巨噬细胞在子宫内膜异位症发生发展中的作用研究现状

刘颂平 综述，华克勤 审校

（1.江苏大学附属第四医院妇科，镇江 212001；2.复旦大学附属妇产科医院妇科，上海200090）

子宫内膜异位症（内异症）是妇产科的常见病和多发病，是引起育龄期妇女不孕及慢性盆腔疼痛的主要原因之一[1]。其虽为良性病变，但在生物学行为上却具有增生、浸润、复发及转移等恶性特征，目前具体发病机制不详[2]，临床具有高复发率[3]，严重影响广大女性身心健康。众所周知，免疫系统具有识别和清除机体外来感染因子和自身衰老物质的功能，而内异症患者的机体允许异位内膜组织在腹腔内种植，提示患者的的免疫系统可能存在异常。研究显示，子宫内膜异位症患者自身抗体检出率高，且不少患者合并类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮等自身免疫性疾病，认为子宫内膜异位症可能是一种免疫性疾病[4]。巨噬细胞(macrophages)作为天然免疫的主要功能细胞，在炎症和宿主防御中发挥重要作用，构成机体免疫的第一道防线[5-6]，同时还参与组织修复和血管的新生等[7]，其在子宫内膜异位症发生发展中的作用日益受到学者们的关注，现就相关巨噬细胞在子宫内膜异位症中的研究现状做一综述。

1 巨噬细胞与内异症腹腔微环境变化

研究表明，90%的女性存在经血逆流，而只有少部分患者发生子宫内膜异位症。逆流入腹腔的子宫内膜如何能在腹腔种植并生长，腹腔局部微环境的改变是其重要的容许条件之一。巨噬细胞是机体腹腔免疫系统最为关键的细胞成分之一，早在1981年，Haneya等[8]检测子宫内膜异位症患者腹腔液中的细胞成分，发现巨噬细胞的含量较正常人明显增多。单核细胞趋化蛋白-l(monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1)和巨噬细胞移动抑制因子 (macrophage migration inhibitor factor，MIF)被认为是引起子宫内膜异位症患者腹腔液中巨噬细胞聚集的重要因子[9-10]。MIF可通过先激活随后失活RhoA、Racl、CDe42等分子的方式调节Rho家族GTP酶(Rho family of GTPases)细胞迁移信号传导通路，首先促使巨噬细胞在子宫内膜异位症患者腹腔液中的聚集，继而促进巨噬细胞在子宫内膜异位症患者腹腔液中的滞留[11]。在缺乏这一经典通路受体CD74的情况下，MIF也可与替代受体CXCR4相结合，继续介导这一通路的生物学效应[12]。李建等[13]运用光学显微镜观察子宫内膜异位症患者腹腔液中巨噬细胞的运动情况，Cell Sense Standard软件进行图像记录，发现内异症患者腹腔液中巨噬细胞的运动速率显著降低，而MIF的浓度显著升高，巨噬细胞从而被MIF滞留于盆腔，与国外研究结论一致。

腹腔中的巨噬细胞能够感知逆流经血中的内膜发出的各种信号，如：组织碎片、局部出血、铁超载、炎症因子、局部缺氧等，在这些异物和炎症反应、细胞因子的刺激下发生活化[14]，活化后的巨噬细胞进一步分泌、释放趋化因子、转化生长因子（TGF）β、血管新生因子、白细胞介素(IL，如 IL-1，IL-6等)等，参与子宫内膜异位症腹腔炎症微环境的形成[15]。同时，一方面，由于子宫内膜异位症患者腹腔液中巨噬细胞的MMP-9和CD36的表达和活性受到抑制，减弱了巨噬细胞的吞噬能力[16]，另一方面，巨噬细胞还可调节其他免疫细胞的清除能力，比如巨噬细胞活化后可使子宫内膜异位症患者腹腔液中IL-6水平升高，进而下调NK细胞的颗粒酶B和穿孔素的表达，抑制NK细胞的细胞毒性[17]，均可导致相对耐受的免疫微环境。进入腹腔中的子宫内膜逃避了免疫监视，在局部炎症微环境各种细胞因子的作用下，发生黏附、血管新生、侵袭生长，导致了子宫内膜异位症的发生发展。

