菌群與子宮內(nèi)膜異位癥關(guān)系的研究進(jìn)展

方炳燕，鄧月秀，馮婉琴，劉敏娟，馬穎△

子宮內(nèi)膜異位癥（endometriosis，EM）是指具有功能的子宮內(nèi)膜出現(xiàn)在子宮腔以外的部位，常伴有嚴(yán)重的下腹痛、不孕、月經(jīng)異常和盆腔粘連等癥狀，嚴(yán)重影響了育齡期女性的健康和生活質(zhì)量。EM 的發(fā)病機(jī)制尚不明確，發(fā)病率逐年上升，高達(dá)5%～15%。1921 年Sampson 提出異位種植學(xué)說(shuō)，認(rèn)為經(jīng)期脫落的子宮內(nèi)膜會(huì)隨經(jīng)血逆流進(jìn)入盆腔種植［1］。該學(xué)說(shuō)雖被大多數(shù)學(xué)者接受，卻無(wú)法解釋近90%的女性有經(jīng)血逆流的現(xiàn)象，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于EM的發(fā)病率，表明EM的病因應(yīng)更為復(fù)雜。

EM雖然是一種良性疾病，卻具有惡性腫瘤的特點(diǎn)，如組織侵襲、局部播散、復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移等。同時(shí)，EM也是一種與炎癥反應(yīng)密切相關(guān)的疾病，盆腔局部異常的炎癥環(huán)境是導(dǎo)致異位內(nèi)膜組織定植和生長(zhǎng)的重要因素。近年來(lái)許多研究表明，腸道菌群穩(wěn)態(tài)失衡與許多惡性腫瘤及炎性疾病的發(fā)生有密不可分的關(guān)系。EM 與腫瘤、炎性疾病有著諸多相似之處，由此可以推測(cè)菌群與EM的發(fā)生具有相關(guān)性。探索菌群與EM 之間的關(guān)系，可進(jìn)一步了解EM 的發(fā)病機(jī)制，為其臨床診療提供參考。

1 不同部位菌群與EM的相關(guān)性

1.1 腸道菌群 目前關(guān)于菌群與EM 病因的研究，絕大部分關(guān)注的是腸道菌群。人類腸道微生物群的總細(xì)菌數(shù)約為100 萬(wàn)億，比人體細(xì)胞總數(shù)還要多10倍。腸道微生物群的穩(wěn)態(tài)對(duì)宿主的健康十分重要，當(dāng)腸道菌群與人體之間的相對(duì)平衡被打破時(shí)，會(huì)影響許多疾病的發(fā)展與轉(zhuǎn)歸［2］。有研究對(duì)EM 患者與健康對(duì)照者的腸道菌群分析顯示，EM患者腸道中鏈球菌、大腸桿菌、志賀菌較為豐富，而普氏菌、奇異菌屬、桿菌屬和巨型球菌則減少，且埃希氏菌/志賀菌的比例增高［3］，表明腸道菌群失調(diào)。研究發(fā)現(xiàn)腸道菌群失調(diào)時(shí)，革蘭陰性細(xì)菌大量繁殖，同時(shí)腸壁通透性增高、免疫完整性遭到破壞，致病菌群釋放的細(xì)菌內(nèi)毒素脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）有機(jī)會(huì)大量入血，導(dǎo)致全身炎癥性反應(yīng)［4-5］。LPS 一方面通過(guò)激活Toll 樣受體（toll-like receptors,TLR）-4 信號(hào)誘導(dǎo)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）［6］，這一轉(zhuǎn)化對(duì)于異位子宮內(nèi)膜成功侵襲宮腔外部位有著關(guān)鍵影響。另一方面，LPS 入血持續(xù)激活程序性死亡蛋白-1（programmed death-1，PD-1）通路，促使PD-1和程序性死亡蛋白配體-1（PD-L1）過(guò)度表達(dá)［7］，導(dǎo)致T細(xì)胞的活化和增殖受到抑制，引起免疫耐受，這為異位內(nèi)膜組織的生長(zhǎng)提供了條件。

