免疫細胞與盆腔器官脫垂相關(guān)性研究進展*

田 昭,孫智晶

(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院婦產(chǎn)科,國家婦產(chǎn)疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心,北京 100730)

盆腔器官脫垂(pelvic organ prolapse,POP)是由盆底支撐結(jié)構(gòu)薄弱導(dǎo)致盆腔器官脫出于陰道內(nèi)或陰道外的一類疾病,嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量。POP的發(fā)生與妊娠和分娩損傷、衰老、長期腹壓增高、絕經(jīng)及遺傳等因素相關(guān)[1],但其具體致病機制尚不清楚。目前關(guān)于POP的分子生物學(xué)機制研究主要集中在細胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)代謝、氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、盆底神經(jīng)肌肉損傷及遺傳易感等方面。近期幾項研究在基因、細胞及組織等多個層面提示免疫細胞可能在POP發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮一定作用(表1)[2-7],但目前相關(guān)研究仍較少,部分結(jié)果間仍存爭議。本文首次對免疫細胞與POP的相關(guān)研究進行綜述,以期為POP的診療探索可能的新靶點。

表1 盆腔器官脫垂與免疫因素主要相關(guān)文獻及結(jié)果

1 巨噬細胞與POP

1.1 巨噬細胞極化類型 巨噬細胞是固有免疫系統(tǒng)中的主要作用細胞,在機體穩(wěn)態(tài)維持中發(fā)揮重要作用[8]。根據(jù)激活狀態(tài)和功能不同,可將巨噬細胞分為M1及M2兩種亞型。M1型巨噬細胞分泌促炎性細胞因子并釋放活性氧和活性氮,具有抗增殖和細胞毒性作用,同時可介導(dǎo)局部ECM降解和組織損傷。M2型巨噬細胞被認為是抗炎細胞,可分泌白細胞介素10(Interleukin 10,IL-10)及轉(zhuǎn)化生長因子β(transforming growth factor-β,TGF-β)等抗炎性細胞因子,促進膠原合成、血管生成及纖維化,從而參與組織修復(fù)和傷口愈合。巨噬細胞的極化具有一定的可塑性,當(dāng)外界環(huán)境變化時可相應(yīng)向不同的類型極化,這一特性為其作為疾病治療靶點提供了理論基礎(chǔ)。

1.2 巨噬細胞在POP中的研究進展 近期幾項研究探究了巨噬細胞與POP疾病進展之間的關(guān)系。Li等[2]通過單細胞測序技術(shù)對POP患者及正常對照組陰道壁組織中的細胞譜系進行鑒定,結(jié)果發(fā)現(xiàn)女性陰道壁組織中主要存在11種細胞類型,包括6種非免疫細胞(成纖維細胞、平滑肌細胞、上皮細胞、內(nèi)皮細胞、肌上皮細胞、淋巴管內(nèi)皮細胞)以及5種免疫細胞(巨噬細胞、T細胞、B細胞、效應(yīng)B細胞、肥大細胞)。其中成纖維細胞(55.49%)、平滑肌細胞(17.97%)及巨噬細胞(7.51%)為含量最多的3種細胞類型。Zhao等[5]研究同樣發(fā)現(xiàn),POP患者宮骶韌帶的免疫細胞浸潤類型中以巨噬細胞占比最大。Miao等[9]進一步發(fā)現(xiàn),巨噬細胞增多發(fā)生于老年P(guān)OP患者(>60歲)陰道壁組織中,并進一步發(fā)現(xiàn)了FOLR2+巨噬細胞這一關(guān)鍵細胞類型。Li等[2]研究中,POP組與對照組患者陰道壁組織中巨噬細胞總占比相似,但巨噬細胞的不同功能亞群占比存在差異,提示在POP的病理機制中巨噬細胞可能主要以功能改變?yōu)橹?。Liu等[6]發(fā)現(xiàn),POP患者陰道前壁中M2型巨噬細胞占比降低且與脫垂程度成反比,而M1型巨噬細胞占比顯著升高且與脫垂程度成正比,提示M1巨噬細胞可能在POP疾病進展中發(fā)揮主要作用。TGF-β是一種多功能細胞因子,在巨噬細胞中主要由M2型分泌,在ECM代謝和成纖維細胞增殖中發(fā)揮重要作用。多項研究表明,POP患者中TGF-β表達降低,而TGF-β預(yù)處理可減弱循環(huán)機械應(yīng)力導(dǎo)致的ECM降解,提示其可作為潛在的治療靶點[10]。

