胎盤免疫與妊娠并發(fā)癥及防控研究進展

張曉卿，高路,2,3*

母胎界面主要由母體蛻膜基質(zhì)細胞、侵入胎盤的胚外滋養(yǎng)層細胞和母體免疫細胞組成，是妊娠期母胎相互作用的重要媒介。成功妊娠依賴于母胎界面的免疫穩(wěn)態(tài)維持，先天免疫細胞和適應(yīng)性免疫細胞在支持胎盤發(fā)育、維持母胎免疫耐受以及調(diào)控分娩過程的炎癥反應(yīng)中均發(fā)揮著重要作用[1-2]。這些免疫細胞的異常與妊娠并發(fā)癥的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。本文將針對胎盤免疫與常見妊娠并發(fā)癥如子癇前期、妊娠糖期尿病、胎兒生長受限、流產(chǎn)和早產(chǎn)等的關(guān)系進行綜述，并重點介紹近年來從胎盤免疫調(diào)控角度對妊娠并發(fā)癥進行防治的研究進展，有助于更深刻全面地了解妊娠并發(fā)癥的發(fā)生發(fā)展機理，同時為改善圍產(chǎn)期不良結(jié)局提供新的理論依據(jù)。

1 胎盤免疫與子癇前期及其防控

1.1 胎盤免疫與子癇前期

子癇前期是一種潛在危及母親和胎兒生命的嚴重妊娠并發(fā)癥。普遍認為是組織缺氧和氧化應(yīng)激導(dǎo)致抗血管生成和促血管生成途徑失衡以及母體處于促炎狀態(tài)所引起的。近十幾年來，大量研究發(fā)現(xiàn)，無論是患者還是動物模型中，免疫系統(tǒng)均參與了子癇前期的發(fā)生。先天免疫細胞，如uNK(uterine NK)、巨噬細胞等在滋養(yǎng)層細胞侵襲和螺旋動脈重塑中發(fā)揮著重要的作用[3]。uNK細胞數(shù)量的減少與螺旋動脈重塑減少相關(guān)，促使胎盤分泌各種炎癥因子、抗血管生成因子以及其他破壞性因子，導(dǎo)致母體產(chǎn)生廣泛炎癥反應(yīng)、內(nèi)皮細胞功能障礙，最終發(fā)生子癇前期[4]。由于使用實驗方法或者抗體的不同，不同的研究團隊對子癇前期胎盤中巨噬細胞數(shù)量變化的觀察存在差異[1]。在子癇前期患者的螺旋動脈周圍發(fā)現(xiàn)巨噬細胞數(shù)目增加，尤其是M1巨噬細胞，促進了胎盤炎癥反應(yīng)和抑制抗炎因子的分泌。另外，與M2巨噬細胞條件培養(yǎng)基相比，M1巨噬細胞條件培養(yǎng)基抑制滋養(yǎng)層細胞的遷移和滋養(yǎng)層細胞微管的形成[5]。然而，目前尚不清楚巨噬細胞數(shù)量增加和激活是子癇前期的原因還是結(jié)果。

對適應(yīng)性免疫細胞而言，正常妊娠期間，由于孕酮和細胞因子如IL-4分泌增加，Th1/Th2平衡更趨于Th2亞型為主。而在子癇前期患者外周血和母胎界面的干擾素γ(interferon γ，IFN-γ)、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)、白介素-1β(interleukin-1β，IL-1β)和 IL-2水平升高，提示Th1細胞可能在全身炎癥反應(yīng)中發(fā)揮主導(dǎo)作用，進而導(dǎo)致胎盤受損、胎盤血管內(nèi)皮功能障礙而誘發(fā)子癇前期[6]。Treg可能通過分泌自身抗體明顯抑制B細胞的增殖，也可以通過多種機制抑制Th1和Th17的活化和增殖來發(fā)揮免疫抑制作用。研究顯示，子癇前期患者的外周血和子宮內(nèi)膜Treg數(shù)目明顯下降，導(dǎo)致全身炎癥反應(yīng)的增強，這可能是子癇前期發(fā)生的另一個誘因[3,7]。有研究報道，滋養(yǎng)層細胞異常高表達CD81，干擾母胎界面微環(huán)境Treg和Th17平衡，促使IL-6分泌增加，誘導(dǎo)子癇前期發(fā)病[8]。

