女性生殖道局部免疫系统研究进展

胡蕊，俞晶，许金美，李茂余

(昆明医科大学第三附属医院，云南省肿瘤医院，云南 昆明 650000)

0 引言

女性生殖道(Female reproductive tract，FRT)包括上下两部分，上FRT包括宫颈内口、子宫、输卵管、卵巢，其黏膜层多由单层柱状上皮组成；下FRT包括宫颈外口、阴道，其黏膜层多由鳞状上皮组成。虽然生殖道位于体内，但与外界环境相通。因此生殖道黏膜作为免疫保护的哨兵成为第一道抵御防线。

女性生殖道免疫的特点，在于易受性激素影响，其包括先天性免疫和适应性免疫。先天性免疫主要由紧密连接的上皮细胞构成，适应性免疫主要由体液免疫和细胞免疫构成。上皮屏障的完整性能够有效抵抗外界抗原入侵，这些上皮细胞除了维持保护状态外，还进化出对病原体的反应，部分可通过Toll样受体(Toll-like receptors，TLR)来增强免疫保护，并在必要时发起免疫反应。除上皮细胞的紧密连接外，生殖道中的粘液层及免疫细胞、免疫因子同样发挥着重要免疫调节作用，如巨噬细胞、NK细胞、T淋巴细胞(Th1和Th2)、细胞因子、趋化因子等[1]。健康女性阴道免疫微环境处于一种动态平衡中，阴道局部免疫系统稳态的破坏有利于外界病原体的持久定植，最终导致疾病的发生[2]。因此，生殖道疾病的发生与阴道局部免疫状态的改变有着密不可分的关系。

1 生殖道局部免疫检测方法

目前，女性生殖道免疫测定方法多种多样，因地域不同目前尚难达到统一的检测标准。临床中大多采用圆锥形宫颈细胞刷、局部黏膜组织活检、阴道灌洗液等方式获取标本。免疫检测方法有酶联免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)、流式细胞术、免疫印迹法、免疫组化单克隆抗体法、放射免疫分析(radioimmunoassay，RIA)、细胞因子微球检测技术(cytokines beads assay，CBA)等[3]。

其中，ELISA能够真实反映测定值在体内分泌的情况，在测定IgA、IgG水平上有一定的潜力，其灵敏度高，并可重复用于测量各种生物体液中的免疫球蛋白浓度。而流式细胞术可以更清楚具体细胞分泌的具体因子，而且可以定量，较ELISA测细胞因子水平更深入揭示机制，但需要在体外刺激后测出分泌的细胞因子量，所以此时只能反应细胞产生细胞因子的能力，而不能说明这个值能否代表体内真实情况[4]。RIA、CBA可以一次性检测很多因子，实际上比ELISA更快、通量更大，但价格相对较高，临床较少应用。

2 性激素与生殖道局部免疫环境

女性生殖道上皮细胞的独特之处在于受甾体激素的调控，性激素水平的变化调控着FRT免疫系统变化、月经周期的改变、受精卵的着床、胚胎的发育等。Vitali,D等人发现内源性性激素(雌激素、孕激素)及外源性性激素类药物能够改变FRT防御屏障的成分，包括生殖道黏液黏度、生殖道PH值、上皮屏障厚度、免疫细胞和常驻阴道微生物等，继而影响病原体的感染[5,6]。

研究表明，雌二醇和孕酮通过下层基质细胞直接和间接起作用，进而调节上皮细胞的先天性和适应性免疫功能，以保护免受潜在病原体的侵害，足够的雌激素水平将有益于预防滤泡辅助性T细胞介导的自身免疫。另外，雌激素水平的降低会导致Th1/Th2平衡向Th1偏移，黏膜内皮细胞遭到一定损伤，进而增加机体局部炎症反应[7]。一定程度的雌孕激素水平升高能够作用于生殖道免疫细胞，增强细胞生长因子、IL-8、IL-1的表达，抑制IFN-α、IFN-β的生成，进而改变生殖道局部免疫功能，对于绝经后妇女而言，随着体内雌激素水平下降，生殖道免疫微环境也发生着显著变化[8]。

更有研究表明，在月经中期生殖道免疫功能出现抑制现象，在促进精子通过生殖道、受精卵形成的同时，同样形成了月经周期中所谓的“脆弱窗口”，潜在的病原体更容易通过窗口期入侵机体[9]。女性成功的繁殖取决于性激素和多种生长因子的共同作用，受精、植入、胚胎发育的每个环节都离不开性激素的支持。性激素的免疫增强效果似乎是直观的，但更应该检测生殖道免疫反应的强度及过程，进一步了解性激素对免疫功能的影响。

