Treg細(xì)胞在正常妊娠與不良妊娠事件中的作用研究進(jìn)展

寧 圓，蘇厚恒，王 革，劉維琳，郎文娟

(青島市市立醫(yī)院免疫風(fēng)濕科，山東 青島 266000)

人體免疫系統(tǒng)具有嚴(yán)格的調(diào)控功能，識(shí)別非己抗原，進(jìn)行免疫清除。而母體免疫系統(tǒng)可以說是一個(gè)特例：母體免疫系統(tǒng)并不排斥胎兒，也不排斥母胎界面表達(dá)父系同種抗原的滋養(yǎng)層細(xì)胞。目前研究[1-2]表明，母體中存在著阻止免疫系統(tǒng)識(shí)別胎兒抗原的免疫耐受機(jī)制，這是妊娠建立與維持的前提。也就是說，針對(duì)不良妊娠的治療并不是抑制母體免疫系統(tǒng)的功能，而是增強(qiáng)母體的免疫耐受。Treg細(xì)胞數(shù)目減少、功能下降與流產(chǎn)、先兆子癇等不良妊娠相關(guān)[3-4]。本文分析近年來國內(nèi)外相關(guān)研究資料，總結(jié)Treg細(xì)胞在妊娠維持與丟失中的作用研究進(jìn)展，為臨床治療提供科學(xué)依據(jù)。

1 Treg細(xì)胞簡介

Treg細(xì)胞(CD4+CD25hiFoxP3+)，是T淋巴細(xì)胞的一個(gè)亞群，它可以調(diào)控和抑制一系列免疫反應(yīng)。Treg細(xì)胞可分為自然調(diào)節(jié)性T淋巴(nTreg)細(xì)胞和誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T淋巴(iTreg)細(xì)胞兩種，前者是胸腺源性Treg細(xì)胞，后者是通過接觸周圍環(huán)境抗原在外周產(chǎn)生的Treg細(xì)胞[5]。FoxP3是forkhead-box/winged-helix轉(zhuǎn)錄因子家族成員，是Treg細(xì)胞的獨(dú)特標(biāo)記，是控制Treg細(xì)胞亞群功能和發(fā)育的重要基因[6]。上調(diào)Foxp3有兩種途徑：第一種途徑是在胸腺中生成nTreg時(shí)上調(diào)；第二種途徑是轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)與iTreg細(xì)胞Foxp3基因的CNS1啟動(dòng)子結(jié)合，上調(diào)Foxp3，CNS1對(duì)于iTreg細(xì)胞生成增殖是必需的，而對(duì)于nTreg生成并不是必需，CNS1對(duì)這兩種細(xì)胞亞群有不同的生物學(xué)功能[7]。這種結(jié)合僅發(fā)生于哺乳動(dòng)物妊娠過程中[4]，這也從側(cè)面說明iTreg在妊娠中發(fā)揮了極其重要的作用。

2 Treg細(xì)胞與正常妊娠

目前妊娠的免疫病理機(jī)制不再局限于Th1/Th2/TH17理論，而是轉(zhuǎn)向更廣泛的Th1/Th2/TH17/Treg機(jī)制[8]。妊娠是特殊的免疫耐受狀態(tài)，母親和嬰兒之間的免疫組織不相容性是由于父系遺傳的移植抗原和母系的非移植抗原的差異造成的[2]。母體對(duì)父系同種抗原的免疫耐受是iTreg細(xì)胞特異性地對(duì)父系抗原產(chǎn)生耐受的一個(gè)過程。妊娠前Treg細(xì)胞的功能成熟和數(shù)量的增加與小鼠良好的妊娠結(jié)局相關(guān)[9]。交配前抗原特異性Treg細(xì)胞的移植，可降低小鼠自然流產(chǎn)發(fā)生率[10]。正常妊娠期間Treg細(xì)胞的百分比是增加的，而在復(fù)發(fā)性流產(chǎn)婦女中并沒有發(fā)現(xiàn)Treg細(xì)胞的增加[11]。Treg細(xì)胞由外周血遷移到淋巴結(jié)和脾臟，所需的Treg細(xì)胞上的歸巢受體是趨化因子受體CCR7[12]。有研究[13-14]報(bào)道了CCR7配體CCL19在腺狀和腔內(nèi)子宮上皮細(xì)胞中的存在，提示外周血Treg細(xì)胞可定向遷移至子宮?？傊?，Treg細(xì)胞在妊娠前以及妊娠中數(shù)量的增加，妊娠中Treg細(xì)胞向子宮的定向轉(zhuǎn)移都表明其在正常妊娠中發(fā)揮作用。

