巨噬細(xì)胞與子宮內(nèi)膜異位癥關(guān)系的研究進(jìn)展

廖婷婷 林燕燕 周 彤 許張曄

子宮內(nèi)膜異位癥是一種慢性、炎癥性婦科疾病，影響5%～15%的育齡女性，其病理特征是子宮腔外基質(zhì)和子宮內(nèi)膜腺體的生長(zhǎng)[1]。病變部位多樣，可見于卵巢、盆腔腹膜、直腸陰道隔膜、肺、輸尿管、甚至大腦[2]。常見臨床癥狀為慢性盆腔疼痛、痛經(jīng)、性交困難、早產(chǎn)、不育等。由此導(dǎo)致的身體不適、工作天數(shù)的減少、外科手術(shù)干預(yù)和頻繁使用輔助生殖技術(shù)消耗了高昂的社會(huì)成本[3]。因此，子宮內(nèi)膜異位癥是亟待解決的醫(yī)學(xué)難題，關(guān)于其發(fā)病機(jī)制當(dāng)前有許多理論，包括：①上皮細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞通過輸卵管到達(dá)腹膜，然后擴(kuò)散并植入腹膜腔內(nèi)[4]；②組織化生；③遷移到異位部位的子宮內(nèi)膜干細(xì)胞；④表觀遺傳變化導(dǎo)致促炎微環(huán)境；⑤環(huán)境有毒物質(zhì)對(duì)女性生殖系統(tǒng)造成內(nèi)分泌干擾。然而，這些理論還是無(wú)法解釋某些現(xiàn)象。例如有90%的女性發(fā)生經(jīng)血逆流，但只有10%患者發(fā)生子宮內(nèi)膜異位癥[5]。這表明有遺傳、免疫、生化因素導(dǎo)致疾病的發(fā)展。近年來(lái)，許多研究者試圖闡明免疫系統(tǒng)在子宮內(nèi)膜異位癥中的作用，并且已經(jīng)報(bào)道了幾種免疫的現(xiàn)象。免疫穩(wěn)態(tài)被干擾可以使異位子宮內(nèi)膜組織植入、增殖和血管發(fā)生[6]。巨噬細(xì)胞可能通過影響腹膜炎性因子，如單核細(xì)胞趨化蛋白(monocyte chemotactic protein，MCP)、纖溶酶原激活物、黏附分子、血紅素加氧酶、細(xì)胞因子和環(huán)加氧酶COX-2起作用[7]。本文將從巨噬細(xì)胞的數(shù)量變化、功能變化、細(xì)胞因子的變化3個(gè)方面來(lái)闡述巨噬細(xì)胞是如何參與異位子宮內(nèi)膜的生長(zhǎng)和發(fā)展。

一、巨噬細(xì)胞的來(lái)源及極化

巨噬細(xì)胞(macrophages)的表面有很多皺壁和偽足，內(nèi)含溶酶體和其他細(xì)胞器，具有較強(qiáng)的吞噬能力。巨噬細(xì)胞代表先天免疫系統(tǒng)的一個(gè)整體部分，是正常穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵細(xì)胞[8]。單核細(xì)胞從骨髓釋放,遷移到身體的大部分組織后再分化為成熟的巨噬細(xì)胞。巨噬細(xì)胞極化為不同功能狀態(tài)的類型。

巨噬細(xì)胞具有顯著的可塑性，它可以隨著周圍環(huán)境的變化而改變自己的形式和功能。根據(jù)周圍環(huán)境的不同，巨噬細(xì)胞一般分為活化的M1型和活化的M2型。組織炎癥的程度取決于促炎性M1巨噬細(xì)胞和抗炎性M2巨噬細(xì)胞之間的平衡[9]。M1巨噬細(xì)胞由IFN-γ和LPS刺激極化后產(chǎn)生，而M2a巨噬細(xì)胞通過IL-4或IL-13刺激后極化形成，而M2b巨噬細(xì)胞由IL-1β或LPS刺激后極化形成。暴露于IL-10、TGF-β或糖皮質(zhì)激素則會(huì)產(chǎn)生M2c巨噬細(xì)胞[10]。極化后的巨噬細(xì)胞也可產(chǎn)生大量細(xì)胞因子，M1巨噬細(xì)胞可產(chǎn)生大量促炎性細(xì)胞因子，如TNF-α、COX-2、IL-6、NO、ROS等。相反，M2巨噬細(xì)胞可產(chǎn)生大量的IL-10、IL-4受體，發(fā)揮出抗炎和組織修復(fù)作用。

