趨化因子在子宮內膜異位癥發(fā)病機制中作用的研究進展 *

汪 沙 林斯麗 綜述 段 華 審校

(首都醫(yī)科大學附屬北京婦產醫(yī)院婦科微創(chuàng)中心，北京 100006)

子宮內膜異位癥(endometriosis，EMS)是指有活性的在位內膜細胞在子宮體以外發(fā)生黏附、侵襲并形成新生血管，最終導致異位病灶生成的病理過程。該疾病具有痛經逐漸加重、卵巢子宮內膜異位囊腫逐漸增大以及期別逐漸進展的特點，有可能存在診斷延遲[1]。EMS具體發(fā)病機制仍不清楚，在位內膜如何異位至其他器官是當下研究EMS發(fā)病機制的熱點及難點。既往研究[2～4]顯示EMS患者腹腔液中存在大量的免疫細胞，特別是單核巨噬細胞、T細胞亞群等。正常情況下這些免疫細胞在維持免疫耐受中發(fā)揮重要的調節(jié)作用，其功能在EMS患者中發(fā)生改變，降低盆腹腔微環(huán)境對異位子宮內膜的免疫監(jiān)視、識別和破壞，并可能促進異位子宮內膜的增殖。與此同時，Borrelli等[5]在EMS患者腹腔液及異位病灶中檢測到不同的趨化因子，其表達與正常對照存在顯著差異。趨化因子是一類控制細胞定向遷移的細胞因子，腹腔中異常增多的免疫細胞可能是在趨化因子的介導下，從血液循環(huán)進入腹腔，在EMS的發(fā)病中發(fā)揮作用，因此，趨化因子在EMS發(fā)病中的作用逐漸受到關注。本文就目前趨化因子在EMS發(fā)病機制中作用的相關研究進行文獻總結。

1 趨化因子及其生物學作用

趨化因子是一組由組織細胞和炎性細胞產生的具有多種生物學功能的小分子活性肽，屬于細胞因子中的一個超家族。根據(jù)一級肽鏈結構將其分為4類：①CXC類，亦稱α類趨化因子，如白介素8(interleukin-8，IL-8)。根據(jù)CXC類一級結構中是否含有谷氨酸-亮氨酸-精氨酸(ELR)基序分為2類：ELR-CXC趨化因子和非ELR-CXC趨化因子。②CC類，又稱β類趨化因子，如單核細胞趨化蛋白1(monocyte chemoatratant protein-1，MCP-1)和正常T細胞表達分泌活化調節(jié)因子(regulated upon activation normal T-cell expressed and secreted，RANTES)等。③C類，稱γ類趨化因子，只有淋巴細胞趨化因子一個成員。④CX3C類，又稱δ類趨化因子，如神經趨化素，也是唯一的膜結合性趨化因子。目前發(fā)現(xiàn)起重要生物學功能的趨化因子主要是α類和β類。

趨化因子通過與其受體的結合發(fā)揮生物學效應。趨化因子和趨化因子受體結合后能誘導靶細胞定向遷移，重排細胞骨架，增強靶細胞與內皮細胞的黏附力，廣泛參與細胞的生長、發(fā)育、分化、凋亡等多種生理功能，并在腫瘤細胞的生長和轉移，誘導活化白細胞，調節(jié)其效應功能參與免疫應答等病理過程中發(fā)揮重要作用。

2 趨化因子在EMS發(fā)病中的作用

EMS的發(fā)病機制目前尚不明確，雖然最早由Sampson提出的經血逆流學說得到許多學者的認可，但卻并不能解釋為什么將近90%的育齡婦女存在經血逆流而只有少部分婦女患EMS的現(xiàn)象。近年來，國內外多項研究證實EMS患者腹腔液、血清及異位病灶中的多種趨化因子表達水平發(fā)生改變，局部免疫細胞數(shù)目及活性增加，機體微環(huán)境發(fā)生改變，使其更適合異位病灶的種植及生長[6，7]。趨化因子在EMS發(fā)病中的作用概括如下。

2.1 趨化作用

趨化作用是趨化因子最顯著的作用之一，通過形成濃度梯度，趨化血液中的免疫細胞進入腹腔并將其激活，釋放多種細胞因子，改變病灶周圍局部微環(huán)境，使異位的內膜能夠逃避免疫監(jiān)視進行異位生長。