2 巨噬细胞与异位内膜生长

异位内膜之所以能够在腹腔内继续生长，血管新生是其基本的先决条件[18]。

血管新生主要经过3个阶段，分别是新生血管萌芽、血管内皮细胞的增殖和迁移以及血管管状结构的成熟[19]。研究表明[20]，巨噬细胞尤其M2型巨噬细胞通常聚集于子宫内膜异位症病灶处，募集循环中的内皮祖细胞并维持其存活，形成病灶新生血管的血管壁，为血管新生奠定基础。

同时，血管新生还是一个促血管形成因子和抑制因子协调作用的复杂过程。Na等[21]发现，腹腔液中大量的促血管生长因子来自于腹腔液中的巨噬细胞。血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor,VEGF）是血管网形成中必不可少的血管生成因子，早在1996年已有学者采用流式细胞术将子宫内膜异位症患者腹腔液中的巨噬细胞分离出来，发现巨噬细胞内VEGF呈高表达，证实了巨噬细胞能够分泌大量VEGF进入腹腔中[22]。同时，体外研究发现[23]，子宫内膜异位症患者腹腔液中巨噬细胞分泌的TNF-α、IL-6能够上调自身VEGF的表达，认为炎症环境下巨噬细胞不仅可以促进血管新生，并且具有分泌其他细胞因子放大这一效应的功能。高迁移率族蛋白B1（high mobility groupbox 1 protein，HMGB1）是一种巨噬细胞激活因子，其在体外培养的巨噬细胞中可以受到脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）或者一些促炎症的细胞因子的刺激，从细胞核转运至细胞质中，最终释放到细胞外[24]。在子宫内膜异位症腹腔液中，HMGB1与有活性的巨噬细胞膜受体结合后，可以促进巨噬细胞产生VEGF及其他炎症因子，间接促进血管新生[25]。此外，TNF-α也是子宫内膜异位症腹腔液源于巨噬细胞的一种重要的血管生成因子，可促进异位症病灶的血管形成和盆腔粘连，并可通过激活NF-κB形成级联反应，增加炎症因子和趋化因子的合成，增强子宫内膜的侵袭和血管形成能力[26]。

3 内异症巨噬细胞的极化与功能异常

巨噬细胞根据其辅助T细胞的不同可分为经典激活型(M1型)和替代激活型（M2型）。M1型以吞噬杀菌，释放炎症因子，发挥促炎作用为主，主要参与Th1型免疫应答，M2型巨噬细胞以降低炎症反应，发挥组织修复功能为主，主要参与Th2型免疫应答，两者在特定的微环境下可以互相转换[27]。巨噬细胞具有一定的可塑性，在不同微环境的影响下，巨噬细胞可表现出活化特性的差异，产生表型和功能的分化。研究者在体外实验中发现，将子宫内膜基质细胞与巨噬细胞共培养时巨噬细胞向M2型活化方向偏转[28]，Bacci等[29]报道子宫内膜异位症患者病灶组织及腹腔液中的巨噬细胞均高表达M2型的巨噬细胞，将Ml型活化的巨噬细胞注入小鼠腹腔能显著抑制造模后病灶的生长，而将M2型活化的巨噬细胞注入小鼠腹腔则明显促进了异位病灶的生长，认为巨噬细胞选择性活化参与了子宫内膜异位症的发生发展。Yuan等[30]在动物实验中同样发现，向C57BL/6雌性小鼠腹腔注射子宫内膜后，其腹腔液中M2型巨噬细胞增多而M1型巨噬细胞减少，且两者在不同分期子宫内膜异位症中发挥不同的作用。迄今为止，巨噬细胞功能极化的内在机制尚不明确，推测与转录因子、信号通路等存在一定关联。Notch通路在巨噬细胞极化中控制基因的表达，研究证明，通过NICD1反式激活M1型基因导致Notch1的激活效应，很可能是Notch1依赖的巨噬细胞M1极化的分子机制之一[31]。PI3K通路在巨噬细胞生存中发挥重要作用，早期研究发现AKt1基本由PI3K激活，不同的AKt激酶对巨噬细胞极化发挥作用不同，AKt1消融导致巨噬细胞M1型极化，AKt2消融导致巨噬细胞M2型极化[32]。

此外，有学者检测了子宫内膜异位症患者腹腔液中巨噬细胞的运动速度及轨迹，发现内异症患者腹腔液中的巨噬细胞运动速度较为缓慢，且功能不活跃，巨噬细胞激活、粘附时表达的分子标记物CD69、CD71和CD54也呈现低表达，总体来说巨噬细胞的功能均处于低靡状态，提示巨噬细胞的清道夫功能减弱也可能是导致子宫内膜异位症重要原因[33]。