因此，無論是先天性免疫系統(tǒng)還是適應(yīng)性免疫系統(tǒng)，在胎盤免疫耐受微環(huán)境的維持中均發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。胎盤免疫細胞數(shù)量或功能異?？蓪?dǎo)致母胎界面免疫耐受環(huán)境被打破，引起胎盤或全身炎癥反應(yīng)，進而導(dǎo)致子癇前期。

1.2 子癇前期的免疫學(xué)防控

許多具有抗炎作用和免疫調(diào)節(jié)特性的藥物被用于預(yù)防或者正在用于研究治療子癇前期。目前，最為明確的循證預(yù)防治療是應(yīng)用小劑量阿司匹林。阿司匹林可抑制前列腺素A2，被認為可改善滋養(yǎng)層細胞侵入子宮螺旋動脈并降低合體滋養(yǎng)細胞補體C3和因子B的表達。這種干預(yù)措施一般是用于具有較高子癇前期風(fēng)險的早產(chǎn)[9]。肝素和低分子量肝素也可能通過改善子宮動脈血流量和降低滋養(yǎng)層細胞釋放補體C5a改善免疫功能[10]。1例HELLP綜合征的病例報告顯示，依庫珠單抗可以改善試驗參數(shù)和延長妊娠期[11]，最近正在招募志愿者(23～28周孕婦伴有HELLP綜合征)進行I期臨床試驗。Zilucoplan是補體C5a的小分子抑制劑，也可能具有治療HELLP或子癇前期的潛力[9]。

其次，一些免疫調(diào)節(jié)的策略正在應(yīng)用于預(yù)防或治療子癇前期。鑒于子癇前期中Treg功能障礙和 IL-6分泌異常[8]，因此，有可能通過改善自身Treg的功能作為預(yù)防或治療子癇前期的一種策略。比如，通過生活方式干預(yù)(如日光浴、運動)增加內(nèi)源Treg細胞的數(shù)量和功能，或通過藥物降低IL-6分泌，從而抑制STAT5信號通路的轉(zhuǎn)導(dǎo)，進而增加Treg的活性[7]。

此外，胎盤生長因子(placental growth factor，PIGF)是血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)家族的一員，主要表達于胎盤，可以與血管內(nèi)皮生子因子受體-1(VEGFR-1)或fms相關(guān)酪氨酸激酶-1(FLT-1)及可溶性sFLT-1結(jié)合[12]，具有促進胎盤血管生成的作用，并支持滋養(yǎng)層的生長。PIGF在子癇前期的預(yù)測、診斷和治療中發(fā)揮著越來越重要的作用。在不同的嚙齒類動物模型中，通過腺病毒轉(zhuǎn)染小鼠增加sFLT-1構(gòu)建子癇前期模型，腹腔給藥PIGF-2兩天后，可降低小鼠的高血壓，但不降低蛋白尿；在大鼠子癇前期模型中，通過腹腔內(nèi)滲透泵連續(xù)輸注重組人PIGF(rhPIGF)，不僅可以降低血壓、蛋白尿和提高腎小球濾過率，還可以降低氧化應(yīng)激的標記物表達，且sFIT-1水平也顯著下降[13]。同樣，在子癇前期的非人靈長類動物模型中，注射rhPIGF可降低血壓和蛋白尿[14]。因此，未來臨床使用PIGF治療子癇前期是一種潛在的治療方案，但是還存在很多不確定性，需要進一步的研究探索。

2 胎盤免疫與早產(chǎn)和流產(chǎn)及其防控

2.1 胎盤免疫與早產(chǎn)和流產(chǎn)

胎兒過早娩出是發(fā)病率較高的妊娠并發(fā)癥之一，根據(jù)娩出時間的不同，可分為流產(chǎn)和早產(chǎn)，目前研究發(fā)現(xiàn)二者均與胎盤免疫異常密切相關(guān)。

