TIM-3-Gal-9信號(hào)途徑在原因不明復(fù)發(fā)性流產(chǎn)中的研究進(jìn)展①

卿吉琳 陳治中 譚衛(wèi)紅

(廣西壯族自治區(qū)人民醫(yī)院生殖醫(yī)學(xué)中心，南寧530021)

原因不明復(fù)發(fā)性流產(chǎn)(Unexplained recurrent spontaneous abortion,URSA)是臨床診斷治療的難題，積極探索闡釋URSA致病機(jī)制和尋求新的治療靶點(diǎn)與方法成為當(dāng)前URSA研究熱點(diǎn)問題。最近研究表明T細(xì)胞免疫球蛋白黏蛋白-3(T cell immunoglobulin mucin-3，TIM-3)可能是原因不明復(fù)發(fā)性流產(chǎn)的一個(gè)新的靶點(diǎn)，本文就TIM-3及其信號(hào)途徑對(duì)URSA母胎界面免疫失衡調(diào)控，促進(jìn)妊娠免疫耐受的研究進(jìn)展作一綜述。

1 URSA研究概況

復(fù)發(fā)性流產(chǎn)(Recurrent spontaneous abortion,RSA)是指連續(xù)3次及(或)3次以上的自然流產(chǎn)，較為常見的疾病，其發(fā)生率約1%～2%[1]。復(fù)發(fā)性流產(chǎn)的發(fā)生率正呈逐年上升趨勢(shì)，因而受到眾多研究者的關(guān)注[2]。病因主要與染色體異常、內(nèi)分泌疾病、生殖系統(tǒng)畸形、感染、凝血功異常、抗心磷脂抗體綜合征等有關(guān)[1]，但仍有50%的復(fù)發(fā)性流產(chǎn)原因不明，稱為URSA，由于URSA發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，且涉及基因水平及細(xì)胞免疫、體液免疫等多方面因素，使得原因不明復(fù)發(fā)性流產(chǎn)成為臨床診斷治療的難題[1]。目前對(duì)于URSA的機(jī)制尚未十分明確，臨床對(duì)URSA尚缺乏理想的治療手段，治療URSA的方法存在較多爭議且有限，淋巴細(xì)胞主動(dòng)免疫治療雖然部分有效[3,4]，但繁瑣且存在血液風(fēng)險(xiǎn)。并且URSA患者生活工作質(zhì)量同時(shí)下降，再次發(fā)生自然流產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)性相應(yīng)增加。因此，積極探索闡釋URSA發(fā)病機(jī)制和尋求新的治療靶點(diǎn)與方法成為當(dāng)前URSA研究亟待解決的問題。

當(dāng)今生殖醫(yī)學(xué)認(rèn)為，母體孕育胎兒屬于同種異體半移植的過程。正常妊娠時(shí)，母體免疫系統(tǒng)對(duì)半相合同種異體的胎兒不發(fā)生排斥，這有賴于胚胎植入時(shí)母胎細(xì)胞所產(chǎn)生的免疫細(xì)胞及其所合成并分泌的抗體和細(xì)胞因子之間的相互作用，在體內(nèi)構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)來維持母胎界面的動(dòng)態(tài)免疫平衡，保持母胎免疫耐受，保證體內(nèi)正常妊娠成功[5-7]。越來越多的證據(jù)表明母體對(duì)胚胎的異常免疫反應(yīng)可致流產(chǎn)發(fā)生，母-胎之間的免疫耐受異?？蓪?dǎo)致正常妊娠向病理妊娠的轉(zhuǎn)變[6,7]。因此，體內(nèi)免疫失衡及母胎免疫耐受異常是導(dǎo)致復(fù)發(fā)性流產(chǎn)的重要發(fā)病機(jī)制[7]。