Kayisli等[8]研究表明在EMS中存在CCL5(RANTES)、CCL2(MCP-1)、CCL11(Eotaxin)以及CXCL8(IL-8)趨化因子的過表達，其過表達趨化的免疫細胞各不相同。RANTES是調節(jié)循環(huán)單核細胞趨化作用的主要因素，不僅可以趨化和激活單核細胞，而且能夠誘導T細的活化和增殖，調控細胞毒T細胞產生免疫應答。Hornung等[9]證明正常子宮內膜來源的基質細胞以及EMS植入物能積極合成RANTES。王悅等[10]評估24例EMS(觀察組)和14例非EMS(對照組)腹腔液中RANTES含量，16例中、重度EMS腹腔液中RANTES含量中位數(shù)為88.3 ng/L，對照組患者腹腔液中RANTES含量中位數(shù)為0 ng/L，兩者差異有顯著性，表明EMS患者腹腔液中RANTES明顯升高。周夏伶等[11]檢測33例EMS(美國r-AFS分期Ⅰ期4例，Ⅱ期10例，Ⅲ期12例，Ⅳ期7例)腹腔液中RANTES水平，分別為(411.3±176.5)、(570.1±213.7)、(793.6±268.3)、(869.4±317.8)ng/L，RANTES 水平與r-AFS分期呈正相關(r=0.975，0.893，P均<0.05)。EMS病灶中間質細胞產生這種強大的趨化能力可能有助于將活化的巨噬細胞和T細胞注入腹腔和EMS種植體本身，在EMS的病理生理學中發(fā)揮重要作用。

MCP-1是趨化誘導單核細胞浸潤到異位病灶的有效介質，能使單核細胞內Ca2+濃度增加，產生并釋放超氧陰離子，釋放溶酶體酶，最終活化成為巨噬細胞。胡倩倩等[12]報道與正常子宮內膜組織相比，研究組EMS患者血清和腹腔液中MCP-1表達水平升高32%，表明MCP-1在異位子宮內膜組織上皮細胞的免疫反應中明顯改變。此外，IL-8對中性粒細胞和T細胞具有很強的趨化作用。Eotaxin主要介導嗜酸性粒細胞的趨化作用。

2.2 促血管形成

新生血管為異位病灶輸送必需的營養(yǎng)物質，清除代謝廢物，異位病灶能夠在異位生長依賴于局部血管的形成為其提供物質基礎，趨化因子在此過程中扮演著非常重要的角色。Ku等[13]研究表明CXC類和CC類趨化因子是有效的血管生長因子，如IL-8、MCP-1、Eotaxin等。

IL-8通過誘導血管內皮細胞遷移而促血管生成。Mihalyi等[14]研究顯示EMS患者腹腔液IL-8水平與EMS嚴重程度、病灶大小和數(shù)量直接相關，與對照組相比，輕度EMS患者腹腔液IL-8 濃度顯著升高[1.6(0～52.12) pg/ml vs. 0.875(0～6.26)pg/ml，P=0.0003]，中重度EMS患者血漿 IL-8水平顯著高于對照組[1.85(0～27.32)pg/ml vs. 0.875(0～6.26)pg/ml,P=0.0003]；活性病灶(主要指紅色病灶、腺樣病灶及火焰樣病灶)的r-AFS評分越高，IL-8 水平越高(r=0.72，P=0.0005)，其血管生長也越活躍[15]；黃體期具有紅色病變的患者腹腔液IL-8濃度明顯高于對照組(P=0.021)[16]，提示IL-8在EMS發(fā)病中起重要作用[17]。血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最為重要的血管生長因子[18]。在體外培養(yǎng)實驗中，異位內膜間質細胞可以分泌VEGF，且在培養(yǎng)基中加入雌二醇(E2)或MCP-1，與未加入的對照組相比，VEGF水平顯著增加[(1091.75±17.91) vs. (913.50±11.24)，P<0.01；(1096.75±44.39) vs. (929.25±53.6)，P<0.01]，尤其是E2 和MCP-l并存時尤為明顯[(1426±25.63) vs.(1248±27.98)，P<0.01]，結果提示MCP-1能通過上調VEGF的表達參與內異癥異位灶新生血管的形成，從而促進EMS的病情進展[19]。

