不明原因絨毛炎致滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡在胎兒生長受限發(fā)病中的作用

瞿琳，周欣，孫麗洲

胎兒生長受限（fetal growth restriction，F(xiàn)GR）是指胎兒在宮內(nèi)受各種因素的影響而未達(dá)到其預(yù)期的生長潛能。臨床上多種圍生兒不良結(jié)局，如胎兒畸形、胎兒窘迫、死胎、新生兒窒息和新生兒死亡等均與FGR 的發(fā)生有關(guān)，我國FGR 發(fā)生率約為8.77%[1]。目前FGR 發(fā)病機(jī)制不明，尚無有效的臨床治療措施。不明原因絨毛炎（villitis of unknown etiology，VUE）是妊娠中、晚期常見的來源不明的胎盤炎癥性改變，在所有妊娠晚期胎盤中發(fā)生率為5%～15%[2]，可能與主要組織相容性復(fù)合體Ⅱ（major histocompatibility complexⅡ，MHCⅡ）類抗原的表達(dá)隨著胎齡的增加而增加有關(guān)[3]，以母體T 細(xì)胞浸潤絨毛間質(zhì)和細(xì)胞因子 [如腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、γ 干擾素（interferon-γ，IFN-γ）、白細(xì)胞介素1β（interleukin-1β，IL-1β）和細(xì)胞間黏附分子1（intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1）等]失調(diào)為特征，炎性細(xì)胞因子促進(jìn)滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡，與FGR 的發(fā)生關(guān)系密切[4-5]。目前，VUE 導(dǎo)致胎盤滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡在FGR 發(fā)生中的機(jī)制尚不明確?，F(xiàn)就VUE 時(shí)滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡在FGR 發(fā)病中的作用進(jìn)行綜述。

1 正常妊娠時(shí)的滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡

細(xì)胞凋亡即程序性細(xì)胞死亡，機(jī)體通過凋亡清除體內(nèi)衰竭細(xì)胞和非必要細(xì)胞以保持適當(dāng)?shù)募?xì)胞數(shù)量，是機(jī)體維持正常體內(nèi)穩(wěn)態(tài)及生理功能的重要生命現(xiàn)象。凋亡是正常妊娠發(fā)展的生理現(xiàn)象，可發(fā)生于正常胎盤中各類型滋養(yǎng)層細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞和臍血管內(nèi)皮細(xì)胞。滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡保持動(dòng)態(tài)平衡在胚胎發(fā)育、維持機(jī)體正常生理機(jī)能和自身免疫耐受方面都發(fā)揮重要作用。妊娠晚期隨著孕周的增長，胎盤滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡增加[6]，提示凋亡可能是正常的胎盤衰老過程。

滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡調(diào)控的途徑主要有內(nèi)源性線粒體途徑、外源性死亡受體途徑和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激（endoplasmic reticulum stress，ERS）途徑3 種。①內(nèi)源性線粒體途徑。當(dāng)滋養(yǎng)細(xì)胞受到內(nèi)源性刺激，如缺氧、生長因子缺乏和氧化應(yīng)激等，B 細(xì)胞淋巴瘤2（B cell lymphoma-2，Bcl-2）家族促凋亡相關(guān)蛋白Bid（BH3 interacting death agonist）、Bim（Bcl-2 interacting mediator of cell death）等可以直接誘導(dǎo)促凋亡基因Bax（Bcl-2 associated X），使其發(fā)生構(gòu)象變化，導(dǎo)致線粒體外膜電位失衡，通透性增加，促凋亡因子釋放至細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，釋放的細(xì)胞色素C（cytochrome C，Cyt C）結(jié)合凋亡蛋白酶活化因子-1（apoptotic protease activating factor-1，Apaf-1），與半胱氨酸天冬氨酸蛋白 酶9（cysteine aspartic acid specific protease-9，caspase-9）形成凋亡小體，激活線粒體caspase 級聯(lián)反應(yīng)，促進(jìn)滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡。②外源性死亡受體途徑，即由跨膜受體介導(dǎo)的蛋白發(fā)生相互作用的信號通路。死亡受體為腫瘤壞死因子受體（tumor necrosis factor receptor，TNFR）超家族成員，包含F(xiàn)S7 相關(guān)細(xì)胞表面抗原（FS7-associated cell surface antigen，F(xiàn)as）、TNFR-1、TNFR-2、死亡受體3（death receptor 3，DR3）、DR4 和DR5 等。DR 與其配體或調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合形成復(fù)合物，如Fas/FasL（Fas ligand）和TNF/TNFR，通過催化caspase-8 前體（procaspase-8），使其成為有活性的caspase-8，進(jìn)而激活下游的caspase-3，啟動(dòng)caspase 酶級聯(lián)放大反應(yīng)引起滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡。③ERS 途徑屬于內(nèi)源性凋亡信號通路，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是真核細(xì)胞中重要的細(xì)胞器，是蛋白質(zhì)翻譯、合成和細(xì)胞內(nèi)Ca2+的儲(chǔ)存場所，通過調(diào)節(jié)Bcl-2 家族相關(guān)促凋亡因子和（或）抑凋亡因子，調(diào)節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的Ca2+，當(dāng)Ca2+穩(wěn)態(tài)發(fā)生改變，會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)未折疊或錯(cuò)誤折疊從而在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上蓄積，啟動(dòng)ERS 途徑，促進(jìn)滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡。

2 胎盤中VUE 病理變化及絨毛炎癥細(xì)胞

FGR 胎盤主要表現(xiàn)為胎盤絨毛及胎兒血管系統(tǒng)的發(fā)育不良，在大體標(biāo)本中表現(xiàn)為胎盤實(shí)質(zhì)不均勻受累。FGR 患者胎盤中VUE 的發(fā)生率從8%到90%不等，遠(yuǎn)高于正常妊娠[5]。VUE 是一種非特異性炎性反應(yīng)，在VUE 的胎盤組織切片中發(fā)現(xiàn)，病灶僅累及伴有淋巴細(xì)胞浸潤的末端絨毛，除了周圍絨毛的一些反應(yīng)性血管增生外，胎盤未受影響的部分通常完全正常，這也是VUE 區(qū)別于感染性絨毛炎的基本特征之一[7]。根據(jù)炎性改變累及絨毛樹的不同部位，VUE 包含3 種不同的表現(xiàn)形式：①僅局限于終末絨毛，約占50%，常伴有絨毛周圍纖維素沉積；②累及近端絨毛干，約占30%，常伴閉塞性胎兒血管病變（fetal thrombotic vasculopathy，F(xiàn)TV），有時(shí)可見廣泛無血管絨毛[8]；③變異VUE，炎癥累及錨定絨毛，約占20%[9]。VUE 是一種未能明確感染源的炎癥免疫反應(yīng)的過程，其炎癥浸潤細(xì)胞主要來源于母體的CD8+T 淋巴細(xì)胞和來源于胎兒的霍夫鮑爾細(xì)胞（Hofbauer cells，HBCs）[10]。

2.1 母體CD8+細(xì)胞毒性T 細(xì)胞正常妊娠過程中，T 細(xì)胞在執(zhí)行特異性細(xì)胞免疫應(yīng)答中起關(guān)鍵作用，CD4、CD8 分子是T 細(xì)胞重要的表面物質(zhì)。CD4+T細(xì)胞主要有輔助性T 細(xì)胞（Th）、遲發(fā)性超敏反應(yīng)性T 細(xì)胞（TDTH）；CD8+細(xì)胞主要為殺傷性T 細(xì)胞（TCL/Tc）和抑制性T 細(xì)胞（Ts）。正常情況下，CD4+和CD8+T 淋巴細(xì)胞之間保持動(dòng)態(tài)平衡，VUE 中CD8 陽性率高于CD4（CD4/CD8 比值范圍為0.1～0.5）[11]。

