巨噬細(xì)胞極化在子宮內(nèi)膜異位癥中的研究進(jìn)展

陳璐 林莉 朱小蘭，

江蘇大學(xué)附屬第四人民醫(yī)院1中心實(shí)驗(yàn)室，2生殖醫(yī)學(xué)中心（江蘇 鎮(zhèn)江 212001）

子宮內(nèi)膜異位癥（endometriosis，EMs）是一種常見的非惡性婦科疾病，其特征是有活性的子宮內(nèi)膜細(xì)胞在子宮外的位置生長（包括腹膜、卵巢和直腸陰道隔）［1］。70%的EMs或子宮腺肌病存在慢性盆腔痛和進(jìn)行性痛經(jīng)等癥狀，同時可能導(dǎo)致盆腔纖維化和不孕［2］。由于疾病的復(fù)雜性，EMs病因尚未闡明。目前主流學(xué)說為子宮內(nèi)膜種植學(xué)說，指出EMs的主要傳播途徑是經(jīng)血逆流、淋巴及靜脈播散等［3］。但目前該學(xué)說尚不能解釋為何多數(shù)育齡期女性存在經(jīng)血逆流現(xiàn)象，卻僅有少數(shù)發(fā)病。因此，越來越多的學(xué)者聚焦于EMs患者腹膜中異位子宮內(nèi)膜刺激所引起的免疫反應(yīng)失調(diào)［4］。當(dāng)機(jī)體T細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞減少或腹膜巨噬細(xì)胞功能障礙時，腹膜腔中異位子宮內(nèi)膜將不能被清除。巨噬細(xì)胞是參與構(gòu)成機(jī)體免疫的第一道防線，是促炎趨化細(xì)胞因子的主要免疫細(xì)胞，也是神經(jīng)血管生成的主要來源［5］。在特定的組織中，巨噬細(xì)胞群有著不同的基因表達(dá)模式以及功能特征，巨噬細(xì)胞可能會根據(jù)疾病階段或嚴(yán)重程度來調(diào)節(jié)其表型，本文綜述巨噬細(xì)胞不同的表型修飾和功能在EMs中潛在作用，以期更好地理解EMs的病理生理機(jī)制，為其治療提供新的理念。

1 巨噬細(xì)胞極化的不同表型

巨噬細(xì)胞是一組分化的免疫細(xì)胞，多數(shù)起源于骨髓干細(xì)胞，且隨著遷移部位和不同微環(huán)境的刺激表達(dá)廣泛的表型和不同的功能特征［6］。巨噬細(xì)胞因顯著的可塑性，在炎癥性疾病和腫瘤生長等各種疾病中起關(guān)鍵作用。由于輔助T細(xì)胞的不同，巨噬細(xì)胞大致分為M1型（即經(jīng)典活化巨噬細(xì)胞）和M2型（即交替活化巨噬細(xì)胞）。

M1型主要由干擾素γ（IFN-γ）、腫瘤壞死因子α（TNF-α）以及脂多糖（LPS）等經(jīng)典途徑激活，其參與Th1型免疫應(yīng)答，通過釋放促炎細(xì)胞因子和趨化因子，參與損傷早期、促炎反應(yīng)以及成肌細(xì)胞增殖［7］。相反，M2型則被白細(xì)胞介素4（IL-4）、白細(xì)胞介素10（IL-10）、白細(xì)胞介素13（IL-13）或轉(zhuǎn)化生長因子-β（TGF-β）激活，以參與Th2型免疫應(yīng)答，釋放抗炎細(xì)胞因子、生長因子及修復(fù)因子，它們被認(rèn)為是抗炎細(xì)胞，參與組織修復(fù)、血管生成、神經(jīng)發(fā)生和促腫瘤活性等病理生理進(jìn)程［8］。目前認(rèn)為M2巨噬細(xì)胞可能具有致病性，因?yàn)樗c急慢性炎癥刺激損傷的組織的細(xì)胞外基質(zhì)重塑關(guān)系更密切［9］。此外，某些信號通路與其M1/M2極化密切相關(guān)。例如，Toll樣受體（TLR）/核因子kappa B（NF-κB）信號通路將巨噬細(xì)胞重新編程為M1表型以響應(yīng)微生物入侵［10］，轉(zhuǎn)化生長因子-β（TGF-β）可以通過SMAD2/3/4依賴途徑將巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化為M2表型［11］。

