Treg細(xì)胞在妊娠及其并發(fā)癥中的作用及機(jī)制研究進(jìn)展

周慶娥 綜述 陳冀瑩 審校

廣東醫(yī)科大學(xué)湛江校區(qū)，廣東 湛江 524000

妊娠類似于半同種異體移植，在妊娠過程中，作為同種異體移植物的胚胎在母體內(nèi)存活直至分娩對(duì)母體免疫系統(tǒng)來說是一個(gè)相當(dāng)大的挑戰(zhàn)[1]。目前有研究表明，母體中存在著阻止免疫系統(tǒng)識(shí)別抗原的免疫耐受機(jī)制，是妊娠建立與維持的前提[1-2]。Th17 和調(diào)節(jié)T 細(xì)胞(Tregs)都可以從幼稚的CD4+T細(xì)胞前體發(fā)育而來，但它們的作用卻相反。Treg細(xì)胞發(fā)揮免疫抑制功能，在維持自身耐受和免疫穩(wěn)態(tài)方面有著重要作用[3]。Treg 細(xì)胞數(shù)目減少、功能下降所致母胎免疫耐受受損與不孕、流產(chǎn)、子癇前期等不良妊娠結(jié)局相關(guān)[4]。本文就近年來國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究資料做一綜合回顧，分析調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞在妊娠維持中的作用，為臨床治療提供科學(xué)依據(jù)。

1 Treg細(xì)胞的特征和功能

Tregs從幼稚的CD4+T細(xì)胞發(fā)育而來，能控制機(jī)體免疫反應(yīng)、防止過度炎癥發(fā)生，增強(qiáng)對(duì)自身抗原的耐受性，維持免疫系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)[5]。天然Treg(nTreg)細(xì)胞在識(shí)別高親和力自身抗原后在胸腺中發(fā)育，而外周組織中原始T細(xì)胞識(shí)別抗原后發(fā)育為誘導(dǎo)性Treg(iTreg)細(xì)胞[6]，nTregs 與自身抗原相互作用可以防止自身免疫和移植排斥，而iTregs調(diào)節(jié)母體免疫耐受，與生殖和妊娠相關(guān)[7]。根據(jù)表面表型和功能特性，Tregs 被描述為一個(gè)獨(dú)特的細(xì)胞亞群[8]。已有研究表明，Tregs的免疫抑制功能和細(xì)胞分化的維持依賴于Foxp3 的表達(dá)，且Foxp3被認(rèn)為是Tregs中重要的轉(zhuǎn)錄因子，是最具特異性的Tregs標(biāo)記物，但它與Tregs 的激活模式或狀態(tài)無關(guān)[9-10]。有研究表明，F(xiàn)oxp3 過表達(dá)能進(jìn)一步誘導(dǎo)幼稚T細(xì)胞轉(zhuǎn)化為Tregs細(xì)胞[11]，相反，F(xiàn)oxp3的功能缺陷將導(dǎo)致人類先天性Treg 細(xì)胞缺陷和嚴(yán)重的系統(tǒng)性免疫異常[12]。然而，早前也有報(bào)道稱，IL-7 受體(CD127)的表達(dá)與FOXP3 的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，因此，CD127 可作為Treg 細(xì)胞表面標(biāo)志物來區(qū)分Treg 細(xì)胞和活化的CD4+T 細(xì)胞[13]。Tregs 通過細(xì)胞毒性T 淋巴細(xì)胞抗原(CTLA-4)負(fù)性活化調(diào)節(jié)傳導(dǎo)的細(xì)胞-細(xì)胞接觸和分泌免疫抑制細(xì)胞因子(如TGF-β和IL-10)來介導(dǎo)免疫抑制反應(yīng)[5，14]。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞分泌的IL-10對(duì)改善血管功能以及抑制效應(yīng)CD4+T 細(xì)胞的炎癥功能具有直接作用[15]，并能誘導(dǎo)幼稚T 細(xì)胞向Tregs 的分化。同時(shí)，TGF-β對(duì)Tregs 的擴(kuò)增和免疫抑制活性也發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，CNS1(保守核苷酸序列1)是TGF-β的一段序列，為促進(jìn)外周iTreg 細(xì)胞中Foxp3 的表達(dá)所必需[16]。Tregs作為最主要的免疫抑制細(xì)胞，目前主要集中于研究誘導(dǎo)Tregs擴(kuò)增的分子機(jī)制及其在外周和特定器官中的活性，以發(fā)展Tregs的靶向免疫治療。