2.1 Treg細(xì)胞特異性激活及表達(dá)

母體Treg細(xì)胞在誘導(dǎo)小鼠同種異體妊娠的父系抗原特異性耐受中起著至關(guān)重要的作用。TELES等[13]觀察到在小鼠陰道灌洗液中Treg細(xì)胞有明顯的波動(dòng)，Treg細(xì)胞在發(fā)情期達(dá)到高峰，發(fā)情后期開始下降。同時(shí)也有研究[15]指出，發(fā)情期小鼠子宮Foxp3 mRNA的表達(dá)水平存在波動(dòng)，由此可推測Treg細(xì)胞數(shù)量變化可能與精液相關(guān)。GUERIN等[14]指出Treg細(xì)胞增殖是由精液中父系的主要組織相容性復(fù)合體(MHC)抗原特異性激活，而不是激素激活。發(fā)情期，Treg細(xì)胞優(yōu)先聚集在靠近小血管的血管周圍間隙；性感受期，精液可能通過轉(zhuǎn)化因子β起作用，觸發(fā)Treg細(xì)胞的增加[13]。

雖然在小鼠模型中觀察到胎兒抗原特異性Treg細(xì)胞的增殖，但在人類研究中，由于對(duì)異質(zhì)性MHC的表達(dá)和Treg細(xì)胞有關(guān)靶肽的認(rèn)識(shí)有限，直接檢測胎兒抗原特異性Treg細(xì)胞是很困難的[16]。但在以下報(bào)道中，可以推測人類妊娠中是存在胎兒抗原特異性Treg細(xì)胞的。蛻膜Treg細(xì)胞(而非外周血Treg細(xì)胞)對(duì)自身胎兒臍帶血的抑制作用高于對(duì)第三方臍帶血的抑制作用，提示人類妊娠中胎兒抗原特異性Treg細(xì)胞可能存在于母胎界面[17]。TSUDA等[18]發(fā)現(xiàn)，在3例實(shí)驗(yàn)案例中，相同克隆型的效應(yīng)Treg細(xì)胞在先前和隨后的懷孕蛻膜中反復(fù)出現(xiàn)：2例以正常分娩結(jié)束妊娠，第3例以流產(chǎn)結(jié)束分娩。因此推測，這些克隆型的Treg細(xì)胞可能在母胎界面被相同的抗原重復(fù)募集，不是偶然的巧合；蛻膜效應(yīng)Treg細(xì)胞可能會(huì)識(shí)別一些在母胎界面表達(dá)的抗原，并在抗原刺激下增殖。擴(kuò)增的效應(yīng)Treg細(xì)胞僅在蛻膜中觀察到，在外周血中未觀察到[17-18]。綜上，Treg細(xì)胞可能在母胎界面以胎兒抗原特異性的方式募集和擴(kuò)增，并于妊娠期間在體循環(huán)中擴(kuò)增。