CD8+細(xì)胞毒性T 細(xì)胞是一類具有特異性殺傷活性的T 細(xì)胞亞群。當(dāng)CD8+細(xì)胞毒性T 細(xì)胞被激活后，可釋放顆粒酶和穿孔素，直接殺傷表達(dá)特異性抗原的靶細(xì)胞，如滋養(yǎng)細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞等，導(dǎo)致胎盤損傷；研究顯示，VUE 時(shí)，CD8+細(xì)胞毒性T 細(xì)胞可釋放細(xì)胞毒性細(xì)胞因子，如TNF-α 和IFN-γ 等，放大并增強(qiáng)免疫效應(yīng)，致使胎盤絨毛及其血管間質(zhì)損傷[12]。CD8+細(xì)胞毒性T 細(xì)胞被激活后可產(chǎn)生FasL，與滋養(yǎng)細(xì)胞表面的Fas 抗原結(jié)合，從而激活滋養(yǎng)細(xì)胞的外源性死亡受體途徑，誘導(dǎo)滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡[4]。

2.2 胎兒來源的HBCsHBCs 起源于胎盤絨毛間質(zhì)細(xì)胞，是胎盤巨噬細(xì)胞，位于絨毛間質(zhì)，與胎兒血管相鄰，移行于母體和胎兒之間。研究表明，HBCs 通過MHCⅡ類抗原表達(dá)的上調(diào)而被激活[13]，其可存在于整個(gè)妊娠期的人類胎盤絨毛中，數(shù)量隨妊娠時(shí)間的增加而表達(dá)減少[14]。VUE 時(shí)，絨毛周圍的閉塞性血管病變，可能引起絨毛的局灶性水腫或梗死，促使HBCs 增多，HBCs 增多可能是對缺氧的一種適應(yīng)性反應(yīng)。

一項(xiàng)針對FGR 胎盤的研究顯示，肥胖婦女胎盤中VUE 發(fā)生率顯著增高，可能與胎盤中HBCs 增多有關(guān)，考慮肥胖婦女脂代謝異常、動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)增加，胎盤血管硬化，絨毛血管閉塞，從而致胎盤中HBCs 增多[15]。VUE 時(shí)，異常增加的HBCs 可促使多種細(xì)胞因子大量表達(dá)，如IL-1、IL-8、TNF-α、IFN-γ 和集落刺激因子（colony stimulating factor，CSF）等。Reyes 等[14]提出，HBCs 在VUE 中表現(xiàn)出慢性炎癥表型，如TNF-α 陽性的HBCs 數(shù)量增加，細(xì)胞因子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制因子1（suppressors of cytokine signaling-1，SOCS-1）陽性的HBCs 數(shù)量減少等，導(dǎo)致胎盤損傷，與FGR、早產(chǎn)等不良妊娠結(jié)局有關(guān)。

3 VUE 時(shí)滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡與FGR 的發(fā)生

3.1 VUE 時(shí)相關(guān)細(xì)胞因子改變與滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡VUE時(shí)，增加的CD8+T 淋巴細(xì)胞及HBCs 活化后可分泌多種細(xì)胞因子，如TNF-α、IFN-γ、IL-1β 和ICAM-1等，構(gòu)成FGR 胎盤炎癥微環(huán)境，細(xì)胞因子及相關(guān)受體的表達(dá)異常與滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡關(guān)系密切[16]。Ito 等[17]研究發(fā)現(xiàn)，VUE 胎盤的炎性病變中，滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡核明顯增多，滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡又促進(jìn)炎性細(xì)胞因子釋放，形成惡性循環(huán)。