Eotaxin與其他CXC趨化因子和CC趨化因子一樣，可在血管生成中起直接作用[20]。與正常子宮內膜相比，子宮內膜異位上皮細胞有優(yōu)先合成和分泌Eotaxin的能力[21]。Eotaxin的趨化活性與其受體CCR3在人微血管內皮細胞上的表達相一致，并顯示Eotaxin可誘導血管的形成[22]。Ouyang等[23]觀察EMS患者異位子宮內膜組織中Eotaxin的分泌及其與IL-4的關系，從手術患者的卵巢子宮內膜異位囊腫的囊壁獲取的子宮內膜間質細胞進行培養(yǎng)，向培養(yǎng)基中分別加入濃度為0、0.1、1、10 ng/ml IL-4后培養(yǎng)48 h，每24 h檢測一次Eotaxin蛋白和mRNA含量，與濃度為0 ng/ml相比，加入1 ng/ml與10 ng/ml IL-4后，Eotaxin蛋白和mRNA水平明顯升高(P<0.005，P<0.001)，IL-4以劑量依賴性的方式增加內皮細胞中Eotaxin蛋白的分泌及其mRNA的表達，因此認為Eotaxin可能起到促進血管生成和子宮內膜異位癥發(fā)展的作用。

2.3 調節(jié)侵襲黏附作用

在EMS發(fā)病中，有活性的子宮內膜殘片逆流入腹腔并與腹膜間皮細胞黏附是EMS發(fā)生的始動環(huán)節(jié)，趨化因子在這個過程中能夠增強子宮內膜的黏附性，從而發(fā)揮重要作用。IL-8與其受體 CXCR1結合后可通過整合素β1介導子宮內膜細胞與纖維連接蛋白黏附，整合素β1在調節(jié)黏附作用的同時又可以誘導促進IL-8的表達，形成正反饋作用[24]。MCP-1與IL-8一樣可以通過整合素參與子宮內膜間質細胞與腹膜間皮細胞的黏附，黏附本身又可促進MCP-1的表達。這種正向的促進作用可進一步加強腹腔炎癥的進展，提示IL-8和MCP-1是異位細胞黏附的重要因子。陳惠嫻等[25]報道EMS患者血清中CXCL16水平比非EMS患者明顯升高[(1.7437±0.6614)pg/ml vs.(1.0700±0.5632)pg/ml，P<0.05]。CXCL16與其受體CXCR6結合后可促進細胞生長、遷移和侵襲，并促進IL-8分泌，調控細胞間黏附分子1(intercellular adhesion molecule-1,ICAM-1)和血管細胞黏附分子1(VCAM-1)的表達，參與異位內膜的黏附種植。

細胞表面蛋白水解和細胞外基質降解增強，在EMS異位內膜細胞侵入過程中起關鍵性作用?；|金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)可降解細胞外基質中的各種蛋白成分，破壞細胞基底膜參與異位內膜轉移、浸潤等病理過程，對細胞外基質的重塑起重要作用。趨化因子可以通過改變MMPs的表達，提高內膜細胞的侵襲性[24，25]。體外實驗證實，IL-8可提高體外培養(yǎng)的子宮內膜間質細胞MMPs的活性以及浸潤能力，從而有利于異位內膜植入腹膜或其他結締組織。Mulayim等[26]研究表明用濃度10 ng/ml IL-8處理子宮內膜間質細胞，可分別增加MMP-9和MMP-2活性30%、20%；用相同濃度IL-8處理的細胞與對照組細胞相比，跨膜的細胞數(shù)量增加1.7倍(P<0.05)，增加子宮內膜間質細胞的侵襲能力，促進EMS的發(fā)生。Li等[27]觀察MCP-1對EMS患者子宮內膜間質細胞侵襲的影響，結果顯示：①MCP-1提高磷酸化細胞外信號調節(jié)激酶1/2(ERK1/2)占總ERK1/2的比例(P<0.05)和磷酸化Akt占總Akt的比例(P<0.05)，降低金屬蛋白酶組織抑制因子1(tissue inhibitor of metalloproteinase 1,TIMP1)和TIMP2的表達；②加入絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)/ERK1/2抑制劑U0126和磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/Akt抑制劑LY294002后，TIMP1和TIMP2水平明顯增加(P<0.01)，表明MCP-1通過激活PI3K/Akt和MAPK/ERK1/2信號通路，下調TIMP1和TIMP2的表達，增加子宮內膜間質細胞的侵襲性。