3 阴道炎症与生殖道局部免疫环境

阴道是女性生殖道的入口，与外界环境相通并且与尿道、肛门相邻，性交、分娩及宫腔操作也均通过阴道完成，因此生殖道易受外原体入侵和感染。

研究表明，当阴道黏膜受到细菌或病原体入侵时，阴道局部将引发多种细胞因子及趋化因子释放，如IL-1、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12、 IL-17、GM-CSF、IFN-γ和TNF-α等[10]。Carey,AJ等人研究表明CD4+淋巴细胞分泌的IL-17在控制链球菌生殖道黏膜定植中起到重要作用[11]，而念珠菌能够主动抑制IL-17的分泌[10]。研究发现，在外阴阴道假丝酵母菌病(vulvovaginal candidiasis，VVC)的发病过程中，发挥保护作用的免疫分子IFN-γ、IgG、IL-17表达是降低的[12]；而在细菌性阴道病(bacterial vaginosis，BV)中，加德纳菌的定植并不总是导致BV的发生[13]，免疫因子IL-1α、IL-1β及IFN-γ诱导蛋白IP-10在BV的发展上具有一定的临床意义[14]，同时Fruitwala,S等人认为人β-防御素2(HBD-2)和人防御素5(HD-5)可能参与防御BV等相关微生物的侵袭，而IL-4、IL-1的缺乏可能对BV的发病机制起作用[15,16]。

可见，当外源性病毒及细菌入侵女性生殖道时，阴道分泌物中存在的免疫物质提供了针对病毒和细菌感染的有效保护机制，此刻对机体而言生殖道黏膜免疫应答尤其重要[12]。

4 宫颈病变与生殖道局部免疫环境

子宫颈阴道部分在结构学和免疫学上与阴道相似。在宫颈感染的早期阶段，多涉及巨噬细胞、树突状细胞、朗格汉斯细胞、自然杀伤细胞及多种细胞因子参与免疫反应。

4.1 HPV感染与生殖道局部免疫环境

持续高危型HPV感染与宫颈癌前病变及宫颈癌发生相关[17]，HPV在宫颈粘膜上皮细胞定植，机体产生的抗体有时不足以对抗病原体的进攻，因此，除了评估全身免疫力外，宫颈局部免疫力的准确测量对于评估对HPV感染和疫苗接种的局部免疫反应也很重要。

近来，研究发现HPV的感染能促进生殖道中多种免疫细胞迁移并分泌IL-10或转化生长因子β(TGF-β)等多种细胞因子来抵御感染[18]。Nguyen,PV等人表明宫颈上常驻有IgA浆细胞，当宫颈受到外界病原体感染时，上皮细胞将释放促炎细胞因子IL-8、IL-10及趋化因子[19]，以介导炎症反应的开始及免疫细胞向感染部位的募集，同时也表达β-防御素参与免疫机制反应。

相关研究表明，Th2细胞因子水平增加和Th1细胞因子(例如IFN-γ、IL-12、IL-2、IL-33和TNF-α)水平降低与HPV感染及宫颈病变发展有一定相关性[20]。同样，生殖道中IL-10、IL-2、IL-23水平变化与宫颈癌前病变发展有关，但阻断类似IL-10等细胞因子似乎并不简单，可能是免疫因子在不同浓度和不同环境中具有多种免疫调节作用所致[21,22]。

4.2 宫颈病变与生殖道局部免疫环境

Petrini,CG等人，从HPV感染的宫颈组织中检测多种细胞因子，结果显示相对活检正常组，宫颈癌前病变组织中的IL-2、IL-18、IL-23和IL-1β水平较低，低水平的IL-2、IL-18、IL-23细胞因子可能与病毒持续存在及癌前病变发生有关[23,24]。另有研究显示，随着宫颈病变程度的增加，阴道免疫因子IL-2减少，IL-10增加，IL-2 / IL-10减少，而SIgA和IgG增加，IL-2 / IL-10比率的降低以及SIgA和IgG水平的变化都可能影响宫颈病变的发展[25]。同时，Colacurci,N等人[26]在不同级别宫颈细胞中检测免疫表型，结果显示CD29、CD38、HLA-I和HLA-II的高表达与CIN程度正相关，这些细胞及标志物的高表达有望作为持续感染患者的检测指标。

另外，Sahin,E等人对LSIL、HSIL及正常患者分别采取宫颈分泌物，使用ELISA方法检测各组宫颈粘液中分泌白细胞蛋白酶抑制剂(secretory leukocyte protease inhibitor，SLPI)水平，结果显示LSIL和HSIL组的宫颈粘液SLPI水平明显高于正常组，SLPI似乎是宫颈黏膜中提供局部免疫应答的重要免疫调节蛋白[27]。Fahim,NM等人对SIL、LSIL、HSIL及宫颈癌患者的宫颈组织通过PCR方法检测人类白细胞抗原-G(Human leukocyte antigen-G ，HLA-G)表 达 情 况，结果显示HLA-G表达从癌前期和癌性宫颈病变逐渐增加，但HPV阳性和HPV阴性宫颈病变之间HLA-G没有显着差异，此外该研究通过抑制宿主免疫应答观察到HLA-G在功能上涉及肿瘤逃逸机制[28]。同时，Chauhan,A等人研究表明Toll样受体(Toll-like receptor，TLR)参与宫颈癌的发病机制，其中TLR4和TLR9在宫颈病变应答的诱导上起关键作用，然而宫颈癌中血清TLR浓度的显着性尚不清楚，目前仍需进一步研究TLR的预后价值[29,30]。