2 Treg細(xì)胞與妊娠

在健康育齡婦女的子宮內(nèi)膜中，Tregs組織濃度從卵泡早期到晚期呈線性增加，在月經(jīng)周期的卵泡晚期和黃體早期之間呈線性下降，而在復(fù)發(fā)性流產(chǎn)(RM)或子宮內(nèi)膜異位癥等病理狀態(tài)下，黃體期的Tregs 沒有下降趨勢(shì)，因此認(rèn)定排卵前子宮內(nèi)膜Treg細(xì)胞的增多對(duì)于誘導(dǎo)免疫耐受和胚胎成功著床可能起著重要作用[17]。妊娠對(duì)母體免疫系統(tǒng)構(gòu)成重大挑戰(zhàn)，其中母體免疫系統(tǒng)不僅需要耐受同種異體移植胎兒，也需有足夠的能力保護(hù)胎兒免受病原微生物引發(fā)的感染，允許胎兒在母體子宮中健康發(fā)育[18]。在人類和動(dòng)物學(xué)研究中，Treg細(xì)胞對(duì)胎兒的生長(zhǎng)發(fā)育均起著重要的作用[19]。父系抗原、共刺激分子、人類妊娠激素(如人絨毛膜促性腺激素(HCG))的改變與妊娠期間Treg 細(xì)胞的擴(kuò)增有關(guān)[20]。父系因素例如精漿在誘導(dǎo)母體免疫耐受方面起著重要作用[7]。精漿含有多種免疫抑制分子，如TGF-β、IL-10 和前列腺素E2 (PGE2)，這些免疫抑制分子已被證明可以誘導(dǎo)CD4+CD25+Treg細(xì)胞的擴(kuò)增[21]，同樣，HCG 能增強(qiáng)Treg 細(xì)胞的免疫抑制能力，并在抗原提呈細(xì)胞中引發(fā)耐受性表型[22]。母體對(duì)父系抗原的同種免疫耐受是一個(gè)動(dòng)態(tài)和活躍的過程,在妊娠早期和中期，外周血和蛻膜組織中的Treg 細(xì)胞明顯增加，在妊娠中期達(dá)到峰值，以阻止針對(duì)父系抗原的效應(yīng)型免疫反應(yīng)[23-24]，而在妊娠晚期及分娩后，Treg細(xì)胞數(shù)量是明顯下降的[25]。具有胎兒特異性的母體免疫成分在分娩后持續(xù)存在,保留了具有胎兒特異性的“記憶”Tregs，當(dāng)懷孕中再次暴露于相同的胎兒抗原時(shí)，它保留了產(chǎn)生更有效和加速抑制反應(yīng)的能力，降低未來妊娠并發(fā)癥的易感性[26]。

3 Treg細(xì)胞與妊娠并發(fā)癥

3.1 Treg 細(xì)胞與不孕癥 10%～15%的育齡夫婦患有不孕癥[27]，其中8%～28%病因未明[28]。眾所周知，妊娠的建立和維持是個(gè)復(fù)雜且涉及免疫因素的過程，潛在免疫機(jī)制的紊亂可能導(dǎo)致妊娠失敗及妊娠相關(guān)并發(fā)癥，并可能參與不明原因性不孕癥的發(fā)病機(jī)制[29]。最近，眾多學(xué)者將不孕和子宮內(nèi)膜異位病變生長(zhǎng)歸因于調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的免疫抑制的失調(diào)。

正常的胚胎著床和胎盤形成是成功懷孕的關(guān)鍵，有75%的人類受孕失敗是因?yàn)榕咛ブ踩胧∷耓30]。在胚胎著床過程中，Treg 細(xì)胞對(duì)子宮內(nèi)環(huán)境免疫穩(wěn)態(tài)的維持和胚胎種植均起重要作用[31]。Treg細(xì)胞免疫抑制機(jī)制被認(rèn)為僅在妊娠期發(fā)生作用，尤其是在胚胎植入前后和妊娠早期[32]。目前研究表示，與可孕對(duì)照相比，患有不明原因性不孕癥的女性的子宮內(nèi)膜中Foxp3mRNA 的表達(dá)明顯降低[33-34]，這表明子宮內(nèi)膜Treg 細(xì)胞的募集或免疫抑制功能受損將會(huì)影響女性受孕能力。早期動(dòng)物學(xué)研究表明[35]，低生育水平小鼠在著床期轉(zhuǎn)移外源性Tregs 可防止胎兒丟失，而在妊娠4～5 d 后轉(zhuǎn)移Tregs 則無法逆轉(zhuǎn)妊娠結(jié)局，這表明Tregs只是在胚胎植入前后發(fā)揮重要免疫抑制作用[32]。由此可見Tregs 對(duì)于妊娠初期的建立至關(guān)重要，Tregs的異?？赡苁且蚍磸?fù)著床失敗進(jìn)而導(dǎo)致不孕癥的潛在原因，這可能有利于細(xì)胞或藥物治療的發(fā)展，以提高母體對(duì)胚胎著床的免疫耐受性。

