Th1/Th2，Th17/Treg细胞与母胎免疫耐受和病理妊娠



Th1/Th2，Th17/Treg细胞与母胎免疫耐受和病理妊娠

王宁姜凤良

(西安医学院基础医学研究所，西安710021)

母胎界面主要由来自母体的蜕膜和来自胚胎的滋养细胞组成，作为半同种异源的胚胎，不被母体免疫系统排斥，是无法用经典的移植免疫耐受或肿瘤免疫逃逸理论来解释的。现代生殖免疫学认为辅助性T细胞(T-helper cell,Th细胞)1/Th2、Th17/调节性T细胞(regulatory T cell,Treg)细胞对于维持母胎免疫耐受，保障妊娠正常进行起到了重要的作用[1]，现就Th1/Th2、Th17/Treg细胞与母胎免疫耐受及病理妊娠关系研究进展综述如下。

1Th1/Th2、Th17/Treg生物学作用

1.1Th1/Th2生物学作用T淋巴细胞在机体的免疫应答和免疫调节作用中占据着中心地位，Th细胞为初始CD4+T细胞活化后分化而成的效应细胞，它通过释放细胞因子、辅助B细胞活化产生抗体，以及和细胞间直接接触的方式发挥免疫效应。在受到不同性质抗原和局部微环境中细胞因子调控后，Th细胞可分化为Th1、Th2、Tp、Th17和Tfh(滤泡辅助T细胞)亚群，Th1细胞以分泌白细胞介素(Interleukin,IL)

-2、干扰素(Interferon,IFN)γ为主，参与细胞免疫应答、炎症反应和急性排斥反应过程；Th2细胞以分泌IL-4、IL-5和IL-13为主，参与体液免疫应答。早期研究结果表明， Th1/Th2平衡是保障正常妊娠得以维持的必备条件，正常妊娠时Th2型免疫占优势，Th1型免疫受抑制，通过防止Th1型细胞因子对绒毛膜细胞和胎儿的攻击来维持妊娠[2]。然而，Chaouat等[3]研究却表明，复发性流产(Recurrent spontaneous abortion,RSA)患者Th2免疫也占优势，可见Th1/Th2细胞平衡学说已不足以全面解释母胎免疫耐受的原因。近年来，在Th1/Th2细胞平衡的基础上，又提出了Th17/Treg平衡观点。

1.2Th17/Treg生物学作用Th17细胞是新发现的一种独特Th亚群，它在转化生长因子(Transfor ming growth factor ,TGF)β、IL-6、IL-23等多种细胞因子参与下发生活化，并通过分泌白介素IL-17、IL-22、肿瘤坏死因子(Tumor necrosis factor,TNF)等细胞因子，参与炎症反应、细菌感染免疫应答和自身免疫性疾病等过程[4]，研究显示，妊娠早期母胎界面Th17细胞下调表达，可能与胚胎植入和妊娠免疫耐受维持密切相关，同时Th17细胞也参与RSA、先兆子痫(Pre-eclampsia,PE)等病理妊娠反应过程[5]。Treg是一类具有负调节作用的CD4+CD25+Foxp3+T细胞亚群，Foxp3是其重要转录因子，不仅是Treg的标志，也参与Treg的分化和功能调节。研究表明Treg通过释放TGF-β、IL-10等细胞因子发挥免疫抑制功能，是体内维持自身免疫耐受的主要细胞，可通过诱导母胎界面产生免疫耐受来维持正常妊娠[6]，Alijotas-Reig J等[7]研究表明，孕期母体内Treg细胞数量明显上升，并在母体免疫细胞侵入胎盘滋养层，初次接触胎儿抗原时起着重要免疫保护作用。

2Th1/Th2、Th17/Treg细胞平衡与母胎免疫耐受的关系

成功妊娠直至分娩包括胚胎着床、母胎界面耐受维持等一系列复杂的生理过程，依赖于母体精细的免疫调控，如任一环节出现问题，就会出现胚胎着床失败、流产、早产、先兆子痫等妊娠病理情况发生。

2.1Th1/Th2、Th17/Treg细胞与胚胎着床着床是子宫内膜接受胚胎植入的过程。发育完善的胚胎、子宫内膜容受性的建立、母体与胚胎的交互作用是决定胚胎植入能否成功的关键因素。研究表明，IL-1、IL-6、IL-11、血管内皮细胞生长因子(Vascular endothelial growth factor,VEGF)、胎盘生长因子、TGF-β等细胞因子可介导子宫内膜血管重铸，促进胚胎着床和滋养层分化，通过调节免疫应答等作用在胚胎植入过程中发挥着重要作用[8]。