2 巨噬細(xì)胞極化促進(jìn)EMs進(jìn)展

2.1 巨噬細(xì)胞M2極化促進(jìn)異位微環(huán)境的形成 早期研究發(fā)現(xiàn)EMs患者的腹腔液中活性巨噬細(xì)胞數(shù)量明顯增多且這些細(xì)胞的表型及功能的變化與疾病的嚴(yán)重程度密切相關(guān)［12］。EMs患者的腹膜巨噬細(xì)胞數(shù)顯著上升，呈現(xiàn)功能失調(diào)的表型。基質(zhì)金屬蛋白酶9（MMP9）是細(xì)胞外基質(zhì)降解所必需的，受前列腺素E2（PGE2）的調(diào)節(jié)，EMs患者體內(nèi)MMP9的低水平和活性導(dǎo)致腹膜巨噬細(xì)胞吞噬能力明顯降低，最新研究發(fā)現(xiàn)MMP-13表達(dá)和活性與EMs發(fā)生的風(fēng)險呈正相關(guān)［13］。YANG等［14］從異位病灶中分離出子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞（ESC）后，將其與巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)該體系中巨噬胞分泌IL-10和TGF-β，進(jìn)而抑制NK細(xì)胞的細(xì)胞毒性和活力，這表明巨噬細(xì)胞在異位子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞存在時表達(dá)M2表型，發(fā)揮抗炎及免疫抑制作用。最新研究發(fā)現(xiàn)IL-17A與子宮內(nèi)膜異位上皮細(xì)胞相互作用，誘導(dǎo)骨髓來源的腹腔巨噬（SPM）細(xì)胞表達(dá)M2型表面標(biāo)記物CCL17和CD206，繼而促進(jìn)異位內(nèi)膜組織生長和血管生成。這些發(fā)現(xiàn)表明，IL-17A可能是一種刺激因子，首先參與巨噬細(xì)胞募集，再誘導(dǎo)SPM極化為致病性M2表型［15］。此外，缺氧可上調(diào)HIF-1α誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化為M2型巨噬細(xì)胞促進(jìn)EMs的發(fā)展［16］。因此，誘導(dǎo)不同細(xì)胞表型的細(xì)胞因子的動態(tài)變化可能有利于促進(jìn)異位子宮內(nèi)膜植入和生長的微環(huán)境的形成。

在EMs小鼠模型中，BACCI等［17］使用氯膦酸鹽脂質(zhì)體和單克隆抗F4/80抗體來消耗腹膜巨噬細(xì)胞或抑制其功能，發(fā)現(xiàn)兩種方法都能減少病灶的生長和血管形成。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)將“非極化”巨噬細(xì)胞注入小鼠腹腔，病變數(shù)量或重量沒有變化，而注入活化的M1型巨噬細(xì)胞可以明顯抑制病灶生長，并且其病變結(jié)構(gòu)也被破壞。然而，注入活化的M2型巨噬細(xì)胞則促進(jìn)病灶生長。表明M1/M2型巨噬細(xì)胞可能對異位內(nèi)膜組織的生長和發(fā)展至關(guān)重要。為進(jìn)一步證實(shí)巨噬細(xì)胞在異位內(nèi)膜植入后的變化及其機(jī)制，F(xiàn)ERRARIS等［18］在異源小鼠模型中動態(tài)監(jiān)測子宮內(nèi)膜異位病灶中不同時間段浸潤巨噬細(xì)胞表型的變化，研究發(fā)現(xiàn)隨著時間的推移巨噬細(xì)胞表型逐漸改變。巨噬細(xì)胞主要表達(dá)促炎標(biāo)志物（iNOS）和組織相容性復(fù)合物Ⅱ（MHCⅡ），但在損傷誘導(dǎo)后第7天和第14天，巨噬細(xì)胞表達(dá)較高的精氨酸酶1和CD204（清道夫受體A），此時巨噬細(xì)胞發(fā)揮抗炎和組織重塑功能，這與巨噬細(xì)胞從經(jīng)典的激活M1型過渡到替代激活的M2表型相一致。這些體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明，異位病灶中的巨噬細(xì)胞表型處于動態(tài)變化中，且這種表型的漸進(jìn)性轉(zhuǎn)變提示巨噬細(xì)胞的不同表型可能在EMs的發(fā)病過程中發(fā)揮核心作用。