4 内异症巨噬细胞的功能调节

巨噬细胞的功能受到激素水平和细胞因子的调控。研究显示，雌激素可以促进巨噬细胞集落刺激因子（M-CSF）诱导的巨噬细胞中IRF4的表达，促进巨噬细胞M2型极化[34]。子宫内膜异位症患者腹腔巨噬细胞中雌激素受体表达增加，体外实验中雌激素处理的子宫内膜异位症小鼠病灶中巨噬细胞的募集和活化增强，且能刺激巨噬细胞释放神经因子，从而参与介导疼痛的发生[35]。

1,25（OH）2D3是一种具备多种生理功能的内激素，其活性由维生素D受体基因（VDR）介导。单独的维生素D对巨噬细胞极化并无调节作用，但在高糖情况下，1,25（OH）2D3干预后细胞中与M1型巨噬细胞相关的TNF-α、IL-12、iNOS表达减少，与M2型巨噬细胞相关的MR、Arg-1含量增加，巨噬细胞发生M2型极化[36]。当VDR的表达被VDRsiRNA抑制时，1,25(OH)2D3无法发挥上述作用，表明活性维生素D通过VDR通路促进M1型巨噬细胞向M2型极化[37]。

此外，在IL-4、IL-13、IL-10和糖皮质激素等的作用下，巨噬细胞可以发生M2极化，清除细胞和组织碎片，发挥抗炎作用，并促进血管新生，参与组织的修复与重构[38]。活化的巨噬细胞释放的细胞因子能促进内膜组织在腹腔中黏附、增殖、侵袭及血管新生，同时在子宫内膜异位症微环境中的巨噬细胞也受到这些细胞因子的诱导和调控，发生基因表达和行为功能的改变，高表达G蛋白偶联的雌激素受体（GPER），从而增强对雌激素的敏感性，参与子宫内膜异位症的发展过程[39]。

5 内异症巨噬细胞的靶向治疗

动物实验中，如果造模前用单克隆抗体或氯膦酸盐脂质体等去除受体小鼠腹腔中的巨噬细胞，发现内膜组织可以黏附和定植到腹膜上，但不能生长和形成病灶；而如果异位病灶初步形成后去除受体小鼠的腹腔巨噬细胞，则病灶组织不能继续生长且内部不能形成血管网络和腺体[29]，说明巨噬细胞对于子宫内膜异位症的发生发展可能是必不可少的，可以作为治疗靶点。如何从巨噬细胞活化类型出发，阻断局部微环境中巨噬细胞向M2型极化有望成为子宫内膜异位症新的研究热点和治疗途径。

研究表明[20]，子宫内膜异位症相关巨噬细胞（endometriosis associated macrophages）与肿瘤相关巨噬细胞（tumor-associated macrophages，TAMs）具有一定相似性，均在活化状态和功能上发生M2型极化。近年来，在肿瘤免疫治疗领域，已经开展了很多针对TAMs的治疗，且部分已进入临床试验阶段。国外有学者报道[40]，用集落刺激因子-1（colony stimulating factor-1，CSF-1）受体的抗体阻断CSF-1对巨噬细胞的作用后，肿瘤患者肿瘤组织内TAMs的数量能明显减少，该药已经在对巨细胞瘤患者进行的一期临床试验中表现出明显的治疗作用,可望在子宫内膜异位症治疗领域开展类似应用研究。

此外，巨噬细胞部分受到雌激素的调控，动物实验发现[41]，雌激素受体抑制剂oxa-bicycloheptene sulfonate（OBHS）与chloroindazole（CLI）在子宫内膜异位症小鼠模型中能够通过抑制炎症反应及血管、神经生成有效地抑制病灶生长和促进已有病灶的萎缩,且不影响小鼠的动情周期及生育力，而这一疗效在去除巨噬细胞后明显减弱，提示雌激素受体抑制剂亦有望通过调控巨噬细胞用于预防和治疗子宫内膜异位症。

目前，子宫内膜异位症巨噬细胞的靶向治疗尚处于起步阶段，调控巨噬细胞极化有望从源头控制腹腔微环境的改变及血管新生，可以协同抗VEGF的药物治疗，将为子宫内膜异位症患者的治疗提供新的选择。