2.2 Treg細(xì)胞與胚胎著床

Treg細(xì)胞在維持對(duì)自身抗原和胎兒半異體移植物的免疫耐受中發(fā)揮著重要作用，Treg細(xì)胞缺乏與妊娠早期流產(chǎn)的著床排斥反應(yīng)有關(guān)。在半異體基因交配中，Treg細(xì)胞缺失導(dǎo)致胎兒流產(chǎn)增加[19]。ZENCLUSSEN等[20]研究發(fā)現(xiàn)，使用易于流產(chǎn)的CBA/J小鼠模型，從懷孕小鼠體內(nèi)轉(zhuǎn)移純化的Treg細(xì)胞可以有效改善上述小鼠胎兒丟失情況。人體在妊娠早期iTreg細(xì)胞數(shù)量增加，妊娠中期達(dá)到高峰，妊娠后期iTreg細(xì)胞數(shù)量下降；Treg細(xì)胞數(shù)量增加的同時(shí)，滋養(yǎng)層細(xì)胞形成蛻膜著床[21]。小鼠模型中的研究已經(jīng)證明，局部胎兒抗原特異性的Treg細(xì)胞可能通過精漿啟動(dòng)擴(kuò)增，并在妊娠后遷移至子宮。胚胎植入后,Treg細(xì)胞群在子宮內(nèi)擴(kuò)增[15]。母胎界面Treg細(xì)胞表達(dá)減少可導(dǎo)致著床異常[10]。同時(shí)有研究[13]發(fā)現(xiàn)，在Foxp3基因敲除小鼠模型中，會(huì)導(dǎo)致子宮炎癥和纖維化，從而影響胚胎著床，阻止妊娠的發(fā)生。胚胎著床后，胎兒特異性調(diào)節(jié)性T淋巴細(xì)胞優(yōu)先從母體外周血募集到胎兒-母體界面，可能有助于胎兒特異性反應(yīng)的局部調(diào)節(jié)[17]。綜上，Treg細(xì)胞對(duì)早期妊娠的建立具有重要意義，可能是反復(fù)著床失敗導(dǎo)致流產(chǎn)的潛在原因。目前Treg細(xì)胞在人類妊娠胚胎著床中的作用機(jī)制仍需進(jìn)一步探究。

2.3 Treg細(xì)胞與血管穩(wěn)態(tài)、胎盤發(fā)育

越來越多的證據(jù)表明Treg細(xì)胞是控制著床和胎盤發(fā)育的蛻膜白細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。它可以通過交互調(diào)節(jié)、分泌生長因子和重塑細(xì)胞外基質(zhì)調(diào)控蛻膜免疫環(huán)境，促進(jìn)滋養(yǎng)細(xì)胞侵襲和細(xì)胞滋養(yǎng)層發(fā)育，從而使蛻膜血管重塑，促進(jìn)胎盤發(fā)育[22]。Treg細(xì)胞缺陷的小鼠子宮螺旋動(dòng)脈受損，胎盤血流減少，胎兒生長受限，增加后期胎兒流產(chǎn)事件的發(fā)生[23]。Treg細(xì)胞來源的細(xì)胞因子，特別是IL-10和TGF-β，可抑制炎癥內(nèi)皮細(xì)胞的活化，抑制動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展[24]。在高血壓小鼠模型中，輸注Treg細(xì)胞可以降低血壓和減輕血管損傷，逆轉(zhuǎn)高血壓后遺癥[25]。Treg細(xì)胞在調(diào)節(jié)心血管功能和全身血管穩(wěn)態(tài)方面也起著重要作用，Treg細(xì)胞對(duì)血管的作用可能是影響胎盤發(fā)育的作用機(jī)制之一。

3 Treg細(xì)胞與異常妊娠

Treg細(xì)胞的減少與人類不良妊娠有關(guān)，包括反復(fù)的自然流產(chǎn)和先兆子癇、胎兒宮內(nèi)生長受限等[3]。

3.1 Treg細(xì)胞與流產(chǎn)

前文提到Treg細(xì)胞對(duì)妊娠早期著床具有重要意義，這可能是反復(fù)著床失敗導(dǎo)致流產(chǎn)的潛在原因。自發(fā)性流產(chǎn)患者外周血和蛻膜組織中Treg細(xì)胞水平明顯降低，而且降低時(shí)間與流產(chǎn)時(shí)間相吻合。Treg細(xì)胞的百分比在胎兒正常染色體核型的稽留流產(chǎn)中顯著降低，提示蛻膜中Treg細(xì)胞的異常可能與胎兒正常染色體核型的流產(chǎn)病理機(jī)制有關(guān)[26]。原因不明復(fù)發(fā)性流產(chǎn)(URSA)的發(fā)生可能與Th17/Treg細(xì)胞平衡失調(diào)相關(guān),糾正上述免疫紊亂可能是URSA綜合治療取得療效的機(jī)制之一[27]。同時(shí)，外周血中Treg細(xì)胞比例可能作為監(jiān)測URSA患者治療療效的潛在生物標(biāo)志物[28]。