二、子宮內(nèi)膜異位癥時(shí)巨噬細(xì)胞的變化

1.巨噬細(xì)胞數(shù)量和功能改變：子宮內(nèi)膜異位癥是一種慢性炎癥疾病，具有抗炎功能的巨噬細(xì)胞數(shù)量的改變勢(shì)必會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響。有研究者研究了巨噬細(xì)胞和子宮內(nèi)膜細(xì)胞的相互作用誘導(dǎo)子宮腺肌病中的上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)變樣過程，發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞的數(shù)量多少會(huì)影響此過程[11]。Gou等研究了22例深部浸潤(rùn)性子宮內(nèi)膜異位癥患者與14例正常人子宮內(nèi)膜組織和基質(zhì)細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)前者的巨噬細(xì)胞數(shù)量多于正常組，且巨噬細(xì)胞已經(jīng)發(fā)生極化。被募集到異位部位的巨噬細(xì)胞反過來(lái)可以促進(jìn)異位子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞的增殖和侵襲[12]。子宮內(nèi)膜異位癥患者除巨噬細(xì)胞數(shù)量增多外，關(guān)鍵是其吞噬功能的減弱，給異位內(nèi)膜提供了良好的微環(huán)境。Qing等研究阿魏酸(ferulic,FA)、川芎嗪(ligustrazine,LZ)和四氫巴馬汀(tetrahydropalmatine,THP)對(duì)異位子宮內(nèi)膜的療效，將子宮內(nèi)膜異位癥大鼠隨機(jī)分為5組:第1組用0.5%羧甲基纖維素鈉處理作為陰性對(duì)照;第2組接受了治療，以孕三烯酮0.500mg/kg 每天作為陽(yáng)性對(duì)照進(jìn)行給藥; 3～5組為實(shí)驗(yàn)組(FA+LZ+THP)分別為0.045、0.090和0.180mg/kg每天進(jìn)行給藥，對(duì)它們灌胃(FA+LZ+THP)4周，測(cè)定腹腔巨噬細(xì)胞活性的增殖和吞噬能力。結(jié)果表明，F(xiàn)A+LZ+THP治療組腹腔巨噬細(xì)胞吞噬功能增強(qiáng)，內(nèi)膜細(xì)胞增殖無(wú)變化。實(shí)驗(yàn)組的異位子宮內(nèi)膜生長(zhǎng)受到限制，這個(gè)研究從側(cè)面反映了巨噬細(xì)胞的吞噬能力減弱促進(jìn)了子宮內(nèi)膜的生長(zhǎng)[13]。同時(shí)，有研究還評(píng)估了子宮內(nèi)膜異位癥組和對(duì)照組的腹膜巨噬細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)子宮內(nèi)膜異位癥組的巨噬細(xì)胞吞噬能力低于對(duì)照組[14]。

