Toll樣受體與輸卵管疾病

徐?；?孫蓬明

輸卵管作為動態(tài)的生殖器官，在配子運輸、雌雄配子最終成熟、受精、胚胎早期發(fā)育以及胚胎向子宮運輸?shù)确矫嫫鹬匾饔?，健康的輸卵管是成功妊娠的先決條件。雖然先前認(rèn)為女性生殖道的上部是無菌的，但已發(fā)現(xiàn)陰道中的病原體可從宮頸和子宮上升到輸卵管。因此，輸卵管與女性生殖道的其他部分一樣，受到免疫系統(tǒng)的保護，使其免受病原體侵襲。病原微生物感染后是否發(fā)病，除了與病原體的毒性有關(guān)，還和宿主的免疫密切相關(guān)。同一病原體入侵，宿主正常免疫反應(yīng)能及時充分地清除病原體，不能或僅能造成輕微的組織損傷；相反，免疫反應(yīng)不足，不能及時徹底清除病原體，就會導(dǎo)致持續(xù)感染，誘發(fā)慢性炎癥病變。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，免疫因素在生殖道感染中發(fā)揮重要作用。本文就TLRs在輸卵管妊娠和輸卵管慢性炎的相關(guān)研究進展進行綜述。

Toll樣受體(Toll like receptors，TLRs)是一類進化保守的模式識別受體，是迄今認(rèn)識的機體通過直接感知病原體做出防御反應(yīng)的第一個天然免疫受體。1988年Hashimoto等首次在果蠅體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了Toll基因的表達產(chǎn)物TLRs[1]，1997年Medzhitov等發(fā)現(xiàn)了人類第一種TLR[2]。至今在哺乳動物中發(fā)現(xiàn)了13種受體；在人類和小鼠中都發(fā)現(xiàn)了TLR1～10，但TLR11～13僅在小鼠中表達[3]。TLRs主要表達于那些最可能首先接觸微生物的固有免疫細(xì)胞(如中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞)和與外界因素接觸的機體上皮細(xì)胞(如皮膚、胃腸道、呼吸道、泌尿道、生殖道等)，成為機體防御微生物入侵的第1道防線。

一、TLRs的結(jié)構(gòu)、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和功能

TLRs分子是一種Ⅰ型跨膜蛋白，由胞外富含亮氨酸重復(fù)序列(LRR)結(jié)構(gòu)域、胞內(nèi)保守的Toll/IL-1 受體(TIR)結(jié)構(gòu)域和跨膜結(jié)構(gòu)域3部分組成。根據(jù)TLRs在細(xì)胞的定位分為兩大類：一類表達于膜表面，包括TLR1、TLR2、TLR4、TLR5、TLR6，主要識別微生物的膜組成成分，如脂質(zhì)、脂蛋白和蛋白質(zhì)；另一類表達于細(xì)胞內(nèi)的囊泡如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核內(nèi)體等，包括TLR3、TLR7、TLR8、TLR9、TLR10，主要識別病原微生物的核酸。TLR通過病原相關(guān)分子模式(pathogen associated molecular pattern，PAMP)和損傷相關(guān)分子模式(damage-assosiated molecular patterns，DAMP)兩種模式介導(dǎo)識別各種病原體的脂質(zhì)、脂蛋白、核酸以及機體自身異常代謝產(chǎn)物[4]。髓系分化因子88(mye-loid differentiation primary response gene 88，MyD88)是主要與TLR相關(guān)聯(lián)的接頭蛋白，大部分TLR通過此通路傳導(dǎo)，即MyD88依賴性信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，但TLR3是通過非MyD88依賴性信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路傳導(dǎo)[5]。通過模式識別受體對其相應(yīng)的病原體相關(guān)分子模式進行識別、結(jié)合，經(jīng)向胞內(nèi)傳遞信號，激活轉(zhuǎn)錄因子，誘導(dǎo)白細(xì)胞介素-6、白細(xì)胞介素-8、腫瘤壞死因子-α及干擾素-γ等多種炎癥細(xì)胞因子表達，在病原體入侵的早期階段即啟動天然免疫；在感染的后期階段，還可促進樹突狀細(xì)胞的分化成熟，增強共刺激分子(CD80、CD86)表達和抗原遞呈作用，參與細(xì)胞的激活與分化，啟動獲得性免疫，共同參與抗感染。TLRs通過幾個相關(guān)的受體，以獨特的方式激活宿主免疫系統(tǒng)對種類眾多病原體的防御反應(yīng)，有利于機體抵抗病原微生物的感染和組織損傷，但過強的免疫反應(yīng)也可帶來不利的影響，所以介導(dǎo)的免疫反應(yīng)必須得到合理調(diào)控，才能使這些不良后果避免發(fā)生。目前已經(jīng)報道了許多關(guān)于TLR介導(dǎo)的免疫反應(yīng)的負(fù)性調(diào)控機制，其中包括可溶性TLR。可溶性Toll樣受體2(soluble toll-like receptor 2，sTLR2)是TLR2的可溶性形式，被認(rèn)為在調(diào)控的過度啟動和激活方面起關(guān)鍵性作用，目前為止是唯一一個發(fā)現(xiàn)的哺乳類動物TLR的可溶性形式；它是由單核細(xì)胞合成的，存在于人類血漿、乳汁、羊水等，可使得炎癥反應(yīng)有效發(fā)生，并得到了適當(dāng)?shù)恼{(diào)控[6]。