子宮內(nèi)膜異位癥是一種良性、慢性炎癥性疾病，在育齡期婦女中發(fā)病率高達(dá)10%，但其確切的發(fā)病機(jī)制仍不清楚[36]。而子宮內(nèi)膜異位癥與不孕癥之間存在高度相關(guān)性[37]，一些研究表明其中30%～50%的患病者同時(shí)合并不育[38]。免疫系統(tǒng)功能障礙會(huì)損害子宮內(nèi)膜異位癥患者的生殖功能[39]，曾有研究表示Treg 細(xì)胞的失調(diào)被認(rèn)為在子宮內(nèi)膜異位癥及其相關(guān)不孕癥的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用[17，40]。然而，關(guān)于tregs在患者體內(nèi)的異常調(diào)節(jié)作用及其導(dǎo)致不孕機(jī)制仍未達(dá)成共識(shí)。數(shù)據(jù)表明，無論是分泌期[17]還是胚胎植入前期[41]。與正常女性相比，患有子宮內(nèi)膜異位癥的女性在位子宮內(nèi)膜中Foxp3 的表達(dá)是明顯增加的。WANG 等[42]表示，調(diào)節(jié)性T細(xì)胞高水平的免疫抑制與促炎細(xì)胞因子的炎癥反應(yīng)協(xié)同促進(jìn)子宮內(nèi)膜異位環(huán)境中的血管生成。而實(shí)驗(yàn)性數(shù)據(jù)表明，與正常女性相比，子宮內(nèi)膜異位癥患者的子宮內(nèi)膜及異位病灶中活化Treg細(xì)胞(CD45RA+FoxP3hi，Treg)的比例是顯著降低的[40]，并提出免疫反應(yīng)失調(diào)的新概念，即活化Treg 細(xì)胞缺乏會(huì)通過激活效應(yīng)T 細(xì)胞和巨噬細(xì)胞來加劇局部炎癥和血管生成，同時(shí)促進(jìn)子宮內(nèi)膜植入物的附著和生長(zhǎng)，從而促進(jìn)子宮內(nèi)膜異位癥的進(jìn)展?？傊鲜鰯?shù)據(jù)收集表明URSA及子宮內(nèi)膜異位癥相關(guān)不孕癥與Treg細(xì)胞改變有關(guān)，盡管需要進(jìn)一步研究以得出更精確的結(jié)論。

3.2 Treg 細(xì)胞與復(fù)發(fā)性流產(chǎn) 流產(chǎn)是妊娠常見并發(fā)癥，10%～15%的妊娠婦女會(huì)遭遇流產(chǎn)事件[43]，而生育年齡女性連續(xù)兩次或以上在妊娠20 周之前發(fā)生自然流產(chǎn)被定義為RSA(復(fù)發(fā)性流產(chǎn))，1%～5%的育齡期女性患有RSA[44]，嚴(yán)重影響患者健康及生活質(zhì)量。然而，RSA 的病因是多因素的，最常見的原因是子宮的解剖異常(例如黏連、肌瘤、子宮內(nèi)膜息肉和先天性異常)、慢性子宮內(nèi)膜炎、抗磷脂綜合征、遺傳性血栓形成傾向、內(nèi)分泌異常、父母及胎兒染色體異常和免疫失衡，其中超過一半的RSA 患者原因不明，這種現(xiàn)象被稱為不明原因RSA(URSA)[45]。然而，目前的證據(jù)表明[46]，URSA 是一種與母胎免疫耐受失敗相關(guān)的同種免疫性疾病，一部分URSA 患者可能由免疫異常引起。有研究表明，RSA患者中各種免疫細(xì)胞和細(xì)胞因子的比例發(fā)生了改變，表明免疫功能障礙可能是其病因的一個(gè)重要因素[47]。多項(xiàng)研究顯示，在RSA 妊娠女性外周血和蛻膜中，Tregs的數(shù)目和免疫抑制活性較正常妊娠女性明顯降低，并伴隨著Th17細(xì)胞的增加[48-49]。因此，Treg 細(xì)胞可能有助于孕早期評(píng)估流產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，Winger和Reed(2011)發(fā)現(xiàn)外周血中CD4+CD25+Foxp3+Treg cells/CD4+T 細(xì)胞值≥1.0%為流產(chǎn)低風(fēng)險(xiǎn)組，而低于0.7%的值可能需要治療干預(yù)來預(yù)防流產(chǎn)的發(fā)生[50]。有URSA 病史的女性在再次懷孕時(shí)Treg 細(xì)胞并未升高，表明URSA 女性在再孕期間難以產(chǎn)生母胎免疫耐受，進(jìn)而影響再次妊娠結(jié)局[51]。URSA女性和正常非妊娠女性相比，外周血Th17/Treg細(xì)胞比值在月經(jīng)周期中的增殖期明顯升高，分泌期則無差異，表明增殖期Th17/Treg 細(xì)胞比例的失衡可能是RSA的病因之一[52]。