2.2 巨噬細(xì)胞極化調(diào)節(jié)異位內(nèi)膜組織修復(fù)和再生 異位子宮內(nèi)膜組織與在位內(nèi)膜對卵巢類固醇的反應(yīng)性相似，也具有周期性出血的表現(xiàn)，因此病變部位也經(jīng)歷反復(fù)組織損傷和修復(fù)的過程。病變損傷修復(fù)過程包括上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化、成纖維細(xì)胞-肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化、平滑肌細(xì)胞化生和纖維化［19］。巨噬細(xì)胞對于組織的成功修復(fù)和再生至關(guān)重要；它們刺激局部成纖維細(xì)胞分化成肌成纖維細(xì)胞以促進(jìn)病灶血管收縮［20-21］。在傷口修復(fù)過程中，巨噬細(xì)胞的不同表型也參與調(diào)節(jié)局部基質(zhì)細(xì)胞的增殖。CHAN等［22］發(fā)現(xiàn)從EMs女性中分離出的自體巨噬細(xì)胞可以增強(qiáng)內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞的侵襲和克隆形成能力。此外，與子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞共培養(yǎng)的巨噬細(xì)胞中，異位者的吞噬能力較在位者顯著降低，而其基質(zhì)細(xì)胞的存活和增殖能力明顯增強(qiáng)［23］。來自異位內(nèi)膜的MSC促進(jìn)單核細(xì)胞分化為高表達(dá)CD14和CD163的M2型巨噬細(xì)胞，發(fā)揮免疫抑制作用，促進(jìn)異位病灶生長［24］。因此，異位子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞之間可能存在著一些信號傳導(dǎo)。對M1/M2巨噬細(xì)胞在異位內(nèi)膜組織修復(fù)過程的深入了解，為探究EMs發(fā)生發(fā)展機(jī)制上提供了新的思路。

2.3 巨噬細(xì)胞極化參與神經(jīng)纖維發(fā)生和刺激 EMs以慢性盆腔痛為主要臨床表現(xiàn)，但相關(guān)疼痛產(chǎn)生的機(jī)制尚未明確，越來越多的研究致力于EMs與神經(jīng)系統(tǒng)之間的異常調(diào)控機(jī)制。已有證據(jù)表明內(nèi)異病灶中神經(jīng)纖維的存在與EMs患者的疼痛程度密切相關(guān)，且炎癥反應(yīng)和神經(jīng)過度支配都是引發(fā)EMs患者的炎癥性疼痛的重要因素［25］。先前的研究表明，腹膜巨噬細(xì)胞的消耗對病變大小和血管形成有顯著影響［17］，該群體的消耗轉(zhuǎn)化為病變中巨噬細(xì)胞數(shù)量的減少并減輕小鼠的疼痛［26］。作為EMs中重要的炎癥反應(yīng)效應(yīng)細(xì)胞，巨噬細(xì)胞已經(jīng)明確了在EMs病變的神經(jīng)支配中發(fā)揮重要作用。

EMs患者的神經(jīng)纖維旁，可見炎癥細(xì)胞富集，表明神經(jīng)纖維或參與巨噬細(xì)胞的募集［27］。KWON等［28］證明由神經(jīng)組織分泌的巨噬細(xì)胞的活化因子（CSF-1與CCL-2），能促進(jìn)巨噬細(xì)胞向神經(jīng)纖維遷移以及M1向M2表型轉(zhuǎn)化。作為一種高度保守的信號素，Sema3A是神經(jīng)元軸突的排斥引導(dǎo)因子。在缺氧環(huán)境下，Sema3A/NRP-1信號通路引導(dǎo)巨噬細(xì)胞向EMs病灶遷移，并向M2表型的轉(zhuǎn)化。此外，缺氧病灶中NRP-1表達(dá)降低的M2巨噬細(xì)胞更容易逃避排斥因子（如Sema3A）的負(fù)面影響，導(dǎo)致M2巨噬細(xì)胞聚集，從而導(dǎo)致血管生成和細(xì)胞增殖。因此，有學(xué)者推測Sema3A可能是調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞遷移極化以及與神經(jīng)纖維相互作用的潛在介質(zhì)。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)EMs病灶在缺氧微環(huán)境中募集巨噬細(xì)胞并誘導(dǎo)其M2極化，進(jìn)而增加VEGF-A釋放激活血管，促進(jìn)外周軸突再生［29］。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)miR-146b在EMs患者的腹膜液和血清樣本中顯著增加，并可增加疼痛相關(guān)風(fēng)險。這種疼痛效應(yīng)可能是通過抑制由轉(zhuǎn)錄因子IRF5介導(dǎo)的M1巨噬細(xì)胞極化產(chǎn)生的［30］。綜上所述，巨噬細(xì)胞與EMs相關(guān)的疼痛/病變發(fā)展具有直接聯(lián)系，且巨噬細(xì)胞的極化可能參與EMs患者炎癥性疼痛的發(fā)生機(jī)制。