二、輸卵管中TLRs的表達及其時空變化

輸卵管上皮細(xì)胞由分泌細(xì)胞和纖毛細(xì)胞構(gòu)成。Amjadi等提出輸卵管上皮表達TLR1～10是有細(xì)胞特異性的，作者通過免疫組化方法檢測了輸卵管纖毛上皮細(xì)胞中TLR1～10的表達，均呈陽性免疫染色。而在分泌細(xì)胞中，觀察到TLR1～8的弱染色，以及TLR9或TLR10的無染色[7]。研究表明TLRs在人輸卵管纖毛和分泌細(xì)胞中的不同定位和功能，纖毛細(xì)胞在檢測感染中起重要作用[8]。當(dāng)輸卵管受到刺激時，纖毛上皮細(xì)胞比非纖毛上皮細(xì)胞產(chǎn)生更多的IL-6和IL-8，纖毛細(xì)胞可能通過產(chǎn)生更多的促炎細(xì)胞因子，在預(yù)備配子以及促進胚胎支持環(huán)境方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。如何進一步闡明TLRs及其在纖毛細(xì)胞中的功能，需要進一步的研究。近年來，性激素已經(jīng)被越來越多的學(xué)者發(fā)現(xiàn)其與婦科疾病的聯(lián)系，其失調(diào)能夠引起輸卵管功能的異常，從而發(fā)生輸卵管妊娠。Zandieh[9]等采用實時定量聚合酶鏈反應(yīng)和免疫組化技術(shù)對輸卵管上皮細(xì)胞系(OE-E6/E7細(xì)胞)中TLR基因的表達進行檢測，在OE-E6/E7細(xì)胞中僅檢測到TLR1-6的表達。且運用不同濃度雌二醇和孕酮測定性激素對OE-E6/E7細(xì)胞系中TLR表達的影響，證明不同濃度雌二醇和孕酮對輸卵管細(xì)胞系TLR1-6基因的表達無明顯影響，但是雌二醇及孕酮聯(lián)合培養(yǎng)時TLR1-6表達增高。這些結(jié)果證實了雌二醇及孕酮共同存在對TLR1-6表達的刺激作用。在不同濃度的雌二醇和孕酮(模擬月經(jīng)周期)水平下TLR的表達模式與月經(jīng)周期子宮內(nèi)膜組織中TLR的表達模式相似[10]；另一方面，與月經(jīng)期相比，TLRs在增殖期或分泌期的高表達對排卵或早期胚胎發(fā)育時維持輸卵管中安全的微環(huán)境是關(guān)鍵因素。

三、TLR2和TLR4與輸卵管妊娠和慢性輸卵管炎

在抗感染免疫方面，TLR2和TLR4是TLRs家族中最具有代表性的受體。TLR2可識別革蘭氏陽性菌、分支桿菌、野生型麻疹病毒血凝素蛋白以及各種不同的微生物組分如酵母多糖、肽聚糖、脂多糖等，TLR4可識別革蘭氏陰性菌黏多糖等[11]。TLR2和TLR4主要表達于上生殖道(子宮內(nèi)膜和輸卵管)；而下生殖道很少發(fā)現(xiàn)(宮頸外口和陰道)[12]，這種表達模式可以最大程度降低對下生殖道富有的寄生菌產(chǎn)生免疫反應(yīng)，同時能快速有效識別入侵上生殖道的病原體，從而有效防止感染。

