趋化因子在子宫内膜异位症发病机制中作用的研究进展 *

汪 沙 林斯丽 综述 段 华 审校

(首都医科大学附属北京妇产医院妇科微创中心，北京 100006)

子宫内膜异位症(endometriosis，EMS)是指有活性的在位内膜细胞在子宫体以外发生黏附、侵袭并形成新生血管，最终导致异位病灶生成的病理过程。该疾病具有痛经逐渐加重、卵巢子宫内膜异位囊肿逐渐增大以及期别逐渐进展的特点，有可能存在诊断延迟[1]。EMS具体发病机制仍不清楚，在位内膜如何异位至其他器官是当下研究EMS发病机制的热点及难点。既往研究[2～4]显示EMS患者腹腔液中存在大量的免疫细胞，特别是单核巨噬细胞、T细胞亚群等。正常情况下这些免疫细胞在维持免疫耐受中发挥重要的调节作用，其功能在EMS患者中发生改变，降低盆腹腔微环境对异位子宫内膜的免疫监视、识别和破坏，并可能促进异位子宫内膜的增殖。与此同时，Borrelli等[5]在EMS患者腹腔液及异位病灶中检测到不同的趋化因子，其表达与正常对照存在显著差异。趋化因子是一类控制细胞定向迁移的细胞因子，腹腔中异常增多的免疫细胞可能是在趋化因子的介导下，从血液循环进入腹腔，在EMS的发病中发挥作用，因此，趋化因子在EMS发病中的作用逐渐受到关注。本文就目前趋化因子在EMS发病机制中作用的相关研究进行文献总结。

1 趋化因子及其生物学作用

趋化因子是一组由组织细胞和炎性细胞产生的具有多种生物学功能的小分子活性肽，属于细胞因子中的一个超家族。根据一级肽链结构将其分为4类：①CXC类，亦称α类趋化因子，如白介素8(interleukin-8，IL-8)。根据CXC类一级结构中是否含有谷氨酸-亮氨酸-精氨酸(ELR)基序分为2类：ELR-CXC趋化因子和非ELR-CXC趋化因子。②CC类，又称β类趋化因子，如单核细胞趋化蛋白1(monocyte chemoatratant protein-1，MCP-1)和正常T细胞表达分泌活化调节因子(regulated upon activation normal T-cell expressed and secreted，RANTES)等。③C类，称γ类趋化因子，只有淋巴细胞趋化因子一个成员。④CX3C类，又称δ类趋化因子，如神经趋化素，也是唯一的膜结合性趋化因子。目前发现起重要生物学功能的趋化因子主要是α类和β类。

趋化因子通过与其受体的结合发挥生物学效应。趋化因子和趋化因子受体结合后能诱导靶细胞定向迁移，重排细胞骨架，增强靶细胞与内皮细胞的黏附力，广泛参与细胞的生长、发育、分化、凋亡等多种生理功能，并在肿瘤细胞的生长和转移，诱导活化白细胞，调节其效应功能参与免疫应答等病理过程中发挥重要作用。

2 趋化因子在EMS发病中的作用

EMS的发病机制目前尚不明确，虽然最早由Sampson提出的经血逆流学说得到许多学者的认可，但却并不能解释为什么将近90%的育龄妇女存在经血逆流而只有少部分妇女患EMS的现象。近年来，国内外多项研究证实EMS患者腹腔液、血清及异位病灶中的多种趋化因子表达水平发生改变，局部免疫细胞数目及活性增加，机体微环境发生改变，使其更适合异位病灶的种植及生长[6，7]。趋化因子在EMS发病中的作用概括如下。

2.1 趋化作用

趋化作用是趋化因子最显著的作用之一，通过形成浓度梯度，趋化血液中的免疫细胞进入腹腔并将其激活，释放多种细胞因子，改变病灶周围局部微环境，使异位的内膜能够逃避免疫监视进行异位生长。