Veenstra等[9]指出，妊娠期母体T淋巴细胞可通过分泌不同细胞因子，影响子宫对于胚胎的容受。子宫蜕膜层T淋巴细胞可分泌Th1型和Th2型细胞因子，其中Th1型细胞因子不利于妊娠的维持，它们可通过分泌TNF-α、IFN-γ等细胞因子抑制滋养层细胞入侵并刺激其凋亡，增强蜕膜巨噬细胞活力以抑制胚胎的植入。同时，Th1型细胞因子也可激活凝血酶原酶从而促使血凝块形成，通过产生IL-8诱导中性粒细胞和上皮细胞激活致使胎盘供血减少等作用，达到影响胚胎生长的目的。与Th1作用不同，Th2型细胞因子可刺激滋养层细胞生长和入侵，增加子宫容受性，对于妊娠维持起着重要的作用。检测结果也表明，孕期蜕膜Th2细胞相比较外周血Th2细胞数量明显增多，而在流产发生时结果恰好相反[10]。

Darrasse-Jeze G等[11]研究Treg细胞在孕鼠体内作用时，他们用CD25单克隆抗体在小鼠受精当天或受精2.5 d消除小鼠体内Treg细胞，结果发现异种交配小鼠胚胎植入过程出现严重紊乱，而在同种交配小鼠中无此现象，提示Treg细胞在胚胎植入期诱导免疫耐受中发挥着重要作用。他们进一步研究了正常孕鼠宫内Treg细胞数量是否会增加以及何时增加，结果表明，在受精后2~3 d时，小鼠子宫淋巴结引流液中Treg细胞已增高，即在胚胎植入前Treg就开始在宫内聚积。Alvihare等[12]结果进一步表明，卵泡期宫内Treg细胞就已明显增加，分析雌激素可诱导Treg细胞向宫内聚集，为胚胎着床做好准备。Lissauer等[13]对比正常妊娠孕妇和RSA患者外周血变化，发现正常妊娠孕6个月以前Th17细胞数量下降，相反，RSA患者血液中Th17是增高的，这说明Th17细胞的低表达可能在胚胎植入和怀孕早中期具有一定意义。

2.2Th1/Th2、Th17/Treg细胞与流产Wegma-nn[2]在1993年首次提出Th1/Th2平衡对于正常妊娠维持至关重要，之后很多学者专注于相关研究，并提出Th2下降或Th1/Th2平衡偏倚可以导致RSA、PE等妊娠合并症的发生。然而，近期研究却对妊娠中Th1/Th2平衡的重要性提出了质疑。在同种异基因怀孕小鼠模型中发现，即使在IL-5、9、13等Th2型细胞因子缺失的情况下，妊娠仍得以维持；Th1型细胞因子IFN-γ也可促进妊娠期小鼠子宫螺旋动脉重铸，维持蜕膜的完整，促使NK(Natural killer cell,NK细胞)细胞活化[14]。因此，Th2细胞在怀孕期改变也有可能仅仅是一个生理的偏差现象。

2004年，Sasaki等[15]初次报道了Treg与自然流产的关系，他们发现自然流产患者外周血和蜕膜中Treg细胞低于人工流产者，妊娠期女性外周血中Treg的比例高于非妊娠女性，但自然流产患者外周血中Treg比例却并未升高，提出流产发生可能与Treg细胞数量减少有关，导致免疫抑制功能受限，无法诱导母胎界面产生免疫耐受来维持正常妊娠。同时也有研究表明，RSA患者表现为Treg数量的降低和功能抑制，应用父系淋巴细胞或第三方淋巴细胞免疫治疗可以提高Treg数量和功能以降低流产几率[16]。