2.4 免疫調節(jié)異常

免疫調節(jié)在EMS的發(fā)生、發(fā)展各環(huán)節(jié)中起到重要的作用，被募集到異位病灶的免疫細胞，使腹腔液中多種細胞因子發(fā)生變化，從而降低盆腹腔微環(huán)境對異位子宮內膜的監(jiān)視、識別和破壞[28]。趨化因子對免疫調節(jié)的作用主要是通過Th1/Th2漂移發(fā)揮作用。在正常的免疫調節(jié)中，Th1細胞主要是協(xié)助經抗原激活的靜息細胞毒性T細胞分化發(fā)育成為效應T細胞，介導細胞免疫。Th2細胞輔助B細胞增殖分化成漿細胞參與體液免疫，一旦Th1向Th2型漂移，機體就會處于免疫抑制狀態(tài)，免疫功能逐漸減退，子宮內膜細胞發(fā)生免疫逃逸，使得異位內膜得以種植和生長。Takamura等[29]對CD4+T淋巴細胞亞型分布進行研究，與正常子宮內膜相比，在異位內膜中Th1比例顯著較低[(59.64±9.28)% vs. (79.07±8.97)%,P<0.05]，2組間Th2無明顯差異[(2.00±0.96)% vs. (0.96±0.65)%，P=0.37]，表明在子宮內膜異位病變中Th1/Th2平衡向Th2偏移。羅雪珍等[30]報道與正常子宮內膜相比，異位內膜中CCR8和CCR4表達顯著增加[陽性顆粒OD值：(13.84±3.21)vs.(3.85±1.03)，P<0.05；(16.32±4.38)vs.(5.88±2.05)，P<0.05]，CCR4、CCR8主要于Th2表達，CCR4常被看作Th2型細胞標志之一，且CCR4、CCR8受體/配體結合后可選擇性地募集CD4+效應T細胞進入感染區(qū)域，因此，過度表達的CCR8和CCR4可能通過募集Th2細胞進入局部微環(huán)境，促進該部位的免疫反應向Th2偏移，從而使異位內膜不易被細胞毒性T細胞清除。

除Th1/Th2外，T細胞其他亞型也可能存在異常。張達等[31]通過流式細胞術檢測EMS組和對照組子宮內膜中Th17和Treg細胞所占比例，EMS組Th17所占比例明顯高于正常組[(5.48±2.81)vs.(2.34±1.01)，P=0.014]，Treg所占比例明顯低于正常組[(4.22±1.04) vs.(6.14±1.52)，P=0.026]，表明EMS患者免疫調節(jié)細胞Th17和Treg平衡失調，免疫調節(jié)紊亂。Chang等[32]研究結果顯示：①IL-27可誘導Th17細胞中IL-10顯著升高(P<0.001)；②IL-27可誘導c-Maf和Blimp-1在Th17細胞中表達升高，RORγt表達減少(P均為<0.001)；③免疫共沉淀實驗結果顯示c-Maf、RORγt、Blimp-1能夠聚合成為復合體，且RORγt可正向調控Blimp-1。綜上，IL-27可通過c-Maf/RORγt/Blimp-1信號通路刺激Th17細胞產生IL-10，促進異位病灶的植入和快速生長，因此，IL-27可能是EMS免疫耐受的關鍵調控因子。

另外，Li等[33]對子宮內膜組織巨噬細胞極性的觀察結果顯示，代表總巨噬細胞的CD68+巨噬細胞數(shù)量在異位和在位內膜中明顯多于正常子宮內膜(P<0.005)，但在位和異位內膜無明顯差異；代表M2極化的CD163+巨噬細胞數(shù)量在異位內膜中顯著多于在位內膜(P<0.01)；CD163+/CD68+巨噬細胞數(shù)量比值在正常內膜為0.70±0.12，在位內膜為0.60±0.16，異位內膜為0.66±0.16，正常內膜比值明顯高于另外2組(P<0.01)，表明在EMS患者中，在位子宮內膜的巨噬細胞向M1極化，異位子宮內膜的巨噬細胞主要為M2極化。在TNF-α的作用下，來源于子宮內膜間質細胞的MCP-1可以刺激腹膜巨噬細胞向M2極化[CD163+巨噬細胞顯著增加(P<0.01)]，免疫應答下調，使異位子宮內膜脫離免疫監(jiān)視，可能與EMS的發(fā)生發(fā)展有關。