2 URSA免疫失衡與母胎免疫耐受異常

T淋巴細(xì)胞(T lymphocyte)簡稱T細(xì)胞，主要參與體內(nèi)免疫調(diào)控和免疫耐受調(diào)節(jié)，在器官移植、自身免疫病、腫瘤和感染等方面均發(fā)揮至關(guān)重要的作用。體內(nèi)CD4+T細(xì)胞可分化為不同的T淋巴細(xì)胞亞群,Th1和Th2型細(xì)胞是CD4+Th細(xì)胞的兩個(gè)亞型，通過分泌不同的細(xì)胞因子參與機(jī)體免疫反應(yīng)[8]。1993年Wegmann等[9]學(xué)者首次提出妊娠是一種“Th2現(xiàn)象”，證明Th1/Th2動(dòng)態(tài)平衡對(duì)維持正常妊娠起到重要性的作用。研究顯示URSA具有與器官移植排斥類似的發(fā)病機(jī)制，表現(xiàn)為T細(xì)胞亞群數(shù)量和功能的變化，主要為Th1/Th2型細(xì)胞因子平衡的偏移，內(nèi)在免疫的異常激活，提示URSA與T細(xì)胞亞群分化異常有著密切的關(guān)系[10]。因此，正常妊娠時(shí)Th1/Th2型細(xì)胞因子保持一定的平衡，但以Th2型細(xì)胞因子占優(yōu)勢(shì)[10,11]。Th1型細(xì)胞因子不利于妊娠，體內(nèi)Th1/Th2細(xì)胞因子平衡向Th1偏移將導(dǎo)致妊娠失敗[11]。對(duì)原因不明的復(fù)發(fā)性流產(chǎn)患者進(jìn)行治療，可采用“促使Th1/Th2平衡向Th2型細(xì)胞因子為主的模式轉(zhuǎn)化”的策略，從而有利于妊娠期間母胎免疫耐受維持而成功妊娠[12,13]。

CD4+T細(xì)胞在特定細(xì)胞因子及環(huán)境因素作用下還可分化為Th17和Treg新亞群，并參與相應(yīng)的免疫應(yīng)答反應(yīng)；二者不僅在功能上相互對(duì)抗，在分化過程中也相互拮抗[14]。研究表明Treg細(xì)胞在體內(nèi)介導(dǎo)的免疫抑制在移植耐受及母胎耐受中起關(guān)鍵作用[14,15]。URSA患者外周血和蛻膜組織CD4+CD25+Treg細(xì)胞比例明顯低于正常早孕者，淋巴細(xì)胞主動(dòng)免疫治療后URSA患者外周血與蛻膜中該細(xì)胞明顯高于治療前[16]。研究顯示URSA患者外周血、蛻膜中Th17細(xì)胞及IL-17水平較正常妊娠婦女及育齡期非妊娠婦女均有不同程度升高，IL-23、RORγt等對(duì)Th17細(xì)胞分化、增殖至關(guān)重要的主要細(xì)胞因子亦顯著增高,表明Th17細(xì)胞升高不利于妊娠的維持，提示URSA所產(chǎn)生的這種免疫反應(yīng)狀態(tài)傾向于“高Th17低Treg”模式[17,18]。研究表明在正常妊娠中Th17/Treg細(xì)胞保持相對(duì)平衡，有利于妊娠期間母胎免疫耐受的維持與機(jī)體免疫內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定[18]。一旦Th17/Treg之間的平衡失調(diào)，對(duì)妊娠結(jié)局產(chǎn)生重要影響,將可能導(dǎo)致RSA的發(fā)生[18,19]。對(duì)原因不明的復(fù)發(fā)性流產(chǎn)患者進(jìn)行免疫治療，可采用“促使Th17/Treg平衡向Treg型偏移的模式轉(zhuǎn)化”的策略[18,19]。因?yàn)椤癟h1/Th2型細(xì)胞因子平衡”學(xué)說不能充分解釋復(fù)發(fā)性流產(chǎn)的免疫機(jī)制，而已證明Th17與Treg細(xì)胞對(duì)妊娠母胎界面的免疫耐受起重要作用[19,20]。所以Th17與Treg細(xì)胞亞群的發(fā)現(xiàn)將豐富與發(fā)展妊娠時(shí)調(diào)節(jié)母體免疫平衡以及母-胎之間雙向免疫平衡機(jī)制的理論，使其由“Th1/Th2平衡模式”逐漸發(fā)展為“Th1/Th2/Th17/Treg平衡模式”[19]。因此，進(jìn)一步探索機(jī)體免疫動(dòng)態(tài)平衡背后的免疫調(diào)控機(jī)制對(duì)成功妊娠的維持及URSA的治療都具有重要作用。