6 结语

综上所述，巨噬细胞通过形成子宫内膜异位症腹腔局部炎症微环境和相对耐受的免疫微环境，促进血管新生，发生M2型功能极化等参与子宫内膜异位症的发生发展，其功能受到雌激素、细胞因子的调节。目前，虽然有关巨噬细胞在子宫内膜异位症腹腔局部微环境、血管新生、M2型极化及功能调节方面存在的复杂调控网络尚不明了，但是基于已有研究结果进行的巨噬细胞靶向治疗研究已经开始起步。我们相信，随着研究的深入，这些谜团会逐一解开，为子宫内膜异位症的免疫学发病机制及免疫靶向治疗提供新的方向。

[1]Miller J E,Ahn S H,Monsanto S P,et al.Implications of immune dysfunction on endometriosis associated infertility[J].Oncotarget,2017，8（4）：7138

[2]刘颂平,温坚.子宫内膜异位症发病机制研究新进展[J].医学综述，2013，19（2）：291

[3]Vercellini P,Buggio L,Berlanda N,et al.Estrogen-progestins and progestins for the management of endometriosis[J].Fertil Steril,2016,106(7)：1552

[4]Chavarro J E,Rich-Edwards J W,Gaskins A J,et al.Contributions of the nurses’health studies to reproductive nurses’health studies to reproductive health research[J].Am J Public Health，2016,106(9)：1669

[5]Mahdian S，Aflatoonian R，Yazdi R S，et al.Macrophage migration inhibitory factor as a potential biomarker of endometriosis[J].Fertil Steril，2015,103（10）：153

[6]Takebayashi A，Kimura F，Kishi Y，et al.Subpopulations of macrophages within eutopic endometrium of endometriosis patients[J].Am J Reprod Immunol，2015，73（3）：221

[7]Li Y,Adur M K,Kannan A,et al.Progesterone alleviates endometriosis via inhibition of uterine cell proliferation,inflammation and angiogenesis in an immunocompetent mouse model[J].PLoS One,2016,11(10)：e0165347

[8]Haneya F，Muscalo J J，Weinberg J R．Peritoneal fluid cell populations in infertility patients[J]．Fertil Steril，1981，35(6)：696

[9]Na Y J,Lee D H,Kim S C,et al.Effects of peritoneal fluid from endometriosis patients on the release of monocyte-specific chemokines by leukocytes[J].Arch Gynecol Obstet,2011,283(6)：1333

[10]Akoum A,Kong J,Metz C,et a1.Spontaneous and stimulated secIelion of monocyte chemotactic protein-l and maerophage migration inhibitory factor by peritoneal macmphages in women with and without endometriosis[J].Fertil Steril,2002,77(5)：989

[11]Devreotes P，Horwitz A R．Signaling networks that regulate cell migration[J]．Golg Spring Harb Perspeet Biol，2015，7(8)：a005959

[12]DiCosmo-Ponticello C J，Hoover D，Coffman F D，et a1．MIF inhibits monocytic movement through a non-canonical receptor and disruption of temporal Rho GTPase activities in U-937 cells[J]．Cytokine，2014，69(1)：47

[13]李建，胡玉红，张燕.MIF降低子宫内膜异位症患者腹腔液巨噬细胞的运动速度[J].山西医科大学学报，2016，47（4）：373

[14]Beste M T，Pfaffle—Doyle N，Prentice E A，et a1．Molecular network analysis of endometriosis reveals a role for c-Jun-regulated macrophage activation[J]．Sci Transl Med，2014，6(222)：222ral6

[15]Greaves E，Cousins F L,Murray A，et al．A novel mouse model of endometriosis mimics human phenotype and reveals insights into the inflammatory contribution of shed endometrium[J]．Am J Pathol，2014，184(7)：1930

[16]Wu M H，Chuang P C，Lin Y J，et a1．Suppression of annexin A2 by prostaglandin E2 impairs phagocytic ability of peritoneal macrophages in women with endometriosis[J]．Hum Reprod，2013，28(4)：1045

[17]Kang Y J，Jeung I C，Park A，et a1．An increased level of IL-6 suppresses NK cell activity in peritoneal fluid of patients with endometriosis via regulation of SHP-2expression[J]．Hum Reprod，2014，29(10)：2176

[18]Vercellini P，Viganb P，Somigliana E，et a1．Endometriosis：pathogenesis and treatment[J]．Nat Rev Endecrinol，2014，10(5)：261

[19]Yadav L，Puri N，Rastogi V，et al.Tumour angiogenesis and angiogenic inhibitors：A review[J].J Clin Diagn Res，2015，9（6）：XE01