研究显示Th17细胞在移植排斥反应过程中发挥着重要作用[17]，作为半同种异源的胚胎植入母体子宫，如发生流产其机制应与移植排斥反应有相似之处，因此，研究流产病人Th17表达特征有一定意义。RSA是指连续发生2次或2次以上的自然流产，其发生原因至今仍不完全清楚，研究显示，相对于正常妊娠，不明原因RSA患者外周血和蜕膜中IL-17、IL-23等Th17型细胞因子以及Th17细胞转录因子RORC均明显升高[18]。也有研究显示，RSA患者炎性细胞因子IL-6和IL-1β增高，Saito等[19]证实它们参与了Th17细胞的分化过程，与RSA的发生密切相关。同时，近期也有研究显示雌激素和胎盘蛋白14可以诱导Treg细胞的分化并降低IL-17的分泌[20]，但它们是否参与了RSA患者体内Th17/Treg平衡偏倚过程，还需进一步研究。研究显示70%的蜕膜淋巴细胞为CD56brightCD16-NK细胞，在动物实验和人体研究均证明这些细胞可参与着床期子宫内膜血管重构和滋养层细胞侵入等过程，参与母胎界面免疫耐受的维持。傅斌清等[21]近期证明了蜕膜NK细胞可抑制Th17细胞分泌IFN-γ导致的局部炎症反应过程，相反，在RSA患者或动物模型蜕膜中均显示Th17比例明显增高，NK细胞介导的抑制反应缺失，致使Th17细胞反应占据主导地位，造成局部炎症并导致耐受降低。

2.3Th1/Th2、Th17/Treg细胞与早产在临床上，早产的发生与宫内亚临床感染和炎性免疫应答如组织学绒毛膜羊膜炎(Histologic chorioamnionitis,HCA)的发生存在密切联系，通过前瞻性队列研究方法，Gargano等[22]检测了926名孕妇15~27孕周时外周血中Th1、Th2和Th17型细胞因子表达并追踪她们的妊娠结局，应用多变量Logistic回归分析方法分析以下情况细胞因子表达：<35周早产合并HCA、<35周早产不合并HCA 、35~36周早产合并HCA、35~36周早产不合并HCA，确定HCA发生时促炎性细胞因子表达增加，与<35孕周早产存在关联，结果表明HCA孕妇在妊娠组织中发生着强烈的炎性免疫应答反应，并确定早产发生时羊水和蜕膜中促炎性细胞因子IL-1、IL-6、IL-8和TNF-α的表达增高。尽管Makhseed等[23]报告早产时介导炎症反应的Th1型细胞因子IL-2、IFN-γ和TNF-α上调表达，但与之矛盾的是，Makhseed M等[24]却发现，IL-4、IL-6等Th2型细胞因子也会同时升高，因此，早产是否是由于Th1/Th2平衡偏倚所致或者这些细胞因子能否作为HCA的诊断指标以辅助临床预防早产仍不清楚。

Shigeru等[19]提出，TNF-α可能是调节Th17/Treg平衡的关键因子，IL-17作为炎症反应诱导因子，可能在早产发生的病理生理学机制中扮演着重要的角色。他们研究发现，在由HCA所致的早产病人中Th17细胞明显增高，Ⅱ、Ⅲ期HCA患者羊水中IL-17水平明显高于无炎症者，并发现羊水中IL-17与IL-8的含量呈正相关，进一步研究显示，羊膜间质细胞表达有IL-17受体，IL-17可呈剂量依赖关系上调TNF-α诱导的IL-8分泌，同时，Ito等[25]应用ELISA方法检测154名早产患者羊水中IL-17、IL-8、TNF-α表达，应用流式细胞术和免疫组化来检测产生IL-17的细胞，并研究羊膜间质细胞上的IL-17、TNF-α信号通路来分析IL-17在早产发生中的致病机制，他们得出了和Shigeru Saito类似的结论，同时发现，在羊膜间质细胞上，IKK(Inhibitor of nuclear factor kappa-B kinase)抑制剂BMS-345541和有丝分裂原激活蛋白(Mitogen-activated protein kinase ,MAPK)抑制剂p38、JNK和P42/44可以抑制IL-17对TNF-α的调节所引发的上调作用。综合上述结果可见，IL-17可在母胎界面诱导炎症反应以参与早产发生。

2.4Th1/Th2、Th17/Treg细胞与先兆子痫PE发病率约为3%~10%，是引起孕产妇和新生儿死亡的主要原因[26]。从最早认识到Th1/Th2平衡在妊娠维持中的重要作用开始，Saito等[27]就从事Th1/Th2平衡与先兆子痫关系的研究，他们应用流式细胞术检测PE病人Th1/Th2型细胞因子水平，发现了PE发生时以Th1型免疫应答为主，继而发现了Th1型细胞因子IFN-γ可以促进NK细胞分泌IL-12p70和IL-18，这些细胞因子可以促进Th0细胞向Th1细胞分化，从而加速PE的发展。由此分析Th1型细胞因子可以抑制妊娠期免疫耐受维持，参与PE的发生。