1.2.1 巨噬細胞調(diào)節(jié)局部ECM代謝 ECM位于結(jié)締組織細胞周圍,為組織、器官提供力學(xué)支持和物理強度。正常情況下ECM各種成分之間保持動態(tài)平衡,ECM代謝失衡是POP的主要病理改變。既往研究報道,巨噬細胞與成纖維細胞可通過調(diào)節(jié)ECM代謝來參與多種疾病的進展[11]。Li等[2]研究發(fā)現(xiàn),POP患者陰道壁巨噬細胞中存在與ECM重構(gòu)相關(guān)的異常因子CREB5及特異性細胞通訊TIMP1-CD63,并且巨噬細胞與其他類型細胞之間的相互作用主要富集在ECM的代謝和傷口愈合的調(diào)節(jié)。Wu等[3]研究探究了POP患者與非POP患者宮骶韌帶中的免疫細胞浸潤情況,發(fā)現(xiàn)巨噬細胞、單核細胞、1型輔助性T細胞(type 1 helper T cell,Th1)、調(diào)節(jié)性T細胞(regulatory T cell,Treg)及自然殺傷T細胞(natural killer T cells,NKT)這5種差異免疫細胞以及賴氨酸氧化酶(Lysine oxidase,LOX)、白細胞介素6(Interleukin 6,IL-6)、多配體蛋白聚糖(Syndecan-1,SDC-1)及細胞間黏附分子1(intercellular adhesion molecule,ICAM-1)這4種特征差異基因。Wu等[3]進一步分析發(fā)現(xiàn),巨噬細胞與LOX基因顯著相關(guān),Li等[7]研究同樣發(fā)現(xiàn),賴氨酸氧化酶樣1(lysine oxidase-like 1,LOXl1)基因敲除鼠的陰道壁組織中巨噬細胞、白細胞及B細胞比例顯著升高。LOX是催化ECM中膠原蛋白和彈性蛋白聚合的關(guān)鍵酶,既往研究表明POP患者LOX蛋白水平顯著降低[12],提示巨噬細胞可能通過調(diào)節(jié)LOX參與ECM代謝,進而在POP發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮作用。Takemoto等[13-14]研究提示M2巨噬細胞可通過STAT3、HIF-1α及Jmjd3/H3K27等通路調(diào)節(jié)LOX表達,然而目前尚缺乏關(guān)于巨噬細胞在POP中參與細胞外基質(zhì)調(diào)節(jié)的機制探究。

1.2.2 巨噬細胞參與局部炎癥反應(yīng) Orlicky等[15]研究表明,脂肪細胞聚集、慢性炎癥反應(yīng)及平滑肌纖維破壞是POP的3種主要病理改變。POP患者的宮骶韌帶組織中炎癥反應(yīng)以中性粒細胞介導(dǎo)的慢性炎癥為主,并且在絕經(jīng)前及絕經(jīng)后的婦女中均有表現(xiàn),而對照組的宮骶韌帶組織中幾乎沒有炎癥浸潤表現(xiàn)[15]。Liu等[6]研究中,巨噬細胞除了與LOX相關(guān)外,還發(fā)現(xiàn)與IL-6及ICAM-1呈正相關(guān)而與SDC-1呈負相關(guān)。IL-6是在損傷和感染最初反應(yīng)中表達的重要細胞因子,在巨噬細胞中主要由M1型分泌。既往研究表明,POP患者中IL-6呈高表達并被認為與疾病發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[3]。ICAM-1在多種細胞中表達,在免疫細胞的遷移和激活中起關(guān)鍵作用,但其表達持續(xù)增強會導(dǎo)致慢性炎癥持續(xù)存在。正常情況下ICAM-1在巨噬細胞呈低表達,而在炎性條件下表達則上調(diào)[16]。SDC-1是細胞表面蛋白聚糖家族的一員,參與調(diào)節(jié)組織修復(fù)和慢性損傷反應(yīng)。SDC-1與M2巨噬細胞分化有關(guān),SDC-1缺乏會導(dǎo)致白細胞遷移功能受損和黏附功能增強,并促進持續(xù)的慢性炎癥狀態(tài)[17]。由此推測POP患者中巨噬細胞可能通過IL-6、ICAM-1及SDC-1等參與局部慢性炎癥反應(yīng)。