已有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究表明，在妊娠早期將新鮮分離的Treg細(xì)胞轉(zhuǎn)移到CΒA/J×DΒA/2J易流產(chǎn)小鼠模型中可降低流產(chǎn)率[53-54]，所以有學(xué)者提出使用自體Treg 細(xì)胞(僅限于先前暴露于父系同種異體抗原的Tregs)的過繼細(xì)胞療法有助于改善RSA 女性的生育狀況[55]。目前臨床對(duì)于URSA治療研究方法多樣，其中免疫療法是URSA 患者研究最廣泛的方法之一。AHMADI等[56]表明IVIG(人免疫球蛋白)可調(diào)節(jié)具有細(xì)胞免疫異常的RSA 孕婦中的Th17/Treg 細(xì)胞失衡，而針對(duì)Treg細(xì)胞失衡的免疫調(diào)節(jié)作用可能影響妊娠結(jié)局。一項(xiàng)薈萃分析顯示，IVIG治療可顯著升高免疫異常RSA女性的活產(chǎn)率[57]。除此之外，SCHUMACHER 等[58]表明HCG 與Treg 細(xì)胞水平呈正相關(guān)，HCG 可上調(diào)Treg 細(xì)胞表面的LH/CG 受體，吸引Treg 細(xì)胞進(jìn)入母胎界面，誘導(dǎo)免疫耐受狀態(tài)的形成。有研究證實(shí)，IL-6水平的增加可能是導(dǎo)致URSA患者Treg/Th17失衡的機(jī)制[48]，而HCG可以通過抑制IL-6的表達(dá)來抑制Th17細(xì)胞的分化，增加Treg 細(xì)胞的分化[59]。綜上所述，維持Treg/Th17 的平衡對(duì)于成功妊娠是必不可少的，然而治療RSA的機(jī)制仍在探索中。

3.3 Treg 細(xì)胞與子癇前期 子癇前期(PE)是妊娠期最常見的高血壓疾病，是孕產(chǎn)婦圍產(chǎn)期及胎兒發(fā)病率和死亡率的主要原因[60]。子癇前期每年在全球妊娠婦女中有5%～7%的發(fā)病率，占孕產(chǎn)婦死亡人數(shù)的18%，是導(dǎo)致早產(chǎn)的第一大原因[61-62]。不僅在產(chǎn)前引起女性一系列臨床表現(xiàn)，并且在產(chǎn)后也增加了母兒患病風(fēng)險(xiǎn)。子癇前期以妊娠婦女新發(fā)高血壓、蛋白尿?yàn)樘卣鳎碌呐R床定義也包括妊娠20周后出現(xiàn)嚴(yán)重高血壓和終末器官功能衰竭，而不強(qiáng)調(diào)是否同時(shí)伴有蛋白尿[63]。雖然子癇前期的確切機(jī)制尚未明確，但目前已確認(rèn)與PE發(fā)病機(jī)制有關(guān)的一些因素，包括血管生成不良、內(nèi)皮功能障礙、血管內(nèi)細(xì)胞滋養(yǎng)細(xì)胞對(duì)螺旋動(dòng)脈的淺侵襲、慢性炎癥和耐受性不足[64-65]。其中母體免疫系統(tǒng)的失衡被認(rèn)為是子癇前期病理生理發(fā)展的重要特征，它是將母體免疫反應(yīng)從一種耐受轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N促進(jìn)慢性炎癥和內(nèi)皮功能障礙的免疫反應(yīng)。