3.1.1 TNF-α TNF-α 是多功能細(xì)胞因子，存在于人體胎盤合體滋養(yǎng)細(xì)胞與細(xì)胞滋養(yǎng)細(xì)胞中，參與調(diào)控細(xì)胞的生長、胎盤形成及著床等多種正常妊娠生理過程。TNF-α 是胎盤部位炎癥反應(yīng)中重要的細(xì)胞因子。研究認(rèn)為，TNF-α 可增強(qiáng)人原代滋養(yǎng)細(xì)胞的氧化應(yīng)激，促使Bax/Bcl-2 比值及裂解caspase-3/caspase-3比值增加，從而誘導(dǎo)滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡[18]。TNF-α 受體有2 種類型——TNFR1 和TNFR2，不同類型的受體介導(dǎo)的生物學(xué)功能不同，活化TNFR1 可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，TNFR2 可能與信號傳遞和細(xì)胞增殖有關(guān)，TNF-α的生物學(xué)作用主要是通過TNFR1 傳遞。正常滋養(yǎng)細(xì)胞表達(dá)FasL，但Fas 表達(dá)水平低，VUE 胎盤局部TNF-α 增高，TNF-α 可促進(jìn)滋養(yǎng)細(xì)胞表面Fas 的表達(dá)，增強(qiáng)其對FasL 的敏感性，從而促進(jìn)滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡。人胎盤滋養(yǎng)細(xì)胞同時(shí)表達(dá)Fas 和FasL，F(xiàn)as/FasL途徑是調(diào)控滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡的主要途徑之一。此外，TNF-α 還能激活細(xì)胞凋亡蛋白酶級聯(lián)反應(yīng)的主要效應(yīng)蛋白caspase-3，誘導(dǎo)靶細(xì)胞的凋亡[19]。

3.1.2 IFN-γ IFN-γ 是一種重要的炎癥細(xì)胞因子，其與受體結(jié)合后，可刺激Fas mRNA 表達(dá)量顯著增加[20]，或誘導(dǎo)Fas 受體膜轉(zhuǎn)位[21]，增加滋養(yǎng)細(xì)胞表面Fas 受體表達(dá)，通過Fas/FasL 途徑促進(jìn)靶細(xì)胞凋亡。IFN-γ 可以通過激活JAK 激酶/信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子1（Janus kinase/signal transducer and activator of transcription 1，JAK/STAT1）途徑，增加磷酸化JAK、磷酸化STAT1 和caspase-3 的表達(dá)，促進(jìn)滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡[22]。研究表明，IFN-γ 可能通過下調(diào)胰島素樣生長因子2 受體（insulin like growth factor receptor-2，IGFR-2）的表達(dá)，誘導(dǎo)滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡[23]，還可通過誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)標(biāo)志物，如誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS）的表達(dá)增加，引起caspase-4 表達(dá)上調(diào)，增加滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡[24]。

3.1.3 ICAM-1 ICAM-1 是一種跨膜糖蛋白，主要表達(dá)于血管內(nèi)皮細(xì)胞及活化的T 淋巴細(xì)胞表面，是內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子，在正常妊娠中濃度較低，可參與胎盤血管的發(fā)育，誘導(dǎo)細(xì)胞間的黏附，促使細(xì)胞間信息傳遞，與T 細(xì)胞介導(dǎo)的免疫炎癥反應(yīng)有關(guān)。VUE時(shí)，大量單核細(xì)胞浸潤絨毛間隙，ICAM-1 表達(dá)顯著增加[25]，促使滋養(yǎng)細(xì)胞對循環(huán)單核細(xì)胞的黏附，來自母體的免疫細(xì)胞依賴于細(xì)胞間的ICAM-1 越過滋養(yǎng)層屏障向絨毛間質(zhì)遷移，炎癥相關(guān)細(xì)胞及因子趨化、聚集于滋養(yǎng)細(xì)胞表面，擴(kuò)大了局部炎癥反應(yīng)，誘導(dǎo)滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡[26]。ICAM-1 與其受體白細(xì)胞功能相關(guān)抗原-1（lymphocyte function-associated antigen-1，LFA-1）結(jié)合又能促進(jìn)TNF-α 的釋放，共同誘導(dǎo)滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡[27]。