2.巨噬細(xì)胞亞型的轉(zhuǎn)換：在慢性炎癥條件下，體內(nèi)巨噬細(xì)胞表型的改變已被認(rèn)為是異物逃避免疫監(jiān)視的一種方式。M1和M2巨噬細(xì)胞的異常分布可能有助于子宮內(nèi)膜異位癥的發(fā)展，維持異位細(xì)胞生長(zhǎng)。Takebayashi等[15]對(duì)36例子宮內(nèi)膜異位癥患者和37例無(wú)子宮內(nèi)膜異位癥患者進(jìn)行分析，對(duì)子宮內(nèi)膜組織連續(xù)切片，并用CD68(泛巨噬細(xì)胞標(biāo)志物)和CD163(M2巨噬細(xì)胞標(biāo)志物)進(jìn)行免疫染色。他們發(fā)現(xiàn)子宮內(nèi)膜異位癥組CD68陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)明顯高于對(duì)照組，M2巨噬細(xì)胞在整個(gè)月經(jīng)周期中子宮內(nèi)膜異位癥組明顯低于正常組M2巨噬細(xì)胞。有研究者卻認(rèn)為M2巨噬細(xì)胞過多才會(huì)導(dǎo)致子宮內(nèi)膜異位癥的發(fā)展，研究者將子宮內(nèi)膜組織移植到表達(dá)巨噬細(xì)胞特異性綠色熒光蛋白(green fluorescent protein，GFP)的免疫缺陷小鼠中。盡管GFP陽(yáng)性巨噬細(xì)胞的數(shù)量在移植后4、7、10和14天的病變中相似，但它們的表面炎性標(biāo)志物隨著時(shí)間的變化發(fā)生改變。炎性標(biāo)志物與從經(jīng)典M1巨噬細(xì)胞活性到替代M2譜的轉(zhuǎn)變一致，其與最初急性炎癥的組織學(xué)標(biāo)志相關(guān)[16]。另一方面，子宮內(nèi)膜異位癥的發(fā)展也是組織修復(fù)和纖維發(fā)生不斷反復(fù)的過程，M2巨噬細(xì)胞的浸潤(rùn)逐漸增加，導(dǎo)致病變進(jìn)一步發(fā)展。Duan等[17]進(jìn)行了3個(gè)小實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)1中，連續(xù)收集來(lái)自具有誘導(dǎo)的子宮內(nèi)膜異位癥的雌性小鼠的子宮內(nèi)膜異位組織樣品以評(píng)估巨噬細(xì)胞在纖維發(fā)生中的作用。在實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)3中，CD11b啟動(dòng)子控制下表達(dá)人白喉毒素受體的雌性轉(zhuǎn)基因小鼠，在誘導(dǎo)子宮內(nèi)膜異位癥后通過白喉毒素注射消耗巨噬細(xì)胞，實(shí)驗(yàn)3還在巨噬細(xì)胞耗盡后進(jìn)行不同巨噬細(xì)胞亞群的過繼轉(zhuǎn)移。他們發(fā)現(xiàn)伴隨進(jìn)行性上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中，M2巨噬細(xì)胞不斷的增加，導(dǎo)致M1和M2巨噬細(xì)胞的異常分布?？偟膩?lái)說，巨噬細(xì)胞亞型轉(zhuǎn)換分布異常，促進(jìn)了子宮內(nèi)膜異位癥的進(jìn)一步發(fā)生。

三、子宮內(nèi)膜異位癥時(shí)巨噬細(xì)胞相關(guān)因子的變化

1.巨噬細(xì)胞分泌因子的增加：隨著巨噬細(xì)胞數(shù)量不斷增多，分泌的細(xì)胞因子和促炎因子的量也顯著上升，從而促進(jìn)異位內(nèi)膜的黏附、侵襲等[18]。IL-1β和TNF-α是眾所周知的促炎因子，有研究發(fā)現(xiàn)在子宮異位內(nèi)膜細(xì)胞和單核-吞噬細(xì)胞體外共培養(yǎng)體系中，可顯著促進(jìn)IL-1β和TNF-α的分泌。促炎細(xì)胞因子IL-1β或TNF-α可通過p38 / ERK1/ERK2信號(hào)通路協(xié)同促進(jìn)ESCs中IL-8和VEGF的表達(dá)，最終促進(jìn)子宮內(nèi)膜異位癥新生血管的生成[19]。 Nematian等通過質(zhì)粒轉(zhuǎn)染子宮內(nèi)膜異位癥患者血清，發(fā)現(xiàn)miRNA 125b水平與TNF-α，IL-1β和IL-6呈正相關(guān)，而miRNA Let-7b水平與TNF-α呈負(fù)相關(guān)。同時(shí)用miRNA 125b模擬物或Let-7b抑制劑轉(zhuǎn)染的巨噬細(xì)胞中，TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8顯著上調(diào)[18]。巨噬細(xì)胞和子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞(endometrial stromal cells，ESCs)的共培養(yǎng)單位中，IL-10水平也出現(xiàn)升高現(xiàn)象。在IL-10協(xié)同作用下，異位病灶的生長(zhǎng)、黏附和深部浸潤(rùn)明顯增加。有研究者通過在小鼠模型中證明了IL-10和子宮內(nèi)膜異位的關(guān)系[20]。IL-17A是一種有效的血管生成和促炎性細(xì)胞因子，有報(bào)道M2巨噬細(xì)胞產(chǎn)生大量的IL-17A，通過激活分子伴侶介導(dǎo)的自噬從而抑制細(xì)胞凋亡，使得異位內(nèi)膜細(xì)胞逃過人體免疫系統(tǒng)，維持異位子宮內(nèi)膜存活[21]。Ahn等[22]通過研究發(fā)現(xiàn)組織固有免疫細(xì)胞是子宮內(nèi)膜異位癥患者的IL-17A的來(lái)源，IL-17A具有通過VEGF和IL-8介導(dǎo)的途徑增強(qiáng)病變的血管形成的潛力。它有可能通過刺激子宮內(nèi)膜異位病變細(xì)胞，產(chǎn)生趨化因子如G-CSF、CCL11、CXCL1、CX3CL1，從而通過募集免疫細(xì)胞來(lái)促進(jìn)炎癥發(fā)生。

