子宫内膜异位症发病研究进展

王 琰，谢广妹，刘 佳

（1.甘肃省妇幼保健院生殖医学中心，甘肃 兰州 730000；2.甘肃省人民医院内分泌科，甘肃 兰州 730000）

子宫内膜异位症（endometriosis，EMs）是一种在子宫腔外存在子宫内膜样组织的疾病，这些异位病变最初发展为卵巢的斑点病变，后来发展为充满棕色液体的深部浸润性囊肿。异位病变主要由对激素刺激有反应的间质细胞和腺体组成，最常见于盆腔，影响卵巢（最常见）、盆腔腹膜、子宫骶韧带和输卵管等。70%的患者有慢性盆腔疼痛，30%～50%妇女患有不孕症。EMs的常见症状有盆腔疼痛和月经周期异常出血、痛经、性交困难、非月经盆腔和腹痛、排尿困难以及便秘、腹泻等肠道症状［1］。

EMs的发病机制尚不清楚，关于EMs发生发展理论包括逆行月经理论、炎症理论、沉积理论及化生内膜理论等，其中Sampson在20世纪20年代提出的逆行月经学说是EMs发生发展过程中最可接受的学说，月经回流和子宫内膜组织沉淀在异位部位导致子宫内膜异位症。虽然这些理论为EMs发病机制提供了大量的支撑，但目前还没有完整的以机制为基础的进展途径［2］。

EMs的一大特征为存在含铁血黄素的巨噬细胞，其为病理学家鉴别子宫肌瘤、皮样囊肿等妇科疾病提供了依据。Koninckx等人研究，EMs异质性是深浸润性子宫内膜异位囊肿的典型特征，是导致严重盆腔疼痛的原因。从微观和宏观上看，EMs在组织结构、浸润程度、基因表达差异和克隆方面表达均有不同，以此作为子宫内膜进展的遗传-表观遗传学理论。EMs的异质性表现为患者不同程度的生化标志物和症状。这种异质性为激素、炎症、氧化和表观遗传变化的累积效应提供了证据。主要讨论免疫反应、激素、炎症、氧化和表观遗传等变化在EMs中发病机理。

1 生物免疫学作用机制

1.1 免疫反应与EMs

EMs是一种具有免疫反应受损和炎症介质失调的炎症性疾病。这些免疫和炎症成分的失调是子宫内膜异位症发病机制的主要因素。

1.1.1 先天免疫反应作用机制

子宫内膜异位病变中发现免疫成分紊乱、巨噬细胞在子宫内膜异位症病变的形成中起着重要作用。在子宫内膜异位症微环境中，巨噬细胞水平升高。这些受损的巨噬细胞可以耐受细胞碎片，并加重病变的形成［3］。子宫内膜异位微环境中成熟循环树突状细胞数量较少，未成熟树突状细胞数量较多。树突成熟的这种功能障碍导致细胞碎片清除减少，子宫内膜碎片向腹腔迁移增多，导致血管生成和病变生长［4］。子宫内膜异位症活检中发现的自然杀伤细胞大多呈颗粒状或极少颗粒状，导致细胞毒性和凋亡能力降低。这导致紊乱的子宫内膜细胞在碎片中存活，植入和病变形成。肥大细胞在子宫内膜异位症微环境被激活，从而可以触发脱颗粒。脱颗粒增加导致释放促炎细胞因子，吸引嗜酸性粒细胞、中性粒细胞、树突状细胞和成熟巨噬细胞［5］。在子宫内膜异位的情况下，嗜酸性粒细胞和中性粒细胞数量增加。嗜酸性粒细胞浓度的增加导致腹膜液中子宫内膜异位症细胞的趋化性增加。这导致子宫内膜异位细胞在异位部位的纤维粘连。中性粒细胞脱粒导致其他免疫细胞对子宫内膜异位区进行吸引，导致血管生成。

1.1.2 获得性免疫反应作用机制

子宫内膜异位症是一种自身免疫性疾病。研究表明，子宫内膜异位症样本中的B细胞和浆细胞水平持续增加，并且针对子宫内膜异位症碎片和子宫内膜异位症细胞的抗体的产生增加。子宫内膜异位症相关的免疫反应是由不同类型的T细胞构建的。细胞毒性T淋巴细胞活性在子宫内膜异位微环境中由于失调的遗传成分而降低。这减少了子宫内膜异位碎片的破坏和对抗原提呈细胞的敏感。T辅助性Ⅰ型细胞（Th1）在子宫内膜异位病变中比Ⅱ型细胞（Th2）增加，导致促炎细胞因子的释放，加重免疫反应。子宫内膜异位微环境中Th2水平的降低导致抗炎细胞因子水平的降低。这些异常的淋巴细胞计数促进子宫内膜异位病变。子宫内膜异位症的全外显子组测序显示免疫相关基因CARD9、IL16、ERAP1、FUT2和PTPNN2单核苷酸多态性，导致炎症反应和免疫触发增加。上述一些基因的多态性在其他自身免疫性疾病如系统性红斑狼疮和克罗恩病中也有报道，子宫内膜异位症也可由免疫系统异常引起的自身炎症反应引发。

盆腔外子宫内膜异位症很难评估，需要广泛的组织学评估以提供确认。盆腔外子宫内膜异位症最常见于自身免疫性疾病患者。炎症和免疫系统失调可能是子宫内膜异位细胞经淋巴或血行播散在远处发展的基础，1例Bechet病患者出现鼻腔子宫内膜异位症，其中免疫调节剂英非昔单抗对子宫内膜异位症的预后良好。掌握子宫内膜异位症的自身免疫和免疫失调可能提供合理的诊断标志物和新的治疗策略。自体抗体在子宫内膜异位症的发病机制中起主要作用。抗SLP2、抗TMOD3及抗TOM3等自身抗体可作为早期子宫内膜异位症的非侵入性诊断标志物［6］。

1.2 炎症反应机制

慢性炎症是子宫内膜异位症的显著特征之一。现从热休克蛋白、铁、氧化低密度脂蛋白和促炎调节剂四个方面对一些炎症因子的释放及其免疫促炎变化进行阐述：HSP（热休克蛋白）是一种内源性配体，对各种物理-生化损伤和应激条件下的组织和细胞具有一定的保护作用。HSP70结合抗原细胞的表面受体（CD14、CD36、TLR2和TLR4等），刺激其促炎细胞因子、趋化因子和一氧化氮的产生，以及共刺激分子的表达。氧化应激过程中也会释放HSP通过结合TLR2和TLR4，刺激巨噬细胞中炎性细胞因子（TNF-a、IL-1b和IL-6）表达。铁诱导的炎症反应是一种级联反应。在子宫内膜基质细胞中，铁超载激活催化激酶亚基β（IKKβ），并导致大量活性氧（ROS）的产生，ROS产生的增加刺激信号级联，其蛋白激酶C（PKC）和丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路被激活，导致转录因子