1.TLR2和TLR4與輸卵管妊娠：輸卵管妊娠為異位妊娠中發(fā)生最多的類型，是婦產(chǎn)科常見急腹癥之一，給家庭和社會帶來巨大經(jīng)濟負(fù)擔(dān)，還是早期妊娠相關(guān)死亡的最常見原因。近年來輸卵管妊娠的發(fā)病率國內(nèi)外報道均呈上升趨勢[13]，其發(fā)病機制尚未明確，不同學(xué)者研究輸卵管妊娠時TLR的表達情況也不相同。有學(xué)者運用免疫組織化學(xué)染色配合圖象半定量分析的方法檢測TLR4、NF-κB(nuclear factor kappa-B)、TNF-α(tumor necrosis factor-α)在18例因子宮肌瘤等良性疾病同時切除正常輸卵管的輸卵管壺腹部組織和30例輸卵管壺腹部異位妊娠標(biāo)本的表達情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)TLR4、NF-κB、TNF-α在兩組標(biāo)本的壺腹部黏膜上皮細(xì)胞中均有表達；但輸卵管妊娠組TLR4、NF-κB、TNF-α的表達明顯高于正常輸卵管組，推測TLR4、NF-κB、TNF-α表達的增強導(dǎo)致炎性反應(yīng)造成輸卵管局部病變加劇可能是輸卵管妊娠發(fā)病機制中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[14]。但在另一研究中則發(fā)現(xiàn)在輸卵管妊娠時TLR2表達變化與TLR4相反；Ji等[15]在輸卵管壺腹部妊娠的輸卵管組織(輸卵管妊娠組)及正常輸卵管的壺腹部組織(對照組)比較時發(fā)現(xiàn)與對照組相比，輸卵管妊娠組的TLR2 mRNA及蛋白表達降低，而TLR4 mRNA及蛋白表達增高；此研究中雖然輸卵管妊娠組總的TLR2蛋白表達低于對照組，但若將輸卵管妊娠組的輸卵管分為胚胎植入部位組(在妊娠包塊5 mm以內(nèi)的區(qū)域)和胚胎非植入部位組時；在胚胎植入部位組、胚胎非植入部位組、對照組等這三組中，胚胎植入部位組TLR2蛋白表達水平最高，胚胎非植入部位TLR2蛋白表達水平最低；并通過免疫組化實驗發(fā)現(xiàn)TLR2、TLR4主要在細(xì)胞質(zhì)中表達(而正常情況下主要是在細(xì)胞膜上)，在胚胎植入部位的輸卵管官腔中發(fā)現(xiàn)了可溶性的顆粒狀TLR2；推測可能是局部感染導(dǎo)致了輸卵管細(xì)胞膜上的TLR2移位，以避免過度的炎癥反應(yīng)；而胚胎植入部位的輸卵管官腔中的可溶性TLR2對輸卵管細(xì)胞膜上的TLR2有負(fù)反饋作用，抑制了細(xì)胞膜上TLR2 mRNA的表達，但細(xì)胞膜上TLR2蛋白表達變化滯后于mRNA。在妊娠早期，在植入部位發(fā)生廣泛的組織重塑，伴有細(xì)胞凋亡、上皮細(xì)胞破壞和細(xì)胞外基質(zhì)降解，產(chǎn)生了大量內(nèi)源性配體；因TLR4是宿主對這些內(nèi)源性配體的反應(yīng)的主要介質(zhì)[16]，所以在這些配體的刺激作用下，輸卵管妊娠組的TLR4 mRNA及蛋白表達增高；TLR2和TLR4的不同表達模式及調(diào)節(jié)機制可能是輸卵管妊娠的發(fā)病機制。

2.TLR2、TLR4與輸卵管炎癥：輸卵管炎可導(dǎo)致輸卵管發(fā)生粘連、增粗硬化、梗阻、積水等炎癥病變，成為輸卵管性不孕的主要原因，嚴(yán)重影響女性的生育健康。在輸卵管炎的研究中發(fā)現(xiàn)，炎癥病變的輸卵管組織中TLR2、TLR4表達發(fā)生改變，但研究結(jié)果不盡相同。