Kayisli等[8]研究表明在EMS中存在CCL5(RANTES)、CCL2(MCP-1)、CCL11(Eotaxin)以及CXCL8(IL-8)趋化因子的过表达，其过表达趋化的免疫细胞各不相同。RANTES是调节循环单核细胞趋化作用的主要因素，不仅可以趋化和激活单核细胞，而且能够诱导T细的活化和增殖，调控细胞毒T细胞产生免疫应答。Hornung等[9]证明正常子宫内膜来源的基质细胞以及EMS植入物能积极合成RANTES。王悦等[10]评估24例EMS(观察组)和14例非EMS(对照组)腹腔液中RANTES含量，16例中、重度EMS腹腔液中RANTES含量中位数为88.3 ng/L，对照组患者腹腔液中RANTES含量中位数为0 ng/L，两者差异有显著性，表明EMS患者腹腔液中RANTES明显升高。周夏伶等[11]检测33例EMS(美国r-AFS分期Ⅰ期4例，Ⅱ期10例，Ⅲ期12例，Ⅳ期7例)腹腔液中RANTES水平，分别为(411.3±176.5)、(570.1±213.7)、(793.6±268.3)、(869.4±317.8)ng/L，RANTES 水平与r-AFS分期呈正相关(r=0.975，0.893，P均<0.05)。EMS病灶中间质细胞产生这种强大的趋化能力可能有助于将活化的巨噬细胞和T细胞注入腹腔和EMS种植体本身，在EMS的病理生理学中发挥重要作用。

MCP-1是趋化诱导单核细胞浸润到异位病灶的有效介质，能使单核细胞内Ca2+浓度增加，产生并释放超氧阴离子，释放溶酶体酶，最终活化成为巨噬细胞。胡倩倩等[12]报道与正常子宫内膜组织相比，研究组EMS患者血清和腹腔液中MCP-1表达水平升高32%，表明MCP-1在异位子宫内膜组织上皮细胞的免疫反应中明显改变。此外，IL-8对中性粒细胞和T细胞具有很强的趋化作用。Eotaxin主要介导嗜酸性粒细胞的趋化作用。

2.2 促血管形成

新生血管为异位病灶输送必需的营养物质，清除代谢废物，异位病灶能够在异位生长依赖于局部血管的形成为其提供物质基础，趋化因子在此过程中扮演着非常重要的角色。Ku等[13]研究表明CXC类和CC类趋化因子是有效的血管生长因子，如IL-8、MCP-1、Eotaxin等。

IL-8通过诱导血管内皮细胞迁移而促血管生成。Mihalyi等[14]研究显示EMS患者腹腔液IL-8水平与EMS严重程度、病灶大小和数量直接相关，与对照组相比，轻度EMS患者腹腔液IL-8 浓度显著升高[1.6(0～52.12) pg/ml vs. 0.875(0～6.26)pg/ml，P=0.0003]，中重度EMS患者血浆 IL-8水平显著高于对照组[1.85(0～27.32)pg/ml vs. 0.875(0～6.26)pg/ml,P=0.0003]；活性病灶(主要指红色病灶、腺样病灶及火焰样病灶)的r-AFS评分越高，IL-8 水平越高(r=0.72，P=0.0005)，其血管生长也越活跃[15]；黄体期具有红色病变的患者腹腔液IL-8浓度明显高于对照组(P=0.021)[16]，提示IL-8在EMS发病中起重要作用[17]。血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)是迄今为止发现的最为重要的血管生长因子[18]。在体外培养实验中，异位内膜间质细胞可以分泌VEGF，且在培养基中加入雌二醇(E2)或MCP-1，与未加入的对照组相比，VEGF水平显著增加[(1091.75±17.91) vs. (913.50±11.24)，P<0.01；(1096.75±44.39) vs. (929.25±53.6)，P<0.01]，尤其是E2 和MCP-l并存时尤为明显[(1426±25.63) vs.(1248±27.98)，P<0.01]，结果提示MCP-1能通过上调VEGF的表达参与内异症异位灶新生血管的形成，从而促进EMS的病情进展[19]。