1.2 生殖道菌群 雖然女性陰道內(nèi)聚集了數(shù)萬(wàn)億的細(xì)菌，但子宮和輸卵管內(nèi)一直被認(rèn)為是無(wú)菌環(huán)境。有研究分別在女性下生殖道，包括陰道下1/3部、陰道后穹隆、宮頸管黏液，以及上生殖道，包括子宮內(nèi)膜、輸卵管、腹腔液等6 個(gè)部位進(jìn)行菌群分析，結(jié)果顯示下生殖道內(nèi)pH 值較低，以乳酸桿菌為主；上生殖道內(nèi)呈弱堿性，以變形桿菌、放線菌和擬桿菌為主［8］，這一結(jié)果說(shuō)明細(xì)菌確實(shí)存在于女性上生殖道內(nèi)，而且從下生殖道到上生殖道這一連續(xù)的通道內(nèi)，乳酸桿菌的濃度逐漸下降，細(xì)菌豐度增加。

研究表明，與對(duì)照組相比，EM 患者的宮頸和陰道表面微生物群不存在奇異菌屬，并且加德納菌的數(shù)量增多［3］，2組間菌群結(jié)構(gòu)的明顯差異提示生殖道菌群失衡與EM的發(fā)生具有相關(guān)性［9］。與此同時(shí)，也有研究發(fā)現(xiàn)EM患者的生殖道微生物群在參與鞭毛組裝和芳香氨基酸生物合成的途徑中尤為豐富，而非EM患者的生殖道微生物群在磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)和脂肪酸生物合成中較為豐富［8］。因此，就目前研究所知女性生殖道菌群生態(tài)與EM 的發(fā)生存在相關(guān)性，但具體作用機(jī)制還需要進(jìn)一步探索。

男性生殖道菌群與EM 的發(fā)生同樣具有相關(guān)性。研究發(fā)現(xiàn)，男性和女性的生殖道微生物群落間存在相互作用，在性交過(guò)程中，附著在男性精液上的菌群以及精液自身的菌群會(huì)隨著射精來(lái)到女性生殖道，進(jìn)而影響女性生殖道微生物群的數(shù)量和種類［10］。對(duì)于有伴侶的EM 患者，其伴侶的生殖道菌群對(duì)于患者菌群的影響也是在臨床治療中必須考慮到的一個(gè)重要因素。

1.3 盆腹腔液菌群 盆腹腔是EM 的主要致病部位，盆腹腔的菌群狀態(tài)對(duì)EM的發(fā)病具有一定影響。有研究取EM 與非EM 不孕患者的腹腔液做菌群分析，發(fā)現(xiàn)2組均存在多種菌群，主要以變形菌門和厚壁菌門為主，但在菌群屬水平上存在差異［11］。EM的發(fā)生與盆腹腔菌群組成的具體關(guān)系需要進(jìn)一步研究。

EM 是一種免疫反應(yīng)受損的相關(guān)慢性炎癥性疾病，在菌群的調(diào)節(jié)下腹腔巨噬細(xì)胞的產(chǎn)物構(gòu)造了腹腔液內(nèi)的特殊微環(huán)境，進(jìn)而促進(jìn)了疾病的發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn)，EM 組的干細(xì)胞生長(zhǎng)因子-β（stem cell factor，SCF-β）、白細(xì)胞介素-8（interleukin-8，IL-8）、肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子（hepatocyte growth factor，HGF）、單核細(xì)胞趨化蛋白-1（monocyte chemotactic protein 1，MCP-1）水平明顯高于對(duì)照組［12］。這些細(xì)胞因子是由巨噬細(xì)胞等免疫細(xì)胞分泌的小分子蛋白，參與體內(nèi)的炎癥反應(yīng)、細(xì)胞增殖和分化等活動(dòng)。其中，IL-8是參與EM相關(guān)炎癥反應(yīng)的重要趨化因子［13］。腹腔液內(nèi)高水平的IL-8 一方面通過(guò)上調(diào)細(xì)胞的金屬蛋白酶和整合素依賴性蛋白酶活性增強(qiáng)異位子宮內(nèi)膜的侵襲能力；另一方面上調(diào)子宮內(nèi)膜細(xì)胞死亡受體（FasL）的表達(dá)，誘導(dǎo)活化的T淋巴細(xì)胞凋亡，進(jìn)而支持異位內(nèi)膜的存活［14-15］。因此，可推測(cè)在盆腹腔菌群失調(diào)的情況下，腹腔巨噬細(xì)胞大量分泌各種具有趨化促炎作用的細(xì)胞因子（如IL-8），形成了腹腔內(nèi)的炎癥狀態(tài)，進(jìn)而促進(jìn)了異位子宮內(nèi)膜病灶的形成。

