蜕膜CD8+T细胞在妊娠免疫调节中的作用
2019-02-17余姝毅连若纯曾勇李玉叶
余姝毅,连若纯,曾勇,李玉叶
(深圳中山泌尿外科医院生殖中心,深圳市围着床期生殖免疫重点实验室,深圳中山生殖与遗传研究所,深圳 518045)
在胚胎种植和发育过程中,子宫蜕膜局部聚集了多种免疫细胞,其数量和功能直接影响到妊娠的维持和发展。蜕膜免疫细胞主要包括自然杀伤细胞,巨噬细胞,T细胞,树突状细胞及少量B细胞。近年来,免疫细胞在母胎界面的调控作用及其分子机制,已成为生殖免疫学研究的热点。然而以往的报道主要是对母体蜕膜自然杀伤细胞(NK cells),调节性T细胞等免疫调节机制的研究,而对CD8+T细胞的关注较少。本文主要从蜕膜CD8+T细胞的含量,活化及功能等方面阐述近年来蜕膜CD8+T细胞在妊娠过程中的研究进展。
一、蜕膜CD8+T细胞的含量
研究发现在孕早期,CD3+T细胞占蜕膜免疫细胞的10%左右[1],其含量仅次于自然杀伤细胞和巨噬细胞,随着孕周的增大,CD3+T细胞在蜕膜中的含量逐渐升高,在妊娠中期达到17%[2]。和外周血中相反,蜕膜CD3+CD8+T细胞的比例高于CD3+CD4+T细胞,其中45-75%的T细胞为CD8+T细胞,30%~45%为CD4+T细胞[1,3-4]。Klentzeris等[5]发现在种植窗期CD8+T细胞显著增多,提示CD8+T细胞在胚胎种植过程中发挥关键作用。Galgani等[6]的研究显示与正常对照相比,复发性流产患者蜕膜CD8+T细胞数量显著增加。而Lachapelle等[7]却得出了相反的结果,即复发性流产患者的蜕膜中,CD8+T细胞数量明显减少。这两篇完全相反的结论,可能是由于检测人群,样本量和实验条件等因素的差异而造成的,因此蜕膜CD8+T细胞的数量在复发性流产患者蜕膜中是否发生变化以及CD8+T细胞的变化是否导致流产的发生,还需深入研究和探讨。
二、蜕膜CD8+T细胞的细胞表型
记忆型CD8+T分为中央记忆型T(central memory T,TCM)细胞和效应记忆型T(effector memory T,TEM)细胞。CD45RO+TEM仅占外周血T细胞的30%,而在蜕膜中,这个比例达到60%,这提示我们CD8+T细胞在母胎界面受到激活,其免疫调节中发挥着关键作用[8],因此关于蜕膜CD8+T细胞的表型和功能的研究尤为重要。与外周血CD8+T细胞相比,妊娠早期的蜕膜CD8+T细胞不仅增殖能力提高,而且表达多种活化分子如CD69、HLA-DR、CD38、CD63等[9-10],呈活化状态。多篇文献已报道发现蜕膜CD8+T细胞具有抗原特异性[11-12]。虽然母胎界面的CD8+T细胞被认为是识别胎儿HLA抗原并回应的主要候选细胞[13-14],但目前尚未有证据证明是胚胎抗原激活了CD8+T细胞。
近年来,越来越多的研究关注CD8+CD122+PD-1+Treg细胞,与传统CD4+Treg细胞相比,它具有更强的抑制同种异体排斥反应能力和更高效的增殖能力[15-16]。有研究指出人胎盘滋养层细胞能激活CD8+Treg细胞,并表达抑制分子CD101和CD103[17],Uss等[18]报道CD103的表达标志着同种异体抗原诱导的CD8+Treg细胞将产生大量免疫抑制因子IL-10。林羿教授团队的研究发现,CD8+CD122+PD-1+Treg细胞大量聚集在早期妊娠蜕膜中,并且在母胎免疫抑制中起重要作用[10]。
蜕膜CD8+T细胞根据其上是否表达CD28,可分为CD8+CD28+和CD8+CD28-T细胞。与外周血CD8+CD28-T细胞相比较,蜕膜CD8+CD28-T细胞几乎不表达穿孔素[9]。研究证实蜕膜CD8+T细胞大部分为CD8+CD28-T细胞。CD8+CD28-T为抑制性CD8+T细胞,通常也表达CD103分子,具有类似于调节性T细胞的功能,是一组具有免疫调节功能的细胞群,在维持机体免疫功能稳态及建立母胎免疫耐受中发挥重要作用[19]。此类CD8+T细胞通过细胞间直接接触机制改变抗原提呈细胞表面抑制受体(ILT3、ILT4)和协同刺激分子表达,并分泌抑制性细胞因子(IL-10等)发挥免疫调节功能[20]。
三、蜕膜CD8+T细胞的来源