據(jù)報(bào)道，患有子癇前期和其他產(chǎn)科并發(fā)癥的女性，會(huì)出現(xiàn)Th17 細(xì)胞上調(diào)，Treg 細(xì)胞下調(diào)，進(jìn)而導(dǎo)致Th17/Treg失衡[65-66]。已有研究證明，患有PE的妊娠女性在循環(huán)和蛻膜中的Tregs減少，并且Tregs的減少與疾病的嚴(yán)重程度成正比[67]。與晚發(fā)性輕型PE相比，早發(fā)性重型PE 中，Treg 細(xì)胞的受擾程度更顯著，并且更易導(dǎo)致嚴(yán)重的不良妊娠結(jié)局[68]。早發(fā)性PE 通常與子宮胎盤灌注異常相關(guān)，胎盤病變的發(fā)生率更高[69]。免疫系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)密切相關(guān)，免疫系統(tǒng)的失衡會(huì)引發(fā)炎癥并影響心血管穩(wěn)態(tài)[70]。眾多證據(jù)表明，Treg 細(xì)胞在血管穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮著核心作用[70-71]。動(dòng)物學(xué)研究[72]證明，Treg 細(xì)胞在妊娠中期對(duì)調(diào)節(jié)子宮動(dòng)脈血流阻力方面具有重要作用，并表明Tregs 的減少使血流阻力和搏動(dòng)指數(shù)顯著升高，尤其是搏動(dòng)指數(shù)的增加與PE和IUGR(胎兒生長(zhǎng)受限)的風(fēng)險(xiǎn)增加高度相關(guān)[73]。CARE等[72]首次證明了Treg 細(xì)胞對(duì)于妊娠母體血管適應(yīng)至關(guān)重要，并暗示Treg細(xì)胞對(duì)母體血管功能的控制是正常胎兒和胎盤發(fā)育的關(guān)鍵機(jī)制。Treg 細(xì)胞分泌的IL-10對(duì)改善血管功能以及抑制效應(yīng)CD4+T細(xì)胞的炎癥功能具有直接作用[74]。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)胎盤缺血與IL-10水平的降低和血管緊張素II、I型受體激動(dòng)性自身抗體(AT1-AA)的增加和內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙有關(guān)[75]。一項(xiàng)前瞻性隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn)，在妊娠早期，Th1/Th17，TNFα/IL-10 和Th17/Treg 升高以及Treg 細(xì)胞比率降低與PE相關(guān)，這提示早孕期外周血中的免疫生物標(biāo)志物可預(yù)測(cè)PE的發(fā)生，為臨床更早的篩查出高?；颊咛峁┝酥匾罁?jù)[76]。子癇前期在首次妊娠中更為常見，因?yàn)槭状稳焉锟少x予母體Treg 保護(hù)性調(diào)節(jié)記憶，為后續(xù)妊娠中預(yù)防PE等并發(fā)癥提供了免疫學(xué)基礎(chǔ)[21]。

4 結(jié)語

Tregs作為最主要的免疫抑制細(xì)胞，在維持對(duì)自身抗原的免疫反應(yīng)和抑制對(duì)宿主有害的過度免疫反應(yīng)方面發(fā)揮著不可或缺的作用。目前研究認(rèn)為，在排卵前子宮內(nèi)膜中的Treg細(xì)胞的擴(kuò)增對(duì)誘導(dǎo)免疫耐受和胚胎成功著床可能起著重要作用，并在妊娠過程中發(fā)生動(dòng)態(tài)變化。適當(dāng)?shù)腡regs的數(shù)量和功能可以建立合適的母胎免疫耐受，這對(duì)妊娠的建立和維持是必不可少的。各種生殖疾病，如復(fù)發(fā)性流產(chǎn)、不孕癥和子癇前期，部分原因是Tregs的數(shù)量和活性不足而導(dǎo)致。妊娠早期較低的Tregs濃度可能與先兆子癇、流產(chǎn)的后期發(fā)展有關(guān)，因此，妊娠早期Tregs濃度可作為子癇前期及流產(chǎn)發(fā)展的預(yù)測(cè)指標(biāo)。既往大量的動(dòng)物性實(shí)驗(yàn)研究證明,Tregs的過繼轉(zhuǎn)移可緩解不良妊娠結(jié)局的進(jìn)展，據(jù)此推測(cè)通過增加Treg 的數(shù)量和增強(qiáng)其活性來調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)可能是治療妊娠相關(guān)并發(fā)癥的新型策略。然而，關(guān)于tregs在子宮內(nèi)膜異位癥患者體內(nèi)的異常調(diào)節(jié)作用尚未達(dá)成共識(shí)，需要更多的免疫學(xué)研究來確定Treg細(xì)胞在患者體內(nèi)的確切功能及損害生育能力的機(jī)制。