生殖道感染的病原體不同，TLR的表達變化情況也不相同。生殖支原體是人類泌尿生殖道的重要病原體，目前研究表明它與輸卵管性不孕相關(guān)，認(rèn)為可能與Mg感染生殖道黏膜包括輸卵管黏膜上皮細(xì)胞后啟動天然免疫引起相應(yīng)細(xì)胞因子分泌而發(fā)生炎癥反應(yīng)有關(guān)[17]。王冬蓮等[18]將40例輸卵管不孕且伴生殖道支原體感染并行手術(shù)患者及20例為同期非支原體感染輸卵管不孕手術(shù)治療的患者采用免疫組織化學(xué)方法檢測輸卵管中Toll樣受體2和受體4的表達；結(jié)果發(fā)現(xiàn)40例支原體感染致不孕者與對照組輸卵管TLR2 和TLR4均為陽性，但TLR2和TLR4在支原體所致輸卵管不孕患者中表達增加，認(rèn)為TLR2和TLR4通過病原體相關(guān)分子模式進行識別，導(dǎo)致炎癥細(xì)胞因子釋放而參與輸卵管炎癥病變。而陳曉等[19]發(fā)現(xiàn)在金黃色葡萄球菌感染的輸卵管黏膜中，隨著感染時間延長TLR2 mRNA表達逐漸降低。炎癥初期金黃色葡萄球菌大量入侵輸卵管黏膜，TLR2識別病原菌，通過一系列信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，使單核巨噬細(xì)胞產(chǎn)生大量的TNF-α等促炎細(xì)胞因子，高于生理水平的TNF-α誘導(dǎo)機體產(chǎn)生一些有害物質(zhì)，通過其細(xì)胞毒作用及促炎因子間的協(xié)同作用，導(dǎo)致輸卵管黏膜上皮細(xì)胞發(fā)生變性、壞死等一系列炎癥反應(yīng)，最終壞死物質(zhì)被溶解吸收。炎癥后期TLR2啟動炎癥反應(yīng)終止機制，輸卵管的炎癥病變減輕。

輸卵管病變程度不同，TLR表達水平也不盡相同。武孟香等[20]用免疫組化檢測發(fā)現(xiàn)在積水或積膿的輸卵管組織上TLR4表達增加，而陳淑芳等[21]發(fā)現(xiàn)在積水的輸卵管上皮中TLR4 mRNA的表達減少。張紅霞等[22]則用免疫組化和定量PCR檢測TLR2、TLR4在輸卵管正常組、輕度病變組和重度病變組中的表達，發(fā)現(xiàn)TLR2、TLR4的表達與輸卵管慢性炎癥病變程度有關(guān)，TLR2、TLR4在黏膜輕度病變的輸卵管組織中表達增高，而在積水的重度病變輸卵管組織中表達下降，推測TLR2、TLR4的表達與感染時炎癥反應(yīng)階段有關(guān)；并認(rèn)為初次感染時，輸卵管TLR2、TLR4表達上調(diào)，動員各種免疫細(xì)胞分泌炎性因子清除病原體，保持黏膜上皮完整，使輸卵管正常或僅為黏膜炎癥；當(dāng)TLR2、TLR4介導(dǎo)的局部炎癥反應(yīng)過強或過弱，不足以及時徹底清除病原體以致持續(xù)激活，則誘發(fā)組織損傷，輸卵管上皮受損后TLR2、TLR4表達減少，抵抗再次感染的免疫屏障功能受損，在病原體反復(fù)感染時最終發(fā)生積水等嚴(yán)重病變。同時，TLR2、TLR4在感染的不同階段，發(fā)揮作用也不同。感染早期，主要是TLR4介導(dǎo)單核細(xì)胞分泌炎性因子和清除細(xì)菌，然后再通過TLR2激活巨噬細(xì)胞的信號途徑。TLR2不僅誘導(dǎo)炎性因子分泌，更是終止炎癥反應(yīng)強有力的介導(dǎo)因子，它及時啟動和終止炎癥反應(yīng)，從而最大程度清除病原體和避免機體組織損害。臨床上，在感染早期及時有效控制炎癥，有利于保持輸卵管上皮的完整性，從而保護了其固有免疫，避免輸卵管嚴(yán)重炎癥病變的發(fā)生。

TLRs是生殖系統(tǒng)防御的關(guān)鍵分子，病原體感染后TLRs介導(dǎo)適度的免疫反應(yīng)是清除病原體和避免組織損傷的關(guān)鍵。TLR與輸卵管炎癥、輸卵管妊娠之間具體的內(nèi)在關(guān)系仍然需要更深入的探索，且目前尚未見輸卵管妊娠的動物模型的文獻，所以輸卵管妊娠的發(fā)生機理仍然需要探索。TLR在不同激素水平、輸卵管炎癥不同病變程度、感染的不同病原體等產(chǎn)生什么樣的作用也需要更深入的研究。