2.5 增殖凋亡

異位內膜腺體細胞的異常增殖和凋亡，導致其在異位病灶保持持續(xù)增長的能力，對子宮內膜異位癥的發(fā)生發(fā)展有顯著的促進作用。Li等[34]認為CXCL8及其受體CXCR1通過激活磷酸酶和張力素同源物(PTEN)/Akt途徑，促進EMS的增殖和生長，抑制子宮內膜間質細胞的凋亡，并上調抗凋亡蛋白、Survivin和Bcl-2的表達，參與EMS的發(fā)病過程。CXCL8能夠顯著刺激Akt轉化為磷酸化Akt(P<0.01)并且使PTEN表達下調(P<0.05)；LY294002不僅可以直接抑制子宮內膜間質細胞的增殖、生長和凋亡(P<0.05或P<0.01)，而且可以逆轉CXCL8誘導的增殖和生長的增加以及凋亡的減少(P<0.05或P<0.01)。此外，Li等[35]報道在CCL2處理后的子宮內膜間質細胞中，增殖細胞核抗原和Survivin表達明顯增加(P<0.05)，認為CCL2能增加增殖細胞核抗原、Survivin的表達，促進子宮內膜間質細胞的活性和增殖。

2.6 與細胞因子間的相互作用

EMS患者腹腔內存在一個復雜的免疫調控機制，活化的免疫細胞在腹腔內多種細胞因子的作用下，不僅促進異位內膜組織趨化因子的表達，趨化因子受體的表達也被上調，增加的趨化因子和受體反過來可以募集更多的免疫細胞到達局部異位病灶[36]。EMS患者體內增強的趨化因子、各種細胞因子及對趨化因子敏感性的上升共同作用，促進EMS腹腔內的炎癥反應，從而形成惡性循環(huán)。Zhou等[37]研究顯示：①與無EMS患者相比，EMS患者腹水中IL-6顯著升高(P<0.05)，進一步分析IL-6的來源，在位子宮內膜間質細胞和巨噬細胞均可分泌IL-6并且巨噬細胞產生的更多(P<0.05)；2種細胞共同培養(yǎng)所產生的IL-6比單獨培養(yǎng)時分泌明顯增多(P<0.05)，提示異位子宮內膜間質細胞可能與巨噬細胞相互作用產生IL-6。②用不同濃度的IL-6(0、10、20、50 ng/ml)處理子宮內膜間質細胞培養(yǎng)48 h后，CCL17水平均明顯增加(P<0.05)，且與在位內膜和正常內膜相比，CCL17在異位子宮內膜間質細胞中表達最高(P<0.05)，提示IL-6可促進子宮內膜間質細胞中CCL17的表達。③在用IL-6預處理的培養(yǎng)子宮內膜間質細胞上清液刺激的巨噬細胞中，CCL17的受體CCR4表達最高(P<0.05)，同時IL-6表達的進一步增加，且該效應能夠被抗CCL17抗體抑制(P<0.05)，提示IL-6誘導的CCL17分泌可促進巨噬細胞表面其受體CCR4的表達， CCR4的上調可進一步增強IL-6的表達，形成正反饋，從而發(fā)揮其增強內膜細胞侵襲、種植和增殖作用，促進EMS的發(fā)生發(fā)展。

3 小結

綜上所述，EMS可能是一個復雜的全身性疾病，其病理生理學涉及多種因素。趨化因子作為一種免疫炎性介質，通過形成濃度梯度，趨化血液中的免疫細胞進入盆腹腔，并將其激活，從而降低盆腹腔微環(huán)境對異位子宮內膜的免疫監(jiān)視、識別和破壞，逃避機體的免疫攻擊，促進異位的內膜細胞黏附、侵襲及局部血管形成，可能參與EMS的發(fā)生發(fā)展。目前，有關趨化因子在EMS中的研究多集中于表達情況，其在EMS中的具體作用機制還有待于進一步研究，能否能將趨化因子及其受體作為診斷和治療的靶點還有待探索。