[20]Capobianco A,Rovere-Querini P.Endometriosis,a disease of the macrophage[J].Front Immunol,2013,4(4)：9

[21]Na Y J，Yang S H，Baek D W，et al.Effects of peritoneal fluid from endometriosis patients on the release of vascular endothelial growth factor by neutrophils and monocytes[J].Hum Reprod，2006，21（7）：1846

[22]McLaren J，Prentice A，Charnock-Jones D S，et a1．Vascular endothelial growth factor is produced by peritoneal fluid macrophages inendometriosisandisregulatedbyovariansteroids[J]．J Clin Invest，1996，98(2)：482

[23]Lin Y J，Lai M D，Lei H Y，et a1．Neutrophils and macrophages promote angiogenesis in the early stage of endometriosis in a mouse model[J].Endocrinology,2006，147(3)：1278

[24]Yang Z，Li L，Chen L，et al.PARP-1 mediates LPS-induced HMGB1 release by macrophages through regulation of HMGB1 acetylation[J].J Immunol，2014，193（12）：6114

[25]Yang S，Xu L，Yang T，et al.High-mobility group box-1 and its role in angiogenesis[J].J Leukoc Biol，2014，95（4）：563

[26]Tao Y，zhang Q，Huang W，et al．The peritoneal leptin，MCP-l and TNF-a in the pathogenesis of endometriosis—associated infenility[J]．Am J Repmd Immunol，201l，65(4)：403

[27]Wynn T A,Chawla A,Pollard J W.Macrophage biology in development,homeostasis and disease[J].Nature,2013,496(7446)：445

[28]Wang Y，Chen H，Wang N，et a1．Combined 176-estradiol with TCDD promotes M2 polarization of macrophages in the endometriotic milieu with aid of the interaction between endometrial stromal ceils and macmphages[J].Plos One，2015，10(5)：eol25559

[29]Bacci M，Capobianco A，Monno A，et al．Macrophages are alternatively activated in patients with endometriosis and required for growth and vascularization of lesions in a mouse model of disease[J]．Am J Pathol，2009，175(2)：547

[30]Yuan M,Li D,An M,et al.Rediscovering peritoneal macrophages in a murine endometriosis model[J].Hum Reprod,2017,32(1)：94

[31]Xu J,Chi F,Tsukamoto H.Notch signaling and M1 macrophage activation in obesity-alcohol synergism[J].Clin Res Hepatol Gastroenterol,2015,39(Suppl 1)：S24

[32]Xu F,Kang Y,Zhang H,et al.Akt1-mediated regulation of macrophage polarization in a murine model of Staphylococcus aureus pulmonary infection[J].J Infect Dis,2013,208(3)：528

[33]胡玉红，宋美玉.巨噬细胞活性与子宫内膜异位症发生的关系[J].贵阳医学院学报，2016，4（14）：418

[34]刘黎,胡静平,岳艳.雌激素通过调节IRF4促进巨噬细胞向M2型极化[J].现代免疫学,2013,33(4)：285

[35]Greaves E，Temp J，Esnal-Zufiurre A，et a1．Estradiol is a critical mediator of macrophage-nerve cross talk in peritoneal endometriosis[J]．Am J Pathol，2015，185(8)：2286

[36]Zhang X,Zhou M,Guo Y,et al.1,25-dihydroxyvitamin D(3)promotes high glucose-induced M1 macrophage switching to M2 via the VDR-PPAR gamma signaling pathway[J].Biomed Res Int,2015,2015：157834

[37]Odegaard J I,Ricardo-Gonzalez R R,Goforth M H,et al.Macrophage-specific PPARgamma controls alternative activation and improves insulin resistance[J].Nature,2007,447(7148)：1116

[38]Gordon S，Martinez F O．Alternative activation of macrophages：mechanism andfunctions[J]．Immunity,2010，32(5)：593

[39]Heublein S，Vrekoussis T，Kuhn C，et a1．Inducers of G-protein coupled estrogen receptor(GPER)in endometriosis：potential implicationsformacrophagesandfolliclematuration[J]．JReprodImmunol，2013，97(1)：95

[40]PLies C H，Cannarile M A，Hoves S，et a1．Targeting tumor-associated macrophages with anti-CSF-IR antibody reveals a strategy for cancertherapy[J]．Cancer Ceil，2014，25(6)：846

[41]Zhao Y，Gong P，Chen Y，et a1．Dual suppression of estrogenic and inflammatory activities for targeting of endometriosis[J]．Sci Transl Med，2015，7(271)：27lra9