2.1.1 胎盤免疫與早產(chǎn) 小鼠模型中，巨噬細胞被認為是誘導(dǎo)足月產(chǎn)和早產(chǎn)的重要細胞類群，可能通過分泌炎癥因子如TNF-α、IL-1、IL-6、IL-8和MMP促進早產(chǎn)的發(fā)生[15]。脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)誘導(dǎo)的早產(chǎn)模型中，anti-F4/80抗體耗竭巨噬細胞可以消除早產(chǎn)效應(yīng)。此外，補體激活在早產(chǎn)的發(fā)生中起著重要的作用。在小鼠和人的自發(fā)性早產(chǎn)中，補體產(chǎn)物C3a、C4a和 C5a的分泌明顯增加。C5a補體的激活依賴于巨噬細胞MMP9的釋放和宮頸重塑，而C5a受體敲除的小鼠，可以消除由LPS和RU486誘導(dǎo)的早產(chǎn)表型[16]。

除了先天免疫系統(tǒng)，適應(yīng)性免疫反應(yīng)在早產(chǎn)發(fā)生中同樣發(fā)揮著重要作用。據(jù)報道，與足月產(chǎn)相比，早產(chǎn)女性外周血Treg抑制功能明顯降低，而Treg細胞數(shù)量或功能降低通常與Tcon/Teff活化增加有關(guān)[17]。蛻膜中效應(yīng)記憶CD4+T細胞和CD8+T細胞富集，提示這些細胞在早產(chǎn)母胎界面促發(fā)更強的潛在炎癥反應(yīng)[18]。值得注意的是，隨著妊娠時間增加，伴有胎盤炎癥早產(chǎn)女性的壁蛻膜耗竭CD4+T細胞(PD-1+TIM-3+CTLA4-LAG-3-)比例增加，而這一亞群在基蛻膜比例下降[19]。離體實驗顯示，耗竭T細胞可以誘導(dǎo)TNF-α和IFN-γ分泌，提示這類群細胞在胎盤發(fā)生炎癥反應(yīng)時可能會恢復(fù)其效應(yīng)功能[19]。Rag1-/-小鼠(T細胞和B細胞均敲除)模型中，LPS誘導(dǎo)的早產(chǎn)更為敏感并明顯增加。若在妊娠中期，過繼移植CD4+T細胞，可以緩解LPS誘導(dǎo)的早產(chǎn)[20]。與之相反，anti-CD3抗體可以激活Teff細胞，釋放局部或全身促炎因子，如IL-6和IFN-γ，從而引發(fā)早產(chǎn)。

總之，激活的記憶T細胞和效應(yīng)T細胞可能介導(dǎo)炎癥反應(yīng)促進早產(chǎn)的發(fā)生，而Treg則通過拮抗耗竭T細胞和Teff細胞發(fā)揮抑制炎癥反應(yīng)的作用。但是，T細胞調(diào)控正常分娩和早產(chǎn)的具體分子機制尚不明確。

2.1.2 胎盤免疫與流產(chǎn) 據(jù)報道，自發(fā)性和復(fù)發(fā)性流產(chǎn)孕婦的蛻膜免疫學(xué)特性發(fā)生改變。dNK細胞過度募集或細胞毒活性增強與植入失敗和復(fù)發(fā)性流產(chǎn)相關(guān)。促炎和抗炎T細胞反應(yīng)失衡，如局部和全身的Th17/Treg比例改變，子宮內(nèi)膜Treg轉(zhuǎn)錄因子Foxp3降低等均會導(dǎo)致復(fù)發(fā)性流產(chǎn)[21]。在復(fù)發(fā)性流產(chǎn)女性子宮內(nèi)膜中，耐受性DC顯著減少，干擾植入并導(dǎo)致早期胚胎吸收(相當于小鼠流產(chǎn))，這種現(xiàn)象與蛻膜受損和血管擴張減少相關(guān)[22]。免疫調(diào)節(jié)機制破壞也與流產(chǎn)有關(guān)。母體殺傷細胞免疫球蛋白樣受體(killer Ig-like receptors，KIRs)和胎兒白細胞抗原C(human leukocyte antigen C，HLA-C)突變、HLA-G的表達降低、B7共刺激通路表達和介導(dǎo)凋亡TNF亞家族成員表達的改變、吲哚胺2，3-雙加氧酶水平的顯著降低等均與流產(chǎn)有關(guān)[21,23]。