3 TIM-3與其配體Gal-9

學(xué)者在尋找區(qū)別Th1和Th2細(xì)胞表面特異性標(biāo)志時(shí)，發(fā)現(xiàn)TIM-3選擇性表達(dá)于分化成熟的Th1細(xì)胞表面[21]。TIM-3也表達(dá)于活化后的Th17細(xì)胞、CD8+和細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞表面,TIM-3在CD4+和CD8+上表達(dá)失調(diào)與病毒感染、自身免疫性疾病和腫瘤疾病密切相關(guān)。大量研究表明,TIM-3也表達(dá)于樹突狀細(xì)胞、單核細(xì)胞和自然殺傷(Natural killer,NK)細(xì)胞上,而TIM-3在這些細(xì)胞上異常表達(dá)與多種疾病如哮喘、自身免疫性疾病和腫瘤疾病等發(fā)生發(fā)展有關(guān)[22]。TIM-3的配體被證實(shí)為半乳糖凝集素-9(Galectin-9,Gal-9),與其配體Gal-9結(jié)合，通過TIM-3-Gal-9途徑產(chǎn)生抑制信號(hào)，選擇性地抑制IFN-γ分泌，誘導(dǎo)Th1與Th17細(xì)胞死亡，負(fù)調(diào)節(jié)Th1與Th17細(xì)胞免疫應(yīng)答，并且影響T細(xì)胞的耐受能力[23-26]。因此，TIM-3被認(rèn)為是一個(gè)協(xié)同抑制分子，與其配體Gal-9 結(jié)合，在體內(nèi)提供協(xié)同抑制信號(hào)參與機(jī)體免疫調(diào)控。

腫瘤免疫和移植免疫領(lǐng)域的相關(guān)研究亦提示TIM-3是參與免疫耐受調(diào)控的重要分子[27]。胰島素依賴型糖尿病小鼠模型研究表明封閉TIM-3/TIM-3L通路可導(dǎo)致Th1細(xì)胞活化，產(chǎn)生大量Th1型細(xì)胞因子，并能加速發(fā)病進(jìn)程[28]。Wang等[29]研究資料顯示TIM-3信號(hào)通路的激活可增強(qiáng)宿主對(duì)皮膚移植物的免疫耐受。另有研究表明該信號(hào)通路還參與CD4+CD25+Treg的生成及其功能調(diào)節(jié)[27]。有研究發(fā)現(xiàn)在TIM-3基因敲除小鼠中，因TIM-3基因缺失，受體宿主無法通過拮抗共刺激分子CD40/CD40L或供體特異性輸血(Donor specific transfusion,DST)來誘導(dǎo)受體小鼠對(duì)移植物的免疫耐受[28]。上述眾多研究均提示TIM-3信號(hào)通路可產(chǎn)生負(fù)性調(diào)節(jié)信號(hào)而抑制Th1與Th17細(xì)胞介導(dǎo)的自身和同種免疫應(yīng)答，并可能調(diào)節(jié)Treg細(xì)胞功能，參與外周免疫耐受形成。

4 TIM-3-Gal-9信號(hào)途徑與母胎免疫耐受

鑒于TIM-3-Gal-9通路有利于形成外周免疫耐受，TIM-3-Gal-9通路在維持母胎界面免疫耐受的可能作用下開始引起研究者關(guān)注。協(xié)同抑制分子TIM-3與其配體Gal-9 結(jié)合，通過TIM-3-Gal-9途徑產(chǎn)生抑制信號(hào)，選擇性地抑制IFN-γ分泌，誘導(dǎo)Th1與Th17細(xì)胞死亡，負(fù)調(diào)節(jié)Th1與Th17細(xì)胞免疫應(yīng)答，在免疫應(yīng)答過程中起負(fù)性調(diào)節(jié)作用[23,28]。研究表明TIM-3具有抑制Th17細(xì)胞分化，促進(jìn)Treg細(xì)胞增殖功能[30]。研究表明Gal-9(+)Th細(xì)胞可以通過分泌Gal-9 調(diào)控Th17和Treg細(xì)胞的增殖和分化[31]。理論上TIM-3及其信號(hào)途徑有益于正常妊娠偏于Th2與Treg狀態(tài)，對(duì)維持正常妊娠者體內(nèi)T細(xì)胞亞群的動(dòng)態(tài)平衡起重要作用，有助于維持母胎界面免疫耐受，確保成功妊娠。