尽管PE的发生机制至今并不完全清楚，但已有研究证据表明子宫内慢性炎症、子宫内膜血管产生不足、绒毛滋养层细胞侵入不足可导致子宫容受性降低，并与PE的发生密切相关[28]。Darmochwal-Kolarz等[29]研究了34名PE患者和27名正常孕期女性外周血Treg细胞和Th17细胞数量，结果显示PE患者孕晚期外周血中IL-17明显高于正常妊娠女性和血压正常孕期女性，Treg细胞却明显降低。与此同时，Santner-Nanan 等[30]也报道，正常妊娠时外周血中Th17细胞减少，但是PE时却恰好相反。PE发生时，病人外周血和子宫内T细胞转录因子表现为一个非正常状态，Treg细胞转录因子Foxp3明显减少，同时Th1型细胞转录因子Tbet和Th17细胞转录因子RORC却明显增高。这些现象说明PE发生时机体以Th17和Th1型免疫应答占主导地位，Treg型免疫应答降低。同时，研究显示可溶性endoglin(Soluble endoglin,sEng)、可溶性fms样酪氨酸激酶1(Solublefms-liketyrosinekinase1,sFlt-1)和胎盘生长因子共同参与PE病理反应过程。sEng同时也是一种TGF-β信号抑制剂，可抑制祖细胞向Treg细胞发育[31]，因此，PE时sEng 表达增高会引起Th17细胞数量增加和Treg数量的减少。另外，Th1型免疫可以诱导炎性细胞因子如IL-6、IL-1β的增加，这些细胞因子会进一步诱导Th17细胞的分化加速PE的发生。

3结语

综上所述，妊娠免疫耐受的维持，依赖于母胎界面上细胞、细胞因子和细胞外基质组成的复杂网络之间的相互调节作用，Th1/Th2、Th17/Treg细胞平衡与母胎免疫耐受及妊娠病理疾病发生存在密切关系，参与了胚胎着床、妊娠维持、流产、早产和PE等发生过程，对于相关机制和病因研究已陆续开展并有很多新的发现，但是仍难以准确把握其分子机制和交互作用，与临床实际需求仍有很长距离，因此还需进一步研究探索，为临床预防、诊断和治疗妊娠相关疾病提供可靠的依据。

参考文献：

[1]Raghupathy R,Kalinka J.Cytokine imbalance in pregnancy complications and its modulation [J].Front Biosci,2008,13:985-994.

[2]Wegmann TG,Lin H,Guilbert L，etal.Bidirectional cytokine interactions in the maternalfetal relationship:is successful pregnancy a TH2 phenomenon?[J].Immunol Today,1993,14:353-356.

[3]Peck A,Mellins ED.Plasticity of T-cell phenotype and function:the T helper type 17 example [J].Immunology,2010,129:147-153.

[4]Crome SQ,Wang AY,Levings MK.Translational mini-review series on Th17 cells:function and regulation of human T helper 17 cells in health and disease[J].Clin Exp Immunol,2010,159:109-119.

[5]Saito S,Nakashima A,Ito M,etal.Clinical implication of recent advances in our understanding of IL-17 and reproductive immunology[J].Expert Rev Clin Immunol,2011,7: 649-657.

[6]Lee SK,Kim JY,Lee M,etal.Th17 and regulatory T cells in women with recurrent pregnancy loss[J].Am J Reprod Immunol,2012,67:311-318.

[7]Alijotas-Reig J,Llurba E,Gris JM.Potentiating maternal immune tolerance in pregnancy:a new challenging role for regulatory T cells[J].Placenta,2014,35:241-248.

[8]Yoshinaga K.Review of factors essential for blastocyst implantation for their modulating effects on the maternal immune system[J].Semin Cell Dev Biol,2008,19:161-169.

[9]Veenstra van Nieuwenhoven AL,Heineman MJ,Faas MM.The immunology of successful pregnancy[J].Hum Reprod Update,2003,9:347-357.

[10]Raghupathy R.Pregnancy:success and failure within the Th1/Th2/Tp paradigm[J].Se min Immunol ,2001,13:219-227.

[11]Darrasse-Jèze G,Klatzmann D,Charlotte F,etal.CD4+CD25+regulatory/suppressor T cells prevent allogeneic fetus rejection in mice[J].Immunol Lett,2006,102:106-109.

[12]Aluvihare VR,Kallikourdis M,Betz AG.Regulatory T cells mediate maternal tolerance to the fetus[J].Nat Immunol,2004,5:266-271.