2 菌群對(duì)EM常見(jiàn)癥狀發(fā)病機(jī)制的影響

2.1 下腹痛和痛經(jīng) 疼痛是EM 的主要臨床癥狀，典型癥狀為繼發(fā)性痛經(jīng)、進(jìn)行性加重。目前，其病理機(jī)制尚未完全闡明。研究表明，EM引起的慢性疼痛是由多因素所致的免疫炎性疼痛［16］。有研究顯示，由花生四烯酸在環(huán)氧化物酶-2（cyclooxygenase-2，COX-2）的作用下合成的不飽和脂肪酸前列腺素（prostaglandins，PGs）是EM 所引起的慢性疼痛中的重要炎癥因子，其中前列腺素E2（prostaglandin E2，PGE2）作為主要的致痛因子在EM 患者體內(nèi)高表達(dá)［17］。腸道菌群失調(diào)導(dǎo)致細(xì)菌產(chǎn)物L(fēng)PS大量入血所引起的炎癥反應(yīng)，使COX-2 表達(dá)增高進(jìn)而使PGE2的合成增多，從而引起了EM的慢性下腹痛。EM患者體內(nèi)存在相比正常者更高比例的氧化應(yīng)激和脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)，會(huì)誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞等許多致痛因子的產(chǎn)生并且影響調(diào)節(jié)疼痛的蛋白活性［16］。由此可知，調(diào)節(jié)腸道菌群生態(tài)系統(tǒng)可作為治療EM患者慢性下腹痛的一個(gè)靶點(diǎn)。

2.2 不孕 EM 患者不孕率高達(dá)40%，引起不孕的原因十分復(fù)雜。近年來(lái)有研究表明，腸道微生物群失衡所引起的炎癥反應(yīng)中，腹腔液內(nèi)大量巨噬細(xì)胞所分泌的腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）具有胚胎毒性，能通過(guò)影響精子活力導(dǎo)致患者生育力下降［18］。且有研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)發(fā)性流產(chǎn)、反復(fù)植入失敗、不孕的患者子宮菌群主要由厚壁菌門、擬桿菌門和變形桿菌門組成［19］，這也提示了生育能力與子宮菌群的相關(guān)性。有研究基于微生物學(xué)模型區(qū)分EM 所致的不孕和非 EM 所致的不孕［8］，由此可見(jiàn)EM所致的不孕與微生物群的改變有著必要聯(lián)系。

2.3 異常子宮出血 15%～30%的EM 患者有經(jīng)量增多、經(jīng)期延長(zhǎng)等癥狀。EM 作為雌激素依賴性疾病，其發(fā)生發(fā)展、癥狀形成與雌激素水平密切相關(guān)［20］。腸道微生物群作為循環(huán)雌激素的主要調(diào)節(jié)因子之一，能夠分泌β-葡萄糖醛酸酶，使雌激素發(fā)生解偶聯(lián)作用變成有活性的游離態(tài)，進(jìn)而與雌激素受體結(jié)合發(fā)揮生理作用。當(dāng)菌群失調(diào)時(shí)，β-葡萄糖醛酸酶分泌增多使體內(nèi)雌激素水平增高，促使異位子宮內(nèi)膜病灶生長(zhǎng)和出血［8,21］。因此，調(diào)節(jié)菌群生態(tài)系統(tǒng)可能有助于降低EM 患者的雌激素水平，進(jìn)而改善患者異常子宮出血的臨床癥狀。

2.4 盆腔粘連 盆腔粘連作為EM 的常見(jiàn)癥狀之一，本質(zhì)上是腹膜對(duì)于炎性損傷的過(guò)度生理反應(yīng)。EM病灶周圍會(huì)發(fā)生纖維增生、組織攣縮等局部組織結(jié)構(gòu)改變，進(jìn)而導(dǎo)致盆腔粘連，常伴隨慢性盆腔疼痛［22］。有研究表明在EM 患者中，有粘連患者腹腔液內(nèi)轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1（transforming growth factor-β 1，TGF-β1）水平明顯高于無(wú)粘連患者［23］。機(jī)體在炎癥作用下，TGF-β1 能夠促進(jìn)黏附分子的表達(dá)，使子宮內(nèi)膜細(xì)胞與間皮細(xì)胞間的黏附性增強(qiáng)，由此促進(jìn)盆腔粘連的形成［24］。與此同時(shí)，TGF-β1 可刺激多種細(xì)胞分泌纖維連接素及膠原蛋白，并對(duì)巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和成纖維細(xì)胞等具有趨化作用，提示TGF-β1 在EM 的發(fā)生和盆腔粘連上起著重要作用［25-26］。菌群失調(diào)所致的炎癥反應(yīng)可促使腹腔內(nèi)的巨噬細(xì)胞大量分泌TGF-β，由此可知菌群生態(tài)與盆腔粘連的發(fā)生有著必然聯(lián)系。目前在EM的治療上多主張行手術(shù)治療，但盆腔粘連增加了手術(shù)難度以及并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)，因此通過(guò)菌群干預(yù)使盆腔粘連的癥狀緩解可成為一個(gè)研究方向。