动物实验证明,趋化因子CXCR3和CCL5的内源性表达不足会限制小鼠蜕膜中T细胞的聚集[21],证实趋化因子与CD8+T细胞在母胎界面的招募相关。但目前还无法检测出在人体中是哪些因子促使外周血的CD8+T细胞募集到蜕膜组织,且蜕膜CD8+T细胞是否在蜕膜局部大量扩增,也有待深入研究。
四、蜕膜CD8+T细胞发挥的主要作用
1.杀伤作用
研究证明,正常未孕女性的子宫内膜CD8+T细胞发挥的作用和外周血CD8+T细胞相似,具有很强的细胞毒性。然而到分泌期,其毒性作用几乎消失。在母胎界面CD8+T细胞毒性作用的这种“开关式”的调节,为黄体中期胚胎种植提供了有利的环境,使得母体对胚胎不产生排斥反应。同时也提示了CD8+T细胞在母胎界面免疫耐受的调节中发挥关键作用[22]。
Tilburgs教授团队的研究结果发现与外周血CD8+T相比,蜕膜CD8+T细胞的颗粒酶和穿孔素的表达显著降低,但颗粒酶和穿孔素mRNA仍保持高水平,因此作者推测,母体可能通过microRNA等调控了颗粒酶和穿孔素的转录后或翻译后修饰,使得翻译过程受阻,进而影响蛋白的表达[23]。但是在感染等炎症环境下,蜕膜CD8+T细胞的杀伤功能会相应升高,但仍低于外周血CD8+T细胞[24]。此外,Scaife 等[25]的体外实验结果则显示蜕膜CD8+T细胞对P815细胞系有较强的细胞杀伤及毒性作用。然而这一证据并不能说明蜕膜CD8+T细胞对母体内胚胎滋养层细胞具有杀伤作用,因此在母胎界面滋养层细胞如何调控蜕膜 CD8+T细胞的杀伤及毒性作用还需进一步探讨。
2.分泌细胞因子
Th1/Th2免疫平衡的维持对正常妊娠尤为重要,和CD4+T细胞一样,蜕膜CD8+T细胞也可以通过分泌细胞因子参与母胎界面免疫平衡的调节。在妊娠早期,蜕膜CD8+T细胞可分泌大量的细胞因子如IL-8,参与调控母胎界面的免疫耐受[25]。日本学者研究结果显示,蜕膜CD8+T细胞表达Th2型细胞因子的特异性分子标记物CRTH2,提示蜕膜CD8+T细胞能分泌Th2型细胞因子[26];Powell等[27]发现蜕膜CD8+T细胞不仅可以分泌IFN-γ,还有1.2%的CD8+T细胞分泌IL-4,而在外周血中这个比例仅有0.7%;此外,Piccinni等[28-29]发现,复发性流产患者蜕膜CD4+T细胞和CD8+T细胞的LIF、IL-4及IL-10的表达明显降低,这进一步说明蜕膜CD8+T细胞可通过分泌Th2型细胞因子参与调控母胎界面的免疫耐受。Blois等[30]在小鼠实验中,证实CD8+T通过孕酮诱导的封闭因子(PIBF)维持母胎界面Th1/Th2的免疫平衡;CD8+T细胞去除后,促炎细胞因子表达增加,导致流产。因此,蜕膜CD8+T细胞在维持母胎界面细胞因子免疫平衡中发挥着举足轻重的作用。
3.与滋养层细胞的相互作用
母体蜕膜T细胞与胎儿绒毛外滋养层(EVT)细胞有直接接触[27],研究发现滋养层细胞可显著促进CD8+T细胞的增殖,抑制CD8+T细胞毒性,并诱导CD8+T细胞分泌IL-10等细胞因子;进一步的机制研究揭示滋养层细胞表达的sHLA-G可与CD8分子结合促进CD8+T细胞表达CD95L,通过活化性细胞死亡(AICD)效应,使活化CD8+T细胞发生凋亡,从而避免T细胞的过度活化[31],提示滋养层细胞在母胎界面的免疫平衡的形成过程中发挥重要作用。此外,Scaife等[25]研究发现活化的蜕膜CD8+T细胞可显著增强孕早期滋养层细胞的侵袭能力。这些研究结果揭示了CD8+T细胞和滋养层细胞间相互联系,相互调节,共同促进妊娠的顺利进行。
那么CD8+T细胞是否与蜕膜中的其他免疫细胞发生相互联系,还有待深入探讨。研究证明蜕膜的巨噬细胞,NK细胞能够影响CD8+T细胞的活性,但具体的分子机制尚不清楚[32]。目前,研究发现CD8+T细胞可通过诱导IDO的产生及调节性T细胞的扩增介导肿瘤免疫耐受[33]。这一功能的揭示将为研究蜕膜CD8+T细胞与其他免疫细胞间的相互调控提供新的思路。
五、展望
蜕膜CD8+T细胞在妊娠过程中的确切作用及其分子机制还处于探索阶段,相信随着研究的逐步深入,蜕膜CD8+T细胞调控胚胎种植和发育的分子机制,如对Th1/Th2细胞因子的调控,对滋养层细胞及其他免疫细胞的调控等诸多疑团会一一解开。相信随着分子机制的明确,未来以调控CD8+T细胞功能为主的相关治疗方法会应用于妊娠相关疾病中,为临床治疗开辟一条新的途径。