3 巨噬細(xì)胞極化對EMs的潛在治療作用

許多體內(nèi)及臨床研究驗(yàn)證了靶向巨噬細(xì)胞的腫瘤治療策略的有效性及安全性。抑制巨噬細(xì)胞信號傳導(dǎo)或募集，以及將與疾病相關(guān)的巨噬細(xì)胞重新培養(yǎng)為“健康”表型，可能是治療內(nèi)膜異位癥的途徑之一。目前針對巨噬細(xì)胞的干預(yù)治療的潛在機(jī)制主要包括TAM的耗竭和阻止促進(jìn)疾病的巨噬細(xì)胞群的募集。小鼠體內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)負(fù)載雙膦酸鹽（例如氯膦酸鹽）的脂質(zhì)體消除巨噬細(xì)胞，可以顯著減少子宮內(nèi)膜異位病灶［26］。此外選擇性消除特定巨噬細(xì)胞亞群的也具有卓越功效。例如，消除病變內(nèi)浸潤的Tie2+巨噬細(xì)胞或選擇性消除VEGF受體1陽性（VEGFR1+）巨噬細(xì)胞均可以抑制內(nèi)膜異位癥的發(fā)展［31］。

隨著人們對巨噬細(xì)胞起源和疾病表型異質(zhì)性等領(lǐng)域的不斷探索，具有調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞表型或靶向疾病特異性巨噬細(xì)胞的精準(zhǔn)治療成為潛在的新型治療策略。目前“化敵為友”促進(jìn)M2向M1的極化的治療策略已經(jīng)在體內(nèi)模型中得到驗(yàn)證。最新研究發(fā)現(xiàn)源自M1巨噬細(xì)胞的納米囊泡（M1NVs）可直接抑制EMs發(fā)展，或通過將巨噬細(xì)胞從M2表型復(fù)極化為M1表型或間接抑制EMs患者在位內(nèi)膜（EM-ESCs）的遷移和侵襲。同時，該研究在小鼠模型中證實(shí)M1NVs不僅可以重編程M2巨噬細(xì)胞抑制EMs的發(fā)展，而且不會對臟器造成損害［32］。因此，M1NVs的應(yīng)用賦予了納米材料在治療EMs方面的潛在意義，也為新型材料在疾病中的應(yīng)用提供了科學(xué)依據(jù)。

4 總結(jié)

EMs是一種慢性炎癥性疾病，在位和異位子宮內(nèi)膜中細(xì)胞因子產(chǎn)生失調(diào)和免疫炎癥基因的差異表達(dá)均可能導(dǎo)致疾病發(fā)生發(fā)展。巨噬細(xì)胞作為內(nèi)膜異位病灶內(nèi)微環(huán)境的一個組成部分，也是免疫反應(yīng)的重要效應(yīng)細(xì)胞，其異常表型及功能障礙在疾病進(jìn)程中起關(guān)鍵作用。M1和M2巨噬細(xì)胞表型之間動態(tài)平衡的破壞可能參與EMs的發(fā)病機(jī)制。M2型巨噬細(xì)胞發(fā)揮抗炎和組織修復(fù)功能，在患有EMs的女性的腹膜環(huán)境中占優(yōu)勢，并促進(jìn)巨噬細(xì)胞募集、血管生成和內(nèi)膜基質(zhì)增殖。越來越多的體內(nèi)外研究證實(shí)巨噬細(xì)胞的不同表型及功能異常參與異位病灶的生成和病灶纖維化修復(fù)過程，巨噬細(xì)胞極化為EMs的發(fā)病機(jī)制提供了新的科學(xué)依據(jù)，也為EMs的治療提供了新的方向。目前針對巨噬細(xì)胞及其不同表型提出的治療EMs的策略也受到國內(nèi)外學(xué)者的重視，包括將巨噬細(xì)胞極化成具有抗EMs活性的表型、完全消除巨噬細(xì)胞或防止它們遷移到病灶。然而巨噬細(xì)胞在形態(tài)、轉(zhuǎn)錄譜、解剖分布和功能能力方面表現(xiàn)出極大的多樣性，其在EMs發(fā)生發(fā)展中的機(jī)制以及針對其不同表型靶向疾病特異性巨噬細(xì)胞修飾需要進(jìn)一步探索。