3 菌群與EM的雙向作用

3.1 菌群與EM的雙向調(diào)節(jié)過(guò)程 機(jī)體內(nèi)存在大量的微生物群，機(jī)體與微生物群之間具有互利共生的雙向作用。目前絕大多數(shù)學(xué)者聚焦于菌群對(duì)EM發(fā)生產(chǎn)生的單向作用，然而EM 對(duì)于人體菌群生態(tài)系統(tǒng)同樣具有調(diào)節(jié)作用。已有研究表明，EM可誘導(dǎo)小鼠腸道內(nèi)微生物群的改變，使其厚壁菌門與擬桿菌門的比例增高和雙歧桿菌的增加［8］。受腸道菌群調(diào)節(jié)的雌激素對(duì)腸道上皮屏障的完整性有保護(hù)作用，使其具有更強(qiáng)的抵抗力［27］。由此可說(shuō)明雌激素所驅(qū)動(dòng)的疾?。ㄈ鏓M）的代謝情況和腸道菌群之間是雙向作用的關(guān)系。

不同水平的雌激素和孕酮會(huì)影響女性生殖道菌群的穩(wěn)定性。目前已經(jīng)確定構(gòu)成陰道菌群的關(guān)鍵微生物中乳酸菌是最主要的菌種，陰道乳酸菌可以減少病原體的感染和防止微生物失調(diào)。乳酸菌一方面可以通過(guò)產(chǎn)生乳酸維持低pH值的環(huán)境［28］，這不利于大多數(shù)細(xì)菌的生長(zhǎng)甚至?xí)种撇≡w的產(chǎn)生［29］；另一方面是通過(guò)產(chǎn)生過(guò)氧化氫（H2O2）促進(jìn)機(jī)體分泌乳鐵蛋白，這是一種宿主來(lái)源的糖蛋白，通過(guò)與革蘭陰性細(xì)菌細(xì)胞壁結(jié)合破壞細(xì)胞壁的穩(wěn)定性，增加細(xì)菌外膜對(duì)周圍固有殺菌劑的滲透性［30］。然而在EM患者的腹腔液中可檢測(cè)到乳鐵蛋白水平下降。這不僅說(shuō)明了EM 患者乳酸菌數(shù)量的減少，還進(jìn)一步揭示了EM 患者的抗菌能力下降，可能會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致微生物的失調(diào)。

目前，有研究對(duì)EM 和非EM 患者的子宮內(nèi)膜、血漿和腹腔液進(jìn)行免疫組織化學(xué)染色分析，發(fā)現(xiàn)EM組患者腹腔液內(nèi)活化的巨噬細(xì)胞數(shù)量增加，確定EM是一種炎癥狀態(tài)［31］。EM 患者腹腔液巨噬細(xì)胞分泌大量TNF-α，使盆腹腔血管穿透性增加、炎性滲出物產(chǎn)生，導(dǎo)致腹腔液內(nèi)微環(huán)境異常［11］。一方面EM 可導(dǎo)致患者腹腔液內(nèi)的IL-8水平增高，另一方面細(xì)胞黏附本身會(huì)增強(qiáng)IL-8的表達(dá)，進(jìn)而導(dǎo)致腹腔內(nèi)炎癥和EM 的發(fā)生。因此，EM 作為一種炎癥性疾病，與腹腔液內(nèi)微環(huán)境相互作用，處于不斷調(diào)節(jié)的過(guò)程。總而言之，通過(guò)上述EM與腸道、生殖道、盆腹腔液3個(gè)部位菌群之間的研究發(fā)現(xiàn)，菌群失調(diào)會(huì)促進(jìn)EM的發(fā)展，而EM 的發(fā)展同樣對(duì)患者體內(nèi)微生物菌群的生態(tài)平衡產(chǎn)生影響。