2.巨噬細(xì)胞抑制因子(macrophage inhibitor，MIF):MIF由異位子宮內(nèi)膜細(xì)胞釋放，消除了糖皮質(zhì)激素對(duì)單核細(xì)胞分泌TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8的抑制作用，這些細(xì)胞因子是免疫和炎性反應(yīng)的重要誘導(dǎo)因子。Zhang等[23]將育齡期女性分成子宮內(nèi)膜異位組(n=55)和對(duì)照組(n=47)，用刮宮術(shù)獲得不同時(shí)期的內(nèi)膜組：子宮內(nèi)膜異位增殖期(n=26)、子宮內(nèi)膜異位分泌期(n=29)、對(duì)照增殖期(n=24)和對(duì)照分泌期(n=23)。研究發(fā)現(xiàn)MIF可能在子宮內(nèi)膜異位癥疼痛和不孕癥中起作用，并且是通過抑制巨噬細(xì)胞遷移的途徑產(chǎn)生的影響。同時(shí)，有研究者使用MIF基因敲除模型和子宮內(nèi)膜異位癥的對(duì)照小鼠模型，將子宮內(nèi)膜組織注入腹腔并允許植入和生長(zhǎng)，結(jié)果顯示MIF缺失顯著減緩子宮內(nèi)膜組織向腹膜宿主組織的生長(zhǎng)速度，導(dǎo)致子宮內(nèi)膜植入物數(shù)量和大小也顯著減少。MIF基因缺失通過下調(diào)VEGF、COX-2，Bcl-2等因子，導(dǎo)致異位子宮內(nèi)膜組織明顯的萎縮和壞死[24]。

3.趨化因子：有研究報(bào)道子宮內(nèi)膜異位癥環(huán)境中產(chǎn)生的趨化因子可能會(huì)形成級(jí)聯(lián)反應(yīng)，加速白細(xì)胞向子宮內(nèi)膜異位癥患者腹腔內(nèi)的募集。例如FKN是一種特異性趨化因子，能夠吸引和激活單核-吞噬細(xì)胞。在位ESCs分泌的FKN可以改變巨噬細(xì)胞分泌IL-10和IL-12的釋放,打破了IL-10和IL-12之間的平衡。此外，F(xiàn)KN可誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞M2極化，使CD86表達(dá)下調(diào)。 FKN可以通過激活p38MAPK和整合素β1信號(hào)通路，增加基質(zhì)金屬蛋白酶9的表達(dá)，降低金屬蛋白酶組織抑制因子1(tissue inhibitor of metalloproteinase1,TIMP1)和金屬蛋白酶組織抑制因子(tissue inhibitor of metalloproteinase2，TIMP2)的表達(dá)，進(jìn)而增強(qiáng)了ESCs的侵襲性[25]。單核細(xì)胞趨化蛋白1(monocyte chemotactic protein -1,MCP-1)是另外一種趨化因子，它能吸引和激活巨噬細(xì)胞的趨化因子。MCP-1在子宮內(nèi)膜異位癥患者的腹膜環(huán)境中升高，刺激巨噬細(xì)胞分泌生長(zhǎng)因子和細(xì)胞因子，維持異位內(nèi)膜組織生長(zhǎng)和促進(jìn)病變的進(jìn)一步發(fā)展。

四、子宮內(nèi)膜異位癥時(shí)巨噬細(xì)胞與其他因素相互作用

1.吲哚胺2,3-雙加氧酶-1(indoleamine 2,3-dioxygenase-1，IDO1):吲哚胺2,3-雙加氧酶-1是色氨酸沿犬尿酸途徑分解代謝的限速酶，其高表達(dá)能導(dǎo)致微環(huán)境的免疫耐受。Xun等用質(zhì)粒轉(zhuǎn)導(dǎo)異位子宮內(nèi)膜細(xì)胞和在位子宮內(nèi)膜細(xì)胞上調(diào)IDO1，并使其與巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)48h。與在位子宮內(nèi)膜細(xì)胞比較，異位子宮內(nèi)膜細(xì)胞共培養(yǎng)的外周血單核細(xì)胞驅(qū)動(dòng)的巨噬細(xì)胞表現(xiàn)出較低的吞噬能力， ESCs增殖能力顯著增強(qiáng)。Mei等發(fā)現(xiàn)通過激活I(lǐng)L-33，異位ESCs中IDO1表達(dá)的增加減弱了巨噬細(xì)胞的吞噬能力。綜上所述，受IDO1激活的巨噬細(xì)胞可促進(jìn)逆行子宮內(nèi)膜組織的存活，并參與子宮內(nèi)膜異位癥的發(fā)病機(jī)制。