研究表明在正常妊娠婦女早孕期外周血中TIM-3表達(dá)增加，與其配體Gal-9 結(jié)合后，傳遞抑制信號(hào)，抑制Th1 細(xì)胞，使母胎表面Th1/Th2 細(xì)胞免疫反應(yīng)偏向Th2[32]。最近研究表明TIM-3對(duì) Toll樣受體介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡中蛻膜基質(zhì)細(xì)胞的保護(hù)作用和抑制炎癥反應(yīng)，誘導(dǎo)母胎界面Th2型免疫偏倚，以維持妊娠[33]。最新研究表明在母胎界面(胎盤和蛻膜組織)和外周血淋巴細(xì)胞中TIM-3表達(dá)上調(diào)，有助于抑制向Th1的偏移，促進(jìn)體內(nèi)Th1/Th2平衡，有助于成功妊娠[34]。而阻斷TIM-3 將導(dǎo)致Th1 細(xì)胞因子在母胎界面聚集，導(dǎo)致母體對(duì)胎兒產(chǎn)生排斥反應(yīng)。上述研究表明:在正常妊娠過程中，TIM-3-Gal-9 信號(hào)通路介導(dǎo)母胎界面Th1/Th2 之間的平衡以維持母胎免疫耐受。

研究表明TIM-3信號(hào)通路參與抗原特異性CD4+CD25+Treg 的生成和免疫抑制功能，并且TIM-3(+)Treg較TIM-3(-)Treg更具有免疫抑制功能[35]。并且研究表明TIM-3具有抑制Th17細(xì)胞分化，促進(jìn)Treg細(xì)胞增殖功能，然而阻斷TIM-3 使IL-17 產(chǎn)生增加[30,36]。有研究發(fā)現(xiàn)可溶性Gal-9 將使Th17 細(xì)胞分化減少，類似研究表明Gal-9(+)Th細(xì)胞可以通過分泌Gal-9 調(diào)控Th17和Treg細(xì)胞的增殖和分化[24,31]。研究表明與非妊娠者比較，正常妊娠者外周血中Treg細(xì)胞上Gal-9的表達(dá)水平會(huì)增高，血清Gal-9變化與此一致[32]。由此，推測TIM-3-Gal-9 信號(hào)通過調(diào)控，促進(jìn)妊娠者體內(nèi)Th17/Treg動(dòng)態(tài)平衡，參與體內(nèi)免疫耐受調(diào)節(jié)，可能在維持母胎耐受中起重要作用。但是TIM-3-Gal-9信號(hào)通路在妊娠中對(duì)Th17/Treg平衡調(diào)控的相關(guān)報(bào)道甚少，相關(guān)調(diào)控機(jī)制仍需更深入研究。

研究表明正常妊娠者外周血中NK細(xì)胞核CD8(+)T細(xì)胞上TIM-3的表達(dá)水平在妊娠的不同階段變化不顯著，與非妊娠者比較，正常妊娠者外周血中Treg細(xì)胞上Gal-9的表達(dá)水平會(huì)增高，血清Gal-9變化與此一致；同樣，與非妊娠者比較，正常妊娠者外周血中的TIM-3(+)CD8(+)T細(xì)胞、TIM-3(+)NK細(xì)胞及亞群分泌的細(xì)胞因子能力和細(xì)胞毒活性發(fā)生改變[32]。在小鼠早孕模型中TIM-3分子通過其TIM-3-Gal-9途徑調(diào)控免疫固有細(xì)胞誘導(dǎo)母胎耐受[37]。同樣，資料顯示在妊娠早期NK細(xì)胞上TIM-3表達(dá)上調(diào)，抑制其對(duì)滋養(yǎng)細(xì)胞的細(xì)胞毒性作用，并且在小鼠模型中，研究發(fā)現(xiàn)通過TIM-3信號(hào)途徑，可以調(diào)控小鼠子宮NK細(xì)胞免疫表型及影響細(xì)胞因子的產(chǎn)生，有助于維持母胎界面免疫耐受[38-40]。