3.2 菌群、EM、癌癥三者之間的相關(guān)性 EM 具有組織侵襲、局部播散、復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移等與惡性腫瘤相似的特點(diǎn)。研究表明，在EM 的發(fā)生機(jī)制上有可能涉及原癌基因和抑癌基因的突變，導(dǎo)致異位子宮內(nèi)膜組織具有遷移、復(fù)發(fā)、播散等癌性生物學(xué)行為［32］。EM與癌癥都是免疫性疾病，慢性炎癥反應(yīng)在其形成過(guò)程中起到了重要作用。LPS作為慢性炎癥反應(yīng)最常見(jiàn)的誘因，會(huì)使TLR-4、IL-10、IL-27 等相關(guān)細(xì)胞因子過(guò)度表達(dá)，導(dǎo)致細(xì)胞的抗凋亡能力增強(qiáng)，且在EM與癌癥患者的體內(nèi)都發(fā)現(xiàn)了相似的行為［4-7］。同時(shí)有報(bào)道稱腸道菌群失衡在慢性炎癥的作用下對(duì)腸道惡性腫瘤的發(fā)展起到了誘導(dǎo)作用［32-34］。因此，從EM與癌癥之間相似的生物學(xué)行為和具有相同的慢性炎癥性反應(yīng)過(guò)程可推測(cè)EM的發(fā)病機(jī)制與癌癥的誘因存在相關(guān)性。

1925 年Sampson 首次報(bào)道惡性腫瘤與EM 并存于同一病變中，認(rèn)為EM 可以發(fā)生惡變。有研究表明，EM作為良性病變?cè)谝欢l件或誘因下會(huì)發(fā)生惡變，且與卵巢癌的發(fā)病密切相關(guān)［35］。在誘導(dǎo)EM 惡變的因素中，雌激素水平的增高是高危因素之一。高雌激素水平可通過(guò)EM患者腹腔內(nèi)的巨噬細(xì)胞促進(jìn)異位內(nèi)膜在腹腔種植、生長(zhǎng)，進(jìn)而發(fā)生惡變。研究發(fā)現(xiàn)，腸道菌群失調(diào)可導(dǎo)致雌激素水平增高［36］。芳香化酶P450 是雌激素合成的最后一步限速酶，PGE2能夠促進(jìn)環(huán)磷酸腺苷（cAMP）形成，cAMP會(huì)增強(qiáng)啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄活性，促使子宮內(nèi)膜芳香化酶基因（CYP19）表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)雌激素的合成［37］。如前所述，腸道菌群失衡時(shí)，炎癥反應(yīng)的發(fā)生能夠?qū)е翪OX-2表達(dá)增加，進(jìn)而使PGE2合成增多［17］。因此，菌群與EM惡變的發(fā)生發(fā)展依然具有相關(guān)性。根據(jù)目前菌群在EM 發(fā)病機(jī)制中的研究進(jìn)展，還需要大量的研究證明能否通過(guò)菌群調(diào)節(jié)控制EM 惡變的進(jìn)程。

綜上所述，菌群與EM 發(fā)病機(jī)制密切相關(guān)，但現(xiàn)階段的菌群研究還存在一些問(wèn)題：（1）研究大多停留在菌群與EM的相關(guān)性上，目前已知菌群與EM的發(fā)病機(jī)制、癥狀形成以及惡變均具有相關(guān)性，但并未能了解其具體內(nèi)在機(jī)制。（2）研究大多聚焦于腸道菌群在EM 發(fā)病機(jī)制中的作用，對(duì)于女性生殖道和盆腹腔液菌群的研究仍待進(jìn)一步探索。（3）人體內(nèi)菌群種類數(shù)量較多，并且存在異質(zhì)性，在研究分析上存在一定的困難。

菌群在EM 發(fā)病機(jī)制中的作用依然是研究熱點(diǎn)，一方面可通過(guò)探索微生物群中是否存在某類特征細(xì)菌或菌種比例、細(xì)胞因子來(lái)作為EM 的診斷標(biāo)志物；另一方面，由于目前已有調(diào)節(jié)腸道內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的菌群移植（FMT）治療運(yùn)用于臨床，所以可探索能否通過(guò)調(diào)節(jié)菌群生態(tài)來(lái)對(duì)EM進(jìn)行臨床治療或者預(yù)防。最后，已知EM 與惡性腫瘤具有相似的生物學(xué)行為，提示可從癌變基因的角度對(duì)EM 的病理機(jī)制進(jìn)行分析，而且在EM治療上需注重預(yù)防惡變。