2 T細胞與POP

2.1 T細胞亞群 T淋巴細胞在免疫系統(tǒng)中執(zhí)行特異性細胞免疫和調(diào)節(jié)功能,其中CD4+T細胞和CD8+T細胞為其主要類型。CD8+T又稱細胞毒性T細胞(cytotoxic T lymphocyte,CTL),主要功能是殺傷和清除靶細胞。CD4+T細胞按功能特征可分為輔助性T細胞亞群(helper T cell,Th)及調(diào)節(jié)性T細胞亞群(regulatory T cell,Treg),其中Th細胞又可分為Th1、Th2、Th9、Th17、Th22細胞和濾泡輔助T細胞(Follicular helper T cells,Tfh),不同T細胞亞群表達特定的細胞因子和趨化因子,T細胞亞群之間的平衡對調(diào)控免疫反應(yīng)和維持自身免疫穩(wěn)定具有重要作用。

2.2 T細胞與POP研究進展 POP患者陰道前壁組織的細胞類型中T細胞約占4.13%,并存在中央記憶T細胞、效應(yīng)記憶CD8+T細胞和細胞毒性CD8+T細胞等幾種亞群[2]。Yu等[4]比較POP及非POP患者宮骶韌帶組織的轉(zhuǎn)錄組學(xué)及代謝組學(xué)分析,發(fā)現(xiàn)差異基因與T細胞功能密切相關(guān)。巨噬細胞可能通過調(diào)節(jié)ECM代謝及局部慢性炎癥反應(yīng)參與POP的疾病進展過程,而T細胞與巨噬細胞之間密切相關(guān)并相互調(diào)節(jié),不同亞群T細胞可介導(dǎo)巨噬細胞向不同亞型極化。由此推測T細胞亞群失衡同樣在POP的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮作用。

2.2.1 T細胞調(diào)節(jié)ECM代謝 Wu等[3]研究發(fā)現(xiàn),與正常組相比,POP患者宮骶韌帶中Treg、Th1和自然殺傷T細胞(natural killer T cells,NKT)表達存在差異。Treg細胞具有抗纖維化作用[18],Treg細胞升高能對成纖維細胞產(chǎn)生抑制作用,導(dǎo)致膠原沉積減少及ECM負性重塑。Th1在機體識別和清除病原體方面發(fā)揮著重要作用。在多種疾病中,病原體感染可導(dǎo)致免疫狀態(tài)的持續(xù)激活,Th1/Th2平衡被破壞,從而抑制纖維形成及促進膠原纖維降解,導(dǎo)致ECM的負性重塑。NKT是一種同時具有T細胞和NK膠原細胞受體的特殊T細胞亞群,具有免疫調(diào)節(jié)和細胞毒性作用[19]。NKT可能參與其他T細胞亞群的調(diào)控,或在POP的特定炎癥微環(huán)境中被過度激活,并作為CD8+殺傷T細胞發(fā)揮殺傷作用。目前,關(guān)于不同T細胞亞群在惡性腫瘤細胞外基質(zhì)重塑及肝、肺或腎等組織纖維化等方面已有較多研究,然而尚無關(guān)于T細胞參與調(diào)節(jié)POP患者細胞外基質(zhì)代謝的可能機制探究。