而與正常妊娠相比，在URSA的外周血和蛻膜組織中TIM-3與Gal-9的表達(dá)異常，并且URSA組CD4(+)TIM-3(+)細(xì)胞(Th1細(xì)胞)TIM-3 mRNA的表達(dá)量低于正常對(duì)照組,差異具有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示URSA 患者Th1 細(xì)胞的激活異常，說明TIM-3-Gal-9協(xié)同抑制信號(hào)在URSA患者體內(nèi)降調(diào)節(jié)，可能參與URSA的發(fā)生發(fā)展過程，這與URSA存在Th1/Th2 失衡的理論相吻合[41-43]。研究表明在流產(chǎn)患者和小鼠流產(chǎn)模型中研究發(fā)現(xiàn)蛻膜自然殺傷細(xì)胞(decidual natural killer cells,dNK)表面表達(dá)TIM-3減少，并且與TIM-3(-)dNK細(xì)胞比較，TIM-3(+)NK細(xì)胞分泌產(chǎn)生Th2型細(xì)胞因子減少，而Th1型細(xì)胞因子增加；同時(shí)Gal-9參與dNK調(diào)控，提示TIM-3-Gal-9 信號(hào)受抑制可能導(dǎo)致其Th1/Th2平衡的改變，從而導(dǎo)致RSA的發(fā)生[39]。研究發(fā)現(xiàn)URSA患者存在Th1/Th2失衡，URSA 患者血清中可溶性TIM-3(sTIM-3)和Gal-9表達(dá)增加，表明可溶性共刺激分子sTIM-3可能參與URSA患者Th1和Th2細(xì)胞的分化調(diào)控，使Th1/Th2平衡偏向Th1，其機(jī)制可能為sTIM-3與Gal-9 結(jié)合后削弱TIM-3/Gal-9 信號(hào)通路，傳遞抑制信號(hào)，從而參與URSA的發(fā)生發(fā)展，但確切機(jī)制尚未闡明[44]。研究資料表明與正常妊娠組比較，子癇前期患者組的外周血中的T細(xì)胞、細(xì)胞毒性 T 細(xì)胞、 NK細(xì)胞和CD56dimNK細(xì)胞上TIM-3表達(dá)下降，并且子癇前期患者細(xì)胞毒性 T 細(xì)胞和CD56dimNK細(xì)胞的細(xì)胞毒性增強(qiáng)，提示TIM-3/Gal-9 信號(hào)通路受抑制，可能導(dǎo)致子癇發(fā)生[45]。

因此，TIM-3分子及其信號(hào)途徑對(duì)于正常妊娠的固有免疫和適應(yīng)性免疫應(yīng)答都起重要作用，可能在維持母胎耐受中扮演重要角色。然而具體調(diào)節(jié)機(jī)制知之甚少。

5 結(jié)束語

基于以上闡述，有幾點(diǎn)值得我們思考：除了研究在USRA NK細(xì)胞上TIM-3表達(dá)異常，USRA的免疫微環(huán)境中的T細(xì)胞亞群上的TIM-3是否異常表達(dá)，是數(shù)量還是功能異常，還是二者并存？如果免疫微環(huán)境中的T細(xì)胞亞群上的TIM-3異常表達(dá)，又是如何通過TIM-3-Gal-9途徑致使URSA免疫失衡作用？URSA免疫失衡能否通過干預(yù)TIM-3-Gal-9途徑來調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)作用是由TIM-3信號(hào)途徑單獨(dú)直接完成，還是間接參與？這些猜想尚需要深入的探索與研究。因此，TIM-3和其配體Gal-9可能是URSA的兩個(gè)新免疫調(diào)控靶點(diǎn)，可以通過靶向干預(yù)TIM-3與Gal-9分子及其信號(hào)通路，從而調(diào)節(jié)URSA母胎界面免疫失衡，促進(jìn)妊娠免疫耐受，最終改善妊娠結(jié)局。