Eotaxin与其他CXC趋化因子和CC趋化因子一样，可在血管生成中起直接作用[20]。与正常子宫内膜相比，子宫内膜异位上皮细胞有优先合成和分泌Eotaxin的能力[21]。Eotaxin的趋化活性与其受体CCR3在人微血管内皮细胞上的表达相一致，并显示Eotaxin可诱导血管的形成[22]。Ouyang等[23]观察EMS患者异位子宫内膜组织中Eotaxin的分泌及其与IL-4的关系，从手术患者的卵巢子宫内膜异位囊肿的囊壁获取的子宫内膜间质细胞进行培养，向培养基中分别加入浓度为0、0.1、1、10 ng/ml IL-4后培养48 h，每24 h检测一次Eotaxin蛋白和mRNA含量，与浓度为0 ng/ml相比，加入1 ng/ml与10 ng/ml IL-4后，Eotaxin蛋白和mRNA水平明显升高(P<0.005，P<0.001)，IL-4以剂量依赖性的方式增加内皮细胞中Eotaxin蛋白的分泌及其mRNA的表达，因此认为Eotaxin可能起到促进血管生成和子宫内膜异位症发展的作用。

2.3 调节侵袭黏附作用

在EMS发病中，有活性的子宫内膜残片逆流入腹腔并与腹膜间皮细胞黏附是EMS发生的始动环节，趋化因子在这个过程中能够增强子宫内膜的黏附性，从而发挥重要作用。IL-8与其受体 CXCR1结合后可通过整合素β1介导子宫内膜细胞与纤维连接蛋白黏附，整合素β1在调节黏附作用的同时又可以诱导促进IL-8的表达，形成正反馈作用[24]。MCP-1与IL-8一样可以通过整合素参与子宫内膜间质细胞与腹膜间皮细胞的黏附，黏附本身又可促进MCP-1的表达。这种正向的促进作用可进一步加强腹腔炎症的进展，提示IL-8和MCP-1是异位细胞黏附的重要因子。陈惠娴等[25]报道EMS患者血清中CXCL16水平比非EMS患者明显升高[(1.7437±0.6614)pg/ml vs.(1.0700±0.5632)pg/ml，P<0.05]。CXCL16与其受体CXCR6结合后可促进细胞生长、迁移和侵袭，并促进IL-8分泌，调控细胞间黏附分子1(intercellular adhesion molecule-1,ICAM-1)和血管细胞黏附分子1(VCAM-1)的表达，参与异位内膜的黏附种植。

细胞表面蛋白水解和细胞外基质降解增强，在EMS异位内膜细胞侵入过程中起关键性作用。基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)可降解细胞外基质中的各种蛋白成分，破坏细胞基底膜参与异位内膜转移、浸润等病理过程，对细胞外基质的重塑起重要作用。趋化因子可以通过改变MMPs的表达，提高内膜细胞的侵袭性[24，25]。体外实验证实，IL-8可提高体外培养的子宫内膜间质细胞MMPs的活性以及浸润能力，从而有利于异位内膜植入腹膜或其他结缔组织。Mulayim等[26]研究表明用浓度10 ng/ml IL-8处理子宫内膜间质细胞，可分别增加MMP-9和MMP-2活性30%、20%；用相同浓度IL-8处理的细胞与对照组细胞相比，跨膜的细胞数量增加1.7倍(P<0.05)，增加子宫内膜间质细胞的侵袭能力，促进EMS的发生。Li等[27]观察MCP-1对EMS患者子宫内膜间质细胞侵袭的影响，结果显示：①MCP-1提高磷酸化细胞外信号调节激酶1/2(ERK1/2)占总ERK1/2的比例(P<0.05)和磷酸化Akt占总Akt的比例(P<0.05)，降低金属蛋白酶组织抑制因子1(tissue inhibitor of metalloproteinase 1,TIMP1)和TIMP2的表达；②加入丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)/ERK1/2抑制剂U0126和磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/Akt抑制剂LY294002后，TIMP1和TIMP2水平明显增加(P<0.01)，表明MCP-1通过激活PI3K/Akt和MAPK/ERK1/2信号通路，下调TIMP1和TIMP2的表达，增加子宫内膜间质细胞的侵袭性。

