zhì)共同參與了子宮內(nèi)膜的修復。

子宮內(nèi)膜修復的一個初始事件是上皮再生，為雌激素非依賴性。既往研究認為，子宮內(nèi)膜的新生表面上皮主要來自基底層的腺體殘端，功能層脫落后，上皮細胞由腺體頸部生長延伸，形成新的腔上皮。這個過程發(fā)生于月經(jīng)周期的第2～6天。然而，最新研究［7-8］發(fā)現(xiàn)，新生上皮細胞并非來自腺體殘端上皮的增殖延伸，而是來自暴露的基底層表面鄰近間質(zhì)細胞的分化，這些間質(zhì)細胞可能為子宮內(nèi)膜干/祖細胞。

上皮層完全愈合后，內(nèi)膜雌、孕激素受體高表達，間質(zhì)以雌激素依賴的方式進行修復［9］。在中性粒細胞、巨噬細胞等細胞以及多種細胞因子的局部精細調(diào)控下，間質(zhì)細胞增殖，成纖維細胞合成、重塑胞外基質(zhì)。

血管發(fā)生對子宮內(nèi)膜有效地修復再生、為胚胎植入提供血管化的容受性子宮內(nèi)膜非常重要。研究［6］認為內(nèi)膜血管發(fā)生至少分3個階段進行:月經(jīng)期，損傷血管修復過程與內(nèi)膜脫落、再上皮化同步進行，5 d內(nèi)即可修復，從而有效控制出血量;增殖期，血管發(fā)生為雌激素依賴性，主要通過延伸實現(xiàn)，伴隨功能層迅速生長;分泌期，血管結(jié)點增加，血管系統(tǒng)重建形成螺旋動脈，同時上皮下毛細血管叢生長。

內(nèi)膜血管發(fā)生受多重因素調(diào)節(jié)。卵巢分泌雌、孕激素可影響血管形成的模式及速度，直接、間接通過多種調(diào)節(jié)因子發(fā)揮促進或抑制作用。其中研究最為廣泛的是血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)，它在嚙齒類、靈長類及人類子宮內(nèi)膜均有表達，定位于間質(zhì)、腺上皮及中性粒細胞，可有力促進內(nèi)皮細胞增殖，增加血管通透性。Fan等［10］研究證實，應用 VEGF Trap(高親和力 VEGF阻斷劑)后，獼猴及小鼠子宮內(nèi)膜的新生血管形成受到抑制，而已有血管的生長不受影響，同時子宮內(nèi)膜的再上皮化延遲。

3 子宮內(nèi)膜損傷后修復障礙

臨床上，宮腔手術(shù)或感染一旦損傷子宮內(nèi)膜基底層，會導致上皮、間質(zhì)細胞再生障礙，新生血管形成受損，內(nèi)膜難以實現(xiàn)自我修復［11］。宮腔缺乏內(nèi)膜覆蓋，前后壁可發(fā)生纖維化、瘢痕化及粘連。早期病理研究［12］顯示:基底層損傷后，腺上皮被無活性的立方柱狀上皮替代，腺體稀疏且無活性或囊樣擴張，間質(zhì)被纖維組織大量替代，可發(fā)生鈣化或骨化。功能層與基底層不能辨別，代之以對激素無應答的單層上皮細胞，通常無血管。宮腔鏡下，粘連可分為內(nèi)膜粘連、肌纖維粘連、結(jié)締組織粘連。

既往研究［13］發(fā)現(xiàn)，成纖維細胞對合成、重建胞外基質(zhì)非常關(guān)鍵，傷口愈合晚期，成纖維細胞分化為可收縮的肌成纖維細胞，促進肌動蛋白表達。肌成纖維細胞啟動傷口收縮，分泌Ⅰ型膠原，導致瘢痕形成。與子宮內(nèi)膜異位癥相比，正常內(nèi)膜間質(zhì)細胞分化為較少的肌成纖維細胞，且膠原收縮性弱，不利于瘢痕形成。控制成纖維細胞活性，可能為減少內(nèi)膜瘢痕及粘連形成提供幫助。

纖溶系統(tǒng)在術(shù)后瘢痕組織及粘連形成中起重要作用。手術(shù)創(chuàng)傷誘發(fā)的炎癥反應滲出物富含纖維蛋白，纖維蛋白消退不充分將導致瘢痕［6］。人類子宮內(nèi)膜含有豐富的組織型纖溶酶原激活物(t-PA)、尿激酶纖溶酶原激活劑(u-PA)、纖溶酶原激活劑抑制劑(PAI)及其相應的受體［14］。月經(jīng)期活躍的纖溶系統(tǒng)發(fā)揮作用，降解沉積的纖維蛋白，防止內(nèi)膜瘢痕形成。PA與PAI失衡可能會導致瘢痕或粘連。