[13]Lissauer D,Goodyear O,Khanum R,etal.Profile of maternal CD4 T-cell effector function during normal pregnancy and in women with a history of recurrent miscarriage[J].Clin Sci(Lond),2014,126:347-354.

[14]Zhang J,Chen Z,Smith GN,etal.Natural killer cell-triggered vascular transformation:maternal care before birth?[J].Cell Mol Immunol,2011,8:1-11.

[15]Sasaki Y,Sakai M,Miyazaki S,etal.Decidual and peripheral blood CD4+CD25+regulatory T cells in early pregnancy subjects and spontaneous abortion cases[J].Mol Hum Reprod,2004,10:347-353.

[16]Yang H,Qiu L,Di W,etal.Proportional change of CD4+CD25+regulatory T cells after lymphocyte therapy in unexplained recurrent spontaneous abortion patients[J].Fertil Steril,2009,92:301-305.

[17]Hanidziar D,Koulmanda M.Inflammation and the balance of Treg and Th17 cells in transplant rejection and tolerance[J].Curr Opin Organ Transpl,2010,15:411-415.

[18]Yang H,Qiu L,Chen G.etal.Proportional change of CD4+CD25+regulatory T cells in decidua and peripheral blood in unexplained recurrent spontaneous abortion patients[J].Fertil Steril,2008,89:656-661.

[19]Saito S,Nakashima A,Shima T,etal.Th1/Th2/Th17 and regulatory T-cell paradigm in pregnancy[J].Am J Reprod Immunol,2010,63:601-610.

[20]Wang C,Dehghani B,Li Y,etal.Oestrogen modulates experimental autoimmune encephalomyelitis and interleukin-17 production via programmed death 1[J].Immunology,2009,126:329-335.

[21]Fu B,Li X,Sun R，etal.Natural killer cells promote immune tolerance by regulating inflammatory TH17 cells at the human maternal-fetal interface[J].Proc Natl Acad Sci USA ,2013,110:231-240.

[22]Gargano JW,Holzman C,Senagore P,etal.Mid-pregnancy circulating cytokine levels,histologic chorioamnionitis and spontaneouspreterm birth[J].J Reprod Immunol,2008,79:100-114.

[23]Makhseed M,Raghupathy R,El-Shazly S,etal.Pro-inflammatory maternal cytokine prole in preterm delivery[J].Am J Reprod Immunol,2003,49:308-318.

[24]Vogel II,Goepfert AR,Thorsen P,etal.Early second-trimester inflammatory markers and short cervical length and the risk ofrecurrent preterm birth[J].J Reprod Immunol,2007,75:133-140.

[25]Ito M,Nakashima A,Hidaka T,etal.A role for IL-17 in induction of an inflammation at the fetomaternal interface in preterm labour[J].J Reprod Immunol,2010,84:75-85.

[26]Medina Lomeli JM，Medina Castro N.Difierences and similarities of preeclampsia and gestational hypertension[J].Ginecol Obstet Mex,2005,73:48-53.

[27]Saito S,Sakai M.Th1/Th2 balance in preeclampsia[J].J Reprod Immunol,2003,59:161-173.

[28]Laresgoiti-Servitje E.A leading role for the immune system in the pathophysiology of preeclampsia[J].J Leuk Biol,2013,94:247-257.

[29]Darmochwal-Kolarz D,Kludka-Sternik M,Tabarkiewicz J,etal.The predo minance of Th17 lymphocytes and decreased number and function of Treg cells in preeclampsia[J].J Reprod Immunol,2012,93:75-81.

[30]Santner-Nanan B,Peek MJ,Khanam R,etal.Systemic increase in the ratio between Foxp31 and IL-17-producing CD41 T cells in healthy pregnancy but not in preeclampsia[J].J Immunol,2009,183:7023-7030.

[31]Levine RJ,Lam C,Qian C，etal.Soluble endoglin and other circulating antiangiogenic factors in preeclampsia[J].N Engl J Med,2006,355:992-1005.

[收稿2015-01-20修回2015-02-03]

(编辑张晓舟)

通讯作者及指导教师：姜凤良(1959年-)，男，教授，主要从事免疫性疾病研究和治疗，E-mail:1026751112@qq.com。

作者简介：王宁(1982年-)，女，硕士，讲师，主要从事生殖免疫学研究，E-mail:wn_wangning@sina.com 。

中图分类号R392.9

文献标志码A

文章编号1000-484X(2016)01-0136-04

doi:10.3969/j.issn.1000-484X.2016.01.032