2.2 早產(chǎn)和流產(chǎn)的免疫學(xué)防控

盡管近十年對早產(chǎn)機制進行了深入的探索，然而迄今為止，早產(chǎn)的治療選擇很少。目前，臨床上預(yù)防早產(chǎn)的方法主要包括補充黃體酮、宮頸環(huán)扎術(shù)和使用宮頸托等，但治療效果有限，特別是對多胎妊娠療效欠佳[24]。近年來的研究多集中在設(shè)計靶向免疫介質(zhì)來預(yù)防早產(chǎn)。Toll樣受體(Toll-like receptors，TLR)拮抗劑納洛酮，是一個非阿片受體拮抗劑，在小鼠體內(nèi)通過抑制炎癥級聯(lián)反應(yīng)預(yù)防早產(chǎn)[25]。另一種基于免疫治療的方法，是使用新型受體靶向結(jié)合IL-1[26]。鑒于IL-10在蛻膜介導(dǎo)的抗炎作用中的重要性，通過促進蛻膜釋放大量IL-10預(yù)防和治療早產(chǎn)，在未來也是重要策略之一[27]。此外，也可以通過增加體內(nèi)Treg細胞數(shù)量或功能抑制炎性反應(yīng)來預(yù)防和治療早產(chǎn)[7]。

就流產(chǎn)而言，除了通過改變生活方式，使用阿司匹林和低分子量肝素等策略進行預(yù)防外[22]，一些針對免疫反應(yīng)開發(fā)的新的治療方案，如TNF-α抑制劑和粒細胞集落刺激因子(G-CSF)等藥物，可能會對一些復(fù)發(fā)性流產(chǎn)有所幫助，但是仍需要更多的臨床試驗來進一步證明其療效。無論是靶向外周循環(huán)，還是子宮內(nèi)膜的NK細胞來預(yù)防反復(fù)流產(chǎn)尚缺乏有力數(shù)據(jù)支持。已有研究使用組織特異的脂質(zhì)體向子宮輸送免疫調(diào)節(jié)劑來治療早產(chǎn)，并可能為靶向母胎界面的免疫功能障礙提供特異有效的載體[28]。

3 胎盤免疫與妊娠期糖尿病及其防控

3.1 胎盤免疫與妊娠期糖尿病

妊娠期糖尿病不僅僅只是胰島素抵抗和葡萄糖不耐受的問題，還包括胎盤炎癥因素。在妊娠期糖尿病中，高血糖狀態(tài)會產(chǎn)生促炎的微環(huán)境，改變母體循環(huán)和胎盤中NK細胞和細胞因子的表型[29]。與正常孕婦相比，妊娠期糖尿病患者母胎界面中NK細胞的細胞毒性作用明顯增強，且相關(guān)細胞因子分泌增加，例如CD56+NK細胞分泌的IFN-γ、TNF-α增加，而TGF-β和VEGF分泌降低[30]。此外，有研究顯示，妊娠期糖尿病患者蛻膜的巨噬細胞由抑炎的M2亞型轉(zhuǎn)變?yōu)榇傺椎腗1亞型[31]。

盡管先天免疫細胞、NK細胞和巨噬細胞反應(yīng)在妊娠期糖尿病患者中得到了證實，但是一些相關(guān)文獻報道仍存有爭議。因此，最新的研究開始側(cè)重于CD4+T細胞功能失調(diào)。有研究者認為，妊娠期糖尿病患者Treg細胞免疫抑制功能受損或產(chǎn)生炎癥表型，進而影響代謝途徑[30]。另外，一些數(shù)據(jù)顯示，妊娠期糖尿病患者Th17細胞顯著擴增，而在正常妊娠期間，母胎界面并未檢測到Th17細胞。IL-6是IL-17的上游調(diào)節(jié)因子，而妊娠期糖尿病患者中IL-6分泌明顯增加，可能起到誘導(dǎo)Th17細胞擴增的作用[32]。此外，Th17細胞還可以通過分泌IL-17來增強巨噬細胞和中性粒細胞的吞噬或者細胞毒活性，因而，Treg/Th17的比例可能是衡量妊娠期糖尿病發(fā)作的關(guān)鍵參數(shù)[33]。