3.1.4 IL-1β IL-1β 由單核巨噬細(xì)胞分泌，是一種強(qiáng)有力的細(xì)胞炎癥因子，是IL-1 家族的主要成員之一，在炎性和自身免疫性疾病中起著重要作用，是母胎界面較為活躍的一種細(xì)胞炎癥因子。研究顯示，胎盤局部IL-1β 增加，可能通過損傷胎盤屏障，使其通透性增加，基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）等小分子表達(dá)增加，促進(jìn)胎盤滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡[28]。體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)顯示，使用不同濃度IL-1β 作用于人胎盤滋養(yǎng)細(xì)胞株BeWo 后，滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡率明顯增高，且該作用與IL-1β 的濃度及作用時(shí)間呈正相關(guān)[29]。另有研究發(fā)現(xiàn)，在分離的人FGR 胎盤滋養(yǎng)細(xì)胞中，炎癥樣反應(yīng)可通過IL-1β 依賴途徑誘導(dǎo)滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡增加[30]。

3.2 滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡與FGR 發(fā)生VUE 時(shí)滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡增加，直接導(dǎo)致執(zhí)行免疫赦免功能的細(xì)胞數(shù)目減少，這可能促進(jìn)了同種異體移植物的排斥，減弱母胎耐受，使得母體內(nèi)細(xì)胞毒性T 細(xì)胞可以進(jìn)入胎盤內(nèi)，破壞絨毛結(jié)構(gòu)，可進(jìn)行有效的物質(zhì)交換的絨毛數(shù)減少，從而可能引發(fā)FGR 等不良妊娠結(jié)局。研究表明，與同期正常妊娠胎盤組織相比，F(xiàn)GR 胎盤組織中胎盤灌注不良及局灶性絨毛梗死的發(fā)生率顯著增高，F(xiàn)GR 胎盤中滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡顯著增加[31-32]。滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡可導(dǎo)致螺旋動(dòng)脈重塑障礙，并累及絨毛莖、絨毛干及絨毛膜血管，閉塞性FTV 發(fā)生增加，導(dǎo)致下游絨毛呈缺血性改變，甚至出現(xiàn)大面積無血管絨毛，胎盤實(shí)質(zhì)出現(xiàn)不均勻梗死灶，可發(fā)揮胎盤功能的有效面積減小，胎盤功能受損，從而影響母胎間物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)，與FGR 的發(fā)生密切相關(guān)。Kawabe 等[33]認(rèn)為滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡可波及相鄰絨毛膜細(xì)胞及蛻膜細(xì)胞，導(dǎo)致絨毛膜的壞死，促進(jìn)炎性細(xì)胞因子的釋放及前列腺素的產(chǎn)生增加，子宮收縮加強(qiáng)，進(jìn)而可能發(fā)生胎盤早剝。若蛻膜出血灶面積小，可能并不表現(xiàn)出急性臨床癥狀，但可能影響胎盤血流灌注，導(dǎo)致胎盤功能損傷，在FGR 的發(fā)生中起到一定作用。

4 結(jié)語

妊娠中、晚期胎盤發(fā)生VUE 時(shí)，增加的CD8+T淋巴細(xì)胞及HBCs 等相關(guān)細(xì)胞活化后可分泌多種細(xì)胞因子，如TNF-α 和IFN-γ 等，促進(jìn)滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡增加，滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡可導(dǎo)致胎盤發(fā)育不良、絨毛血管閉塞和胎盤血流灌注不足等，導(dǎo)致胎盤功能不全，可能影響母胎物質(zhì)交換，不能給胎兒提供足夠的營養(yǎng)，與FGR 等的發(fā)病有關(guān)。目前臨床上尚無有效干預(yù)措施，在對胎盤發(fā)生VUE 時(shí)相關(guān)炎性細(xì)胞因子與滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡相關(guān)性研究的基礎(chǔ)上，希望通過抑制TNF-α、IFN-γ 等炎性細(xì)胞因子的功能，降低滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡為靶點(diǎn)，為FGR 的有效防治提供理論依據(jù)，從而達(dá)到阻斷FGR 發(fā)生、發(fā)展的目的，減少圍生期不良結(jié)局以及FGR 患兒的遠(yuǎn)期并發(fā)癥。