2.4 免疫调节异常

免疫调节在EMS的发生、发展各环节中起到重要的作用，被募集到异位病灶的免疫细胞，使腹腔液中多种细胞因子发生变化，从而降低盆腹腔微环境对异位子宫内膜的监视、识别和破坏[28]。趋化因子对免疫调节的作用主要是通过Th1/Th2漂移发挥作用。在正常的免疫调节中，Th1细胞主要是协助经抗原激活的静息细胞毒性T细胞分化发育成为效应T细胞，介导细胞免疫。Th2细胞辅助B细胞增殖分化成浆细胞参与体液免疫，一旦Th1向Th2型漂移，机体就会处于免疫抑制状态，免疫功能逐渐减退，子宫内膜细胞发生免疫逃逸，使得异位内膜得以种植和生长。Takamura等[29]对CD4+T淋巴细胞亚型分布进行研究，与正常子宫内膜相比，在异位内膜中Th1比例显著较低[(59.64±9.28)% vs. (79.07±8.97)%,P<0.05]，2组间Th2无明显差异[(2.00±0.96)% vs. (0.96±0.65)%，P=0.37]，表明在子宫内膜异位病变中Th1/Th2平衡向Th2偏移。罗雪珍等[30]报道与正常子宫内膜相比，异位内膜中CCR8和CCR4表达显著增加[阳性颗粒OD值：(13.84±3.21)vs.(3.85±1.03)，P<0.05；(16.32±4.38)vs.(5.88±2.05)，P<0.05]，CCR4、CCR8主要于Th2表达，CCR4常被看作Th2型细胞标志之一，且CCR4、CCR8受体/配体结合后可选择性地募集CD4+效应T细胞进入感染区域，因此，过度表达的CCR8和CCR4可能通过募集Th2细胞进入局部微环境，促进该部位的免疫反应向Th2偏移，从而使异位内膜不易被细胞毒性T细胞清除。

除Th1/Th2外，T细胞其他亚型也可能存在异常。张达等[31]通过流式细胞术检测EMS组和对照组子宫内膜中Th17和Treg细胞所占比例，EMS组Th17所占比例明显高于正常组[(5.48±2.81)vs.(2.34±1.01)，P=0.014]，Treg所占比例明显低于正常组[(4.22±1.04) vs.(6.14±1.52)，P=0.026]，表明EMS患者免疫调节细胞Th17和Treg平衡失调，免疫调节紊乱。Chang等[32]研究结果显示：①IL-27可诱导Th17细胞中IL-10显著升高(P<0.001)；②IL-27可诱导c-Maf和Blimp-1在Th17细胞中表达升高，RORγt表达减少(P均为<0.001)；③免疫共沉淀实验结果显示c-Maf、RORγt、Blimp-1能够聚合成为复合体，且RORγt可正向调控Blimp-1。综上，IL-27可通过c-Maf/RORγt/Blimp-1信号通路刺激Th17细胞产生IL-10，促进异位病灶的植入和快速生长，因此，IL-27可能是EMS免疫耐受的关键调控因子。

另外，Li等[33]对子宫内膜组织巨噬细胞极性的观察结果显示，代表总巨噬细胞的CD68+巨噬细胞数量在异位和在位内膜中明显多于正常子宫内膜(P<0.005)，但在位和异位内膜无明显差异；代表M2极化的CD163+巨噬细胞数量在异位内膜中显著多于在位内膜(P<0.01)；CD163+/CD68+巨噬细胞数量比值在正常内膜为0.70±0.12，在位内膜为0.60±0.16，异位内膜为0.66±0.16，正常内膜比值明显高于另外2组(P<0.01)，表明在EMS患者中，在位子宫内膜的巨噬细胞向M1极化，异位子宫内膜的巨噬细胞主要为M2极化。在TNF-α的作用下，来源于子宫内膜间质细胞的MCP-1可以刺激腹膜巨噬细胞向M2极化[CD163+巨噬细胞显著增加(P<0.01)]，免疫应答下调，使异位子宫内膜脱离免疫监视，可能与EMS的发生发展有关。