3.2 Treg細(xì)胞與先兆子癇

有研究[29]發(fā)現(xiàn)，子癇前期患者Treg細(xì)胞亞群的平衡發(fā)生了改變，外周血Treg細(xì)胞數(shù)目減少。最近的一項(xiàng)meta分析[30]，總共評(píng)估了17項(xiàng)獨(dú)立的初步研究，除2項(xiàng)外其他所有研究都顯示了一致結(jié)果：子癇前期與妊娠晚期Treg細(xì)胞減少之間存在明顯相關(guān)性。多項(xiàng)研究對(duì)于先兆子癇婦女的子宮蛻膜[31]和外周血[32]Treg細(xì)胞的變化做出研究較為一致：子癇前期患者子宮蛻膜和外周血中Treg細(xì)胞的水平均明顯低于正常匹配的孕婦對(duì)照組。同時(shí)，與健康母親所生正常胎兒臍帶血相比，子癇前期母親所生胎兒臍帶血(胎兒-母親界面)Treg細(xì)胞計(jì)數(shù)降低[33]。GHARESI FARD等[34]還檢測到先兆子癇患者蛻膜中FoxP3的表達(dá)下降[35]。先兆子癇FoxP3啟動(dòng)子區(qū)域內(nèi)基因變異的發(fā)生率升高，這可能影響其表達(dá)水平，進(jìn)而影響Treg細(xì)胞的穩(wěn)定性[36],但這還需要更大樣本量的研究。

3.3 Treg細(xì)胞與胎兒宮內(nèi)生長受限

Treg細(xì)胞可改善子癇前期大鼠的宮內(nèi)發(fā)育遲緩[37]。Treg細(xì)胞缺乏是高血壓和胎兒宮內(nèi)生長受限的一個(gè)關(guān)鍵因素，給子癇前期子宮灌注壓降低的大鼠模型注射Treg細(xì)胞后，這些癥狀就會(huì)減輕。同時(shí),用于促進(jìn)內(nèi)源性Treg細(xì)胞增殖的治療策略，包括IL-10或低劑量CD28超級(jí)拮抗劑給藥，可以減少高血壓和宮內(nèi)生長受限的發(fā)生[38]。這些研究都表明Treg細(xì)胞減少與胎兒宮內(nèi)生長受限存在相關(guān)性。

4 Treg細(xì)胞與免疫治療

應(yīng)用輔助生殖技術(shù)(ART)后，胚胎移植Treg細(xì)胞升高，胚胎著床率升高。靜脈注射免疫球蛋白(IVIG)可以減少細(xì)胞免疫異常的復(fù)發(fā)性流產(chǎn)患者中耗竭Treg細(xì)胞的反應(yīng)，增加Treg細(xì)胞，調(diào)節(jié)復(fù)發(fā)性流產(chǎn)婦女中Th17和Foxp3+Treg細(xì)胞的免疫失衡，改善著床和提高妊娠率[39]。有研究[40]研究表明，淋巴細(xì)胞免疫治療增加了反復(fù)流產(chǎn)患者蛻膜Treg細(xì)胞的數(shù)量：可能通過在蛻膜中募集Treg細(xì)胞來調(diào)節(jié)母體免疫反應(yīng)，并刺激滋養(yǎng)細(xì)胞生長。Treg細(xì)胞中的STAT(signal transducer and activator of transcription)信號(hào)通路參與了復(fù)發(fā)性流產(chǎn)的病理生理學(xué)，并可作為選擇可能受益于淋巴細(xì)胞治療患者的預(yù)測工具[41]。SALAZAR GARCIA等[42]提出Treg細(xì)胞的下降率可以作為預(yù)測子癇前期的早期免疫標(biāo)志物。

綜上所述，Treg細(xì)胞在維持對(duì)半同種異體胎兒的免疫耐受中起到重要的作用，其數(shù)目與功能異常與流產(chǎn)、先兆子癇、胎兒宮內(nèi)生長受限等存在相關(guān)性。Treg細(xì)胞數(shù)目減少會(huì)影響胚胎著床、胎盤發(fā)育，阻止妊娠的發(fā)生。但Treg細(xì)胞維持妊娠免疫耐受的作用機(jī)制目前仍不明確，包括具體作用通路、Treg細(xì)胞在母胎界面(蛻膜)富集過程及與其他細(xì)胞因子、激素等相互作用的機(jī)制，仍需進(jìn)一步探究。另外，外周血與蛻膜中Treg細(xì)胞的相關(guān)性及各自在妊娠中作用也仍有爭議。