此外，缺血可能是內(nèi)膜修復障礙的因素之一。早期研究中，盆腔血管造影示粘連肌層血流量顯著減少，月經(jīng)過少或閉經(jīng)的患者血管甚至閉塞。內(nèi)膜血管化的改變致內(nèi)膜發(fā)育不良，胚胎容受性降低。也有研究認為，纖維化限制了子宮肌活動，使循環(huán)中到達內(nèi)膜的性激素減少，導致內(nèi)膜萎縮。

4 促進子宮內(nèi)膜損傷后修復的研究進展

如何采取有效措施治療子宮內(nèi)膜損傷及其并發(fā)癥，是臨床醫(yī)生關(guān)注的焦點，而治療策略的重點在于早期干預減少瘢痕形成、促進已損傷內(nèi)膜的修復再生，以實現(xiàn)子宮內(nèi)膜結(jié)構(gòu)和功能的恢復。

4．1 減少瘢痕形成

宮腔操作后早期干預，對有效防止粘連、減少瘢痕形成非常必要。除機械屏障如宮內(nèi)節(jié)育器和Foley帶氣囊導尿管、術(shù)后全身給予雌激素治療［11］外，新近發(fā)展的粘連屏障如透明質(zhì)酸膜、羊膜［15］引起研究者的注意。

透明質(zhì)酸(hyaluronic acid，HA)是胞外基質(zhì)、玻璃體液及關(guān)節(jié)滑液的一種天然成分，真皮細胞外基質(zhì)中HA含量較高可能與胎兒無瘢痕愈合有關(guān)［16］，局部應用HA被證實可防止術(shù)后粘連。Seprafilm?膜是由化學修飾的HA及羥甲基纖維素制成的生物可吸收防粘連膜［17］，將其植入人工流產(chǎn)后的婦女子宮內(nèi)，發(fā)現(xiàn)Seprafilm可在24 h內(nèi)轉(zhuǎn)化為親水凝膠，為創(chuàng)傷內(nèi)膜的再上皮化提供保護，顯著降低宮腔粘連發(fā)生率。ACP膠(Hyalobarrier?)由改良的HA制成，與天然HA相比，創(chuàng)面停留時間較長，且具有高黏著性。研究者［18］將ACP膠用于Asherman綜合征患者宮腔鏡下粘連松解術(shù)后，結(jié)果顯示，ACP膠可覆蓋整個宮腔，保持子宮前后壁至少72 h分離，術(shù)后3個月粘連發(fā)生率顯著降低。

最新研究［19］選取嚴重宮腔粘連致不孕的患者，宮腔鏡下粘連松解術(shù)后應用人類新鮮羊膜，使術(shù)后宮腔粘連程度顯著降低，妊娠率提高，提示羊膜有望成為減少粘連再形成、促進內(nèi)膜再生的有效輔助物質(zhì)，這還需要大規(guī)模多中心臨床試驗證實。

4．2 促進內(nèi)膜再生

目前促進組織再生的研究［2］主要包括支架材料的應用［20］、生長因子、基因療法、細胞療法(如干細胞的應用)、機械療法(如負壓吸引治療促進傷口愈合)或電療等。

4．2.1 支架材料 真皮再生“模板”［5］在臨床治療中可有效減少瘢痕形成、促進組織再生。理想的用于子宮內(nèi)膜損傷后修復的支架材料，應當起著類似真皮“模板”的重要作用，能夠引導細胞生長，促進內(nèi)膜形態(tài)結(jié)構(gòu)及功能恢復正常。

人工合成材料研究最多的是聚酯類支架材料，如聚乳酸PLA、聚乙醇酸PGA及兩者的共聚物PLGA等。早期研究中，曾用聚醚氨酯-丙膠酯共聚物(PU/PLLA)及聚四氟乙烯(PTFE)管狀支架進行大鼠子宮節(jié)段性置換，但術(shù)后宮腔粘連。由于聚酯類材料存在親水性差、機械強度不足、局部酸性產(chǎn)物累積等不足，研究者一方面探索對聚酯類材料進行表面修飾以改進其功能，同時也在積極尋找其他類型的支架材料。