Th9细胞是T细胞中新发现的一个亚群细胞，近年来，一些研究多集中在IL-9/IL-9R信号传导通路的调节及IL9细胞在肿瘤细胞中的作用，Chauhan,SR等人研究表明细胞因子IL9能够抑制HeLa细胞增殖，增强细胞的凋亡并刺激MHCI的表达，并且在宫颈病变组织中存在IL-9R过表达现象[31]，Th9似乎增强了抗肿瘤免疫反应，但具体机制仍需要进一步研究。

近年来，研究逐渐证实了生殖道局部免疫功能的削弱是宫颈病变发生发展的重要因素。但宫颈免疫学环境并非单一存在，其受阴道微环境及遗传因素影响，了解其涉及机制有望为宫颈相关疾病的疗法奠定基础。

5 全身免疫与生殖道局部免疫环境

生殖道局部免疫是女性全身免疫的一部分，生殖道局部感染病原体后，机体抵抗大多是细胞免疫，主要在生殖道局部起作用。目前关于生殖道疾病的全身免疫与局部免疫的关系研究较少。临床中，全身免疫多通过采集外周血进行检测，生殖道局部免疫多通过采集阴道灌洗液或活检病变组织进行检测。

Xue,J等人，通过对宫颈癌及癌前病人外周血及宫颈组织离心的上清液进行细胞因子IL-17检测，结果发现在HPV感染的病人中，不论其宫颈病变程度如何，宫颈组织中的IL-17水平均高于外周血，免疫抗体能够以宫颈上皮细胞渗出的方式与外周血相通[32]。另外，凡是患有免疫系统疾病(例如系统性红斑狼疮、HIV)的女性无论是否进行免疫抑制治疗，其患宫颈癌前病变和癌症的风险都高于普通人群[33,34]，机体全身免疫的降低将有助于生殖道病原体入侵定植。另外，Chen,Z等人通过ELISA方法检测宫颈病变患者及正常患者血清IL-10水平，发现宫颈病变组中外周血IL-10水平显著高于正常组[35]。宫颈癌是涉及到黏膜组织的疾病，而黏膜相关不变性T细胞(Mucosal-associated invariant T cells ,MAITs)对于抵抗传染性病原体的免疫防御和调节各种炎性疾病具有重要意义，Huang,WC等人通过流式细胞术检测宫颈癌患者及正常患者外周血CD3细胞中MAITs水平，研究显示宫颈癌患者外周血中MAITs比例更低，并且越低的MAIT宫颈癌患者PFS越差[36]。

目前HPV疫苗是全球首个把癌症(宫颈癌)作为适应证列入说明书的疫苗，至今上市的HPV疫苗有2价、4价、9价三种，“价”代表疫苗可预防的病毒种类。HPV疫苗产生的抗体会通过宫颈上皮细胞渗出作用于局部生殖道免疫，但目前还不清楚子宫颈局部免疫是否或如何影响HPV疫苗功效的长期持续时间[37]。不过，相关研究显示通过支持生殖道局部免疫因子sIgA、溶菌酶及C3补体成分的稳定生长，有望缓解女性生殖道疾病的发展[38]。尽管HPV疫苗产生的特异性抗体在阴道分泌物中的滴度低于血清，但在阴道分泌物中检测抗体也是可行的，未来阴道黏膜部位的特定疫苗接种有望成为刺激女性生殖道免疫的首选途径[39]。

疫苗重在预防，而不是治愈。理想的疫苗既需要引起细胞介导的免疫又要激发体液免疫，虽然许多候选疫苗正在动物模型中进行广泛测试，但仍需更多临床研究进行考量[40]，或许从黏膜免疫系统的分子和细胞方面以及它们对传染病、炎症和免疫系统疾病的防御机制入手更易于研发新的疫苗。

6 小结

正常女性生殖道的免疫微环境复杂且稳定，需要先天性免疫及适应性免疫共同维持。机体免疫功能在病毒的清除及疾病的发生发展中起重要作用，生殖道的各个部位免疫应答独立存在又相辅相成。生殖道黏膜作为天然屏障的重要组成部分，通过免疫调节机制改变生殖道菌落将有望对生殖道感染的治疗提供策略，但如何提高生殖道局部免疫，尚有待于进一步的深入研究。近年来，对女性生殖道菌群、生殖道黏膜免疫、黏膜疫苗的研究以成为女性生殖道微生态研究的热点，相信不久的将来，生殖道免疫状态会更加清晰的摆在人们面前。