2.2.2 T細胞參與局部炎癥反應(yīng) Wu等[3]研究中ICAM-1同樣與Th1細胞及NKT細胞密切相關(guān),提示Th1細胞及NKT細胞可能在慢性炎癥浸潤及免疫細胞遷移方面發(fā)揮作用。外界病原微生物感染可誘導(dǎo)原始T細胞分化為Th1細胞,并產(chǎn)生高水平的γ-干擾素(IFN-γ),參與巨噬細胞活化,在機體抗病原微生物感染以及消除腫瘤細胞中發(fā)揮作用。NKT細活化后同樣能迅速產(chǎn)生IFN-γ、IL-4等多種細胞因子,并正向或負向調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答及炎癥反應(yīng)。綜上,T淋巴細胞可能通過參與巨噬細胞活化、ECM代謝及局部慢性炎癥反應(yīng)參與POP的疾病進展,但目前有關(guān)T淋巴細胞亞群在POP中變化及功能的相關(guān)研究十分有限,仍需后續(xù)研究進一步證實。

3 POP與其他免疫細胞

除了巨噬細胞和T細胞外,其他一些免疫細胞也可能在POP的病理進展中發(fā)揮作用。Li等[2]研究中,陰道壁免疫細胞類型中還包括B細胞、效應(yīng)B細胞及肥大細胞,分別占所有細胞比例的0.89%、1.65%及0.43%。Zhao等[5]發(fā)現(xiàn),POP患者宮骶韌帶中活化的肥大細胞和中性粒細胞浸潤增多,并且與關(guān)鍵差異基因呈正相關(guān);而靜息狀態(tài)肥大細胞與關(guān)鍵差異基因呈負相關(guān),提示肥大細胞激活可能在POP發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮作用。此外,LOXl1敲除小鼠陰道壁組織中B細胞占比升高[7],提示其可能在POP中發(fā)揮作用,但仍有待后續(xù)研究進一步證實。

4 展望

隨著人口老齡化的加劇,POP患病率逐漸升高,已成為影響中老年女性生活質(zhì)量的常見疾病。POP的發(fā)生是多種危險因素共同作用的結(jié)果,闡明其發(fā)病機制是建立有效預(yù)防和診治方法的前提。當(dāng)前POP的致病機制未完全明確且存有爭議,大多學(xué)者認為POP是環(huán)境因素(分娩、衰老、雌激素水平降低及長期腹壓增高等)與遺傳因素等共同作用的結(jié)果。越來越多的臨床工作者期望從根源上探究POP的發(fā)病機制以尋找最佳的臨床治療方案,而基因表達譜芯片及生物信息學(xué)分析等技術(shù)不斷進步加深了大家對POP的了解。最近的一些生物信息學(xué)研究提示免疫細胞(尤其是巨噬細胞及T細胞)與POP密切相關(guān),為POP發(fā)生發(fā)展的機制研究提供了新思路。目前關(guān)于POP與免疫因素相關(guān)的臨床研究及基礎(chǔ)實驗研究仍十分匱乏,尚無關(guān)于免疫細胞參與POP發(fā)病的深入機制探討,需未來更多的研究予以關(guān)注。

5 結(jié)語

局部免疫微環(huán)境失衡,特別是巨噬細胞和T細胞亞群失衡可能在POP發(fā)生發(fā)展中起到一定作用,有望作為未來研究的新靶點。巨噬細胞及T細胞亞群失衡可能引起ECM紊亂及慢性炎癥反應(yīng)等病理改變,進而引起盆底支持結(jié)構(gòu)遭到持續(xù)破壞,最終導(dǎo)致POP發(fā)生。目前有關(guān)免疫細胞參與POP致病的研究仍十分有限,有待未來更多的研究進一步揭示POP與各種免疫細胞之間的關(guān)系,為POP的診療探索可能的新思路。