天然生物材料如膠原［21］、脫細胞基質(zhì)［22］等因其具有良好的生物相容性而逐漸受到科研人員的重視。研究者［23］將兔子宮平滑肌細胞和間質(zhì)細胞分別與Ⅰ型膠原/基質(zhì)膠混合物混合后疊加，在間質(zhì)層上方接種上皮細胞，國內(nèi)外首次體外構(gòu)建含有平滑肌層的子宮模型。子宮體內(nèi)研究較少，研究者［24］以小腸黏膜下層脫細胞基質(zhì)(SIS)為支架，行兔子宮不同長度節(jié)段性置換，術(shù)后可見與正常子宮結(jié)構(gòu)相似的三層結(jié)構(gòu)，妊娠實驗6只兔中有3只妊娠，大樣本研究有待進行。

傳統(tǒng)材料可為新生組織提供機械支持，但不足以模擬細胞與基質(zhì)間復雜的相互作用。近年來，新一代“智能支架材料”［25］將具有生物功能的蛋白質(zhì)、多肽、酶及生長因子與三維結(jié)構(gòu)的生物材料相結(jié)合，進行分子生物學設(shè)計，以充分發(fā)揮材料的“模板”作用。Zhang等［26］生產(chǎn)了一種融合蛋白(CBD-VEGF)，它包括VEGF及纖連蛋白的一段膠原結(jié)合區(qū)域(collagenbinding domain，CBD)。將載有CBD-VEGF的膠原膜支架植入大鼠皮下，可顯著促進其血管化;將CBDVEGF用于大鼠急性心肌梗死模型，可有效減小瘢痕面積、促進心臟功能重建。

4．2.2 生長因子 研究表明，子宮內(nèi)膜中的生長因子可促進內(nèi)膜修復再生。如前所述，VEGF在子宮內(nèi)膜的新生血管形成及再上皮化中起著重要作用。堿性成纖維細胞生長因子(bFGF)及其受體(FGF-R1)在人類子宮內(nèi)膜腺上皮及間質(zhì)細胞均有表達，且在月經(jīng)周期的增殖期表達增加，而月經(jīng)過多女性內(nèi)膜FGF-R1水平顯著降低，提示FGF在子宮內(nèi)膜上皮和間質(zhì)修復中可能起著重要作用［27］。轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)廣泛參與調(diào)控細胞增殖、分化及胞外基質(zhì)重建，人類子宮內(nèi)膜TGF的mRNA及蛋白水平月經(jīng)期顯著升高，提示其與內(nèi)膜的局部修復有關(guān)［28］。肝細胞生長因子(HGF)以自分泌、旁分泌的形式參與小鼠子宮內(nèi)膜的重建［29］。

體外實驗中，HGF可促進子宮內(nèi)膜上皮細胞的增殖、遷移及腔上皮形成［30］。研究發(fā)現(xiàn)TGF、表皮生長因子(EGF)、血小板源性生長因子(PDGF-BB)等能夠促進體外培養(yǎng)的子宮內(nèi)膜上皮克隆生長，而bFGF、EGF等能夠促進體外培養(yǎng)的子宮內(nèi)膜間質(zhì)克隆生長［31］。

目前生長因子用于促進子宮內(nèi)膜修復的體內(nèi)實驗未見報道，由于全身應用生長因子存在著安全隱患，建立良好的生長因子控釋體系，使其作用于局部靶細胞至關(guān)重要。

4．2.3 細胞療法 隨著干細胞廣泛應用于皮膚、膀胱等組織損傷后修復，運用干細胞療法促進損傷后子宮內(nèi)膜再生將成為可能。

早年即有學者提出子宮內(nèi)膜顯著的增生能力可能源于子宮內(nèi)膜干細胞的存在。隨后多年的增殖實驗、臨床觀察和細胞克隆等研究均支持這一假說，Chan等［31］最先研究發(fā)現(xiàn)，極少數(shù)子宮內(nèi)膜上皮細胞(0.22%)和間質(zhì)細胞(1.25%)體外培養(yǎng)15 d可形成含細胞數(shù)大于50個的克隆。偶見大克隆含細胞數(shù)大于4 000個，細胞小且密集，核質(zhì)比率高，可傳代30～32代，具有高度的增殖潛能，提示來源于子宮內(nèi)膜干細胞。進一步研究［32］提示有上皮和基質(zhì)兩種類型的干細胞，且它們具有自我更新、高度增殖、分化潛能等成體干細胞特性。近年來，國內(nèi)外學者［33-34］先后從女性月經(jīng)血成功分離培養(yǎng)出具有多重分化功能的干細胞，并用于修復受損的心肌組織。

但是，由于子宮內(nèi)膜干細胞標記的鑒定問題尚未解決［35］，如何提供干細胞培養(yǎng)環(huán)境，如何誘導其分化為子宮內(nèi)膜的相關(guān)細胞，以及如何促進干細胞歸巢到損傷內(nèi)膜是我們面臨的挑戰(zhàn)。

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