2.5 增殖凋亡

异位内膜腺体细胞的异常增殖和凋亡，导致其在异位病灶保持持续增长的能力，对子宫内膜异位症的发生发展有显著的促进作用。Li等[34]认为CXCL8及其受体CXCR1通过激活磷酸酶和张力素同源物(PTEN)/Akt途径，促进EMS的增殖和生长，抑制子宫内膜间质细胞的凋亡，并上调抗凋亡蛋白、Survivin和Bcl-2的表达，参与EMS的发病过程。CXCL8能够显著刺激Akt转化为磷酸化Akt(P<0.01)并且使PTEN表达下调(P<0.05)；LY294002不仅可以直接抑制子宫内膜间质细胞的增殖、生长和凋亡(P<0.05或P<0.01)，而且可以逆转CXCL8诱导的增殖和生长的增加以及凋亡的减少(P<0.05或P<0.01)。此外，Li等[35]报道在CCL2处理后的子宫内膜间质细胞中，增殖细胞核抗原和Survivin表达明显增加(P<0.05)，认为CCL2能增加增殖细胞核抗原、Survivin的表达，促进子宫内膜间质细胞的活性和增殖。

2.6 与细胞因子间的相互作用

EMS患者腹腔内存在一个复杂的免疫调控机制，活化的免疫细胞在腹腔内多种细胞因子的作用下，不仅促进异位内膜组织趋化因子的表达，趋化因子受体的表达也被上调，增加的趋化因子和受体反过来可以募集更多的免疫细胞到达局部异位病灶[36]。EMS患者体内增强的趋化因子、各种细胞因子及对趋化因子敏感性的上升共同作用，促进EMS腹腔内的炎症反应，从而形成恶性循环。Zhou等[37]研究显示：①与无EMS患者相比，EMS患者腹水中IL-6显著升高(P<0.05)，进一步分析IL-6的来源，在位子宫内膜间质细胞和巨噬细胞均可分泌IL-6并且巨噬细胞产生的更多(P<0.05)；2种细胞共同培养所产生的IL-6比单独培养时分泌明显增多(P<0.05)，提示异位子宫内膜间质细胞可能与巨噬细胞相互作用产生IL-6。②用不同浓度的IL-6(0、10、20、50 ng/ml)处理子宫内膜间质细胞培养48 h后，CCL17水平均明显增加(P<0.05)，且与在位内膜和正常内膜相比，CCL17在异位子宫内膜间质细胞中表达最高(P<0.05)，提示IL-6可促进子宫内膜间质细胞中CCL17的表达。③在用IL-6预处理的培养子宫内膜间质细胞上清液刺激的巨噬细胞中，CCL17的受体CCR4表达最高(P<0.05)，同时IL-6表达的进一步增加，且该效应能够被抗CCL17抗体抑制(P<0.05)，提示IL-6诱导的CCL17分泌可促进巨噬细胞表面其受体CCR4的表达， CCR4的上调可进一步增强IL-6的表达，形成正反馈，从而发挥其增强内膜细胞侵袭、种植和增殖作用，促进EMS的发生发展。

3 小结

综上所述，EMS可能是一个复杂的全身性疾病，其病理生理学涉及多种因素。趋化因子作为一种免疫炎性介质，通过形成浓度梯度，趋化血液中的免疫细胞进入盆腹腔，并将其激活，从而降低盆腹腔微环境对异位子宫内膜的免疫监视、识别和破坏，逃避机体的免疫攻击，促进异位的内膜细胞黏附、侵袭及局部血管形成，可能参与EMS的发生发展。目前，有关趋化因子在EMS中的研究多集中于表达情况，其在EMS中的具体作用机制还有待于进一步研究，能否能将趋化因子及其受体作为诊断和治疗的靶点还有待探索。