3.2 妊娠期糖尿病的免疫學(xué)防控

與妊娠期糖尿病防治相關(guān)的免疫學(xué)研究目前尚較為少見。胸腺Rank基因缺失會導(dǎo)致內(nèi)臟脂肪組織Treg細胞積累受損，從而使脂肪細胞大小、組織炎癥、母體葡萄糖耐受不良、巨大胎兒和葡萄糖穩(wěn)態(tài)改變等一系列妊娠糖期尿病的主要癥狀發(fā)生。因此，Treg細胞移植或者回輸有可能成為預(yù)防和治療妊娠期糖尿病和巨大胎兒的一種策略[34]。

4 胎盤免疫與胎兒生長受限及其防控

胎盤是胎兒與母親對話的主要紐帶，通過物質(zhì)交互促進胎兒生長發(fā)育。研究顯示，胎盤功能不全是引起胎兒生長受限最常見的原因[35]。然而，胎盤功能不全的機制仍未完全闡明。據(jù)報道，很多胎盤分泌的因子在一定程度上與胎兒宮內(nèi)發(fā)育遲緩相關(guān)，如胎盤胰島素樣生長因子、表皮生長因子、內(nèi)皮糖蛋白和血管內(nèi)皮生長因子等[36]；其次，活性氧和氧化應(yīng)激也是胎兒生長受限胎盤生理和病理的重要因素[37]。近年來，多種與胎兒生長受限相關(guān)的免疫學(xué)因素被揭示，如胎盤IL被證明與胎兒生長有關(guān)。研究結(jié)果表明，胎兒生長受限的胎盤中IL-6分泌較高，而IL-10水平降低[38]。正常妊娠期間，Th1和Th17細胞因子分泌受到抑制，而在胎兒生長受限患者中，抑制這些炎癥細胞因子分泌的作用減弱，表現(xiàn)為IL-2和IFN-γ的分泌增多[39]。蛻膜 NK細胞高表達轉(zhuǎn)錄因子PBX1，能夠增強生長促進因子(包括多效生長因子和骨甘氨酸)轉(zhuǎn)錄，促進胚胎發(fā)育；這類NK細胞的減少會導(dǎo)致胎兒生長受限，而這類NK細胞的過繼性回輸則可以逆轉(zhuǎn)胎兒生長受限的發(fā)生[40]。另外，NF-κB的亞單位p65的磷酸化程度決定NK細胞和T細胞的反應(yīng)強度，NF-κB信號通路的激活促進炎性T細胞反應(yīng)，可能會導(dǎo)致胎兒生長受限[41]。然而，針對胎盤免疫異常調(diào)控對胎兒生長受限的防治研究尚未見相關(guān)報道。

4 小結(jié)

胎盤是母體環(huán)境和胎兒環(huán)境之間的屏障。妊娠是一種免疫平衡狀態(tài)，在整個妊娠過程中，母體和發(fā)育中的胎兒必須相互耐受，同時又需要保持足夠的免疫力來抵御病原體威脅。如果免疫平衡被打破，會引起多種妊娠并發(fā)癥，包括子癇前期、早產(chǎn)和流產(chǎn)、妊娠期糖尿病和胎兒生長受限等。本文總結(jié)了胎盤免疫在多種妊娠并發(fā)癥發(fā)生發(fā)展中的作用機制，以及以胎盤免疫為靶點對上述并發(fā)癥進行有效防治的探索性研究。在子癇前期以及早產(chǎn)和復(fù)發(fā)性流產(chǎn)中已經(jīng)有較多的針對胎盤免疫進行干預(yù)和防治的有益探索，而針對其他類型的妊娠并發(fā)癥，以胎盤免疫為靶點進行防治的研究尚非常有限，是未來值得關(guān)注的方向。