2.巨噬細(xì)胞和 NK細(xì)胞之間的關(guān)系:子宮內(nèi)自然殺傷細(xì)胞(natural killer cell，NK)是正常子宮內(nèi)膜中主要的白細(xì)胞群，在月經(jīng)周期中，NK細(xì)胞水平是變化的，NK細(xì)胞功能障礙有助于月經(jīng)期子宮內(nèi)膜碎片回流腹腔的免疫逃逸，導(dǎo)致子宮內(nèi)膜異位癥。Yang等[20]通過體外模擬異位微環(huán)境，發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞與ESCs之間的相互作用可能會(huì)通過刺激IL-10和TGF-β的分泌來(lái)下調(diào)NK細(xì)胞的細(xì)胞毒性，并進(jìn)一步觸發(fā)異位片段的免疫逃逸，促進(jìn)子宮內(nèi)膜異位的進(jìn)一步發(fā)生和發(fā)展。

3.巨噬細(xì)胞鐵超載:月經(jīng)期間，逆流的經(jīng)血使得血紅素過量和鐵超負(fù)荷，并進(jìn)一步通過核因子激活誘導(dǎo)細(xì)胞損傷和增加促炎性基因的表達(dá)，引起氧化損傷和炎性反應(yīng)；同時(shí)涉及腹膜巨噬細(xì)胞時(shí)，使其清除異物功能減弱，從而促進(jìn)了子宮內(nèi)膜組織的存活。在芬頓反應(yīng)(Fenton reaction)中，超載的鐵可以作為催化劑，當(dāng)巨噬細(xì)胞的鐵代謝在子宮內(nèi)膜異位癥中增強(qiáng)時(shí)，通過產(chǎn)生大量的活性氧來(lái)增強(qiáng)氧和氮的毒性，從而誘導(dǎo)細(xì)胞氧化損傷。在女性子宮內(nèi)膜異位癥的腹腔液中過量的NO可能在鐵超負(fù)荷誘導(dǎo)的線粒體和死亡受體凋亡途徑中起作用以促進(jìn)子宮內(nèi)膜異位癥的進(jìn)展。

4.巨噬細(xì)胞促進(jìn)新生血管的生成：在人類子宮內(nèi)膜和淺表子宮內(nèi)膜異位病變中，表達(dá)CD163+/CD206+的巨噬細(xì)胞能分泌基質(zhì)金屬蛋白酶27，巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)的嚴(yán)重性與基質(zhì)金屬蛋白酶27表達(dá)相一致[23]。同時(shí)，巨噬細(xì)胞能分泌表達(dá)GM-CSF和GM-CSFR mRNAs，其中GM-CSF通過自分泌或旁分泌循環(huán)誘導(dǎo)子宮內(nèi)膜異位癥的增殖，經(jīng)Stat3通路的激活，促進(jìn)新生血管的生成。有研究者通過熒光激活細(xì)胞分選檢測(cè)巨噬細(xì)胞表型，并通過酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法測(cè)定趨化因子的分泌，發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞能促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞遷移和新生血管形成。

五、展 望

綜上所述，免疫系統(tǒng)的巨噬細(xì)胞與子宮內(nèi)膜異位癥存在顯著性關(guān)系。NK細(xì)胞功能的下調(diào)和巨噬細(xì)胞分化的異常導(dǎo)致免疫監(jiān)視功能下降，IDO1表達(dá)的上升和逆流經(jīng)血引起的巨噬細(xì)胞鐵超載減弱了巨噬細(xì)胞吞噬能力，以上兩點(diǎn)造成了子宮內(nèi)膜碎片逃脫免疫監(jiān)視。異位癥環(huán)境中產(chǎn)生的趨化因子加劇免疫細(xì)胞的募集，隨著巨噬細(xì)胞數(shù)量的增多，分泌因子和MIF打破病灶處促炎和抗炎的平衡，引起了子宮內(nèi)膜異位癥。同時(shí)，巨噬細(xì)胞分泌金屬基質(zhì)蛋白酶等促進(jìn)新生血管的生成，促進(jìn)了內(nèi)異癥的發(fā)展。但是，巨噬細(xì)胞造成子宮內(nèi)膜異位癥的具體機(jī)制尚未闡述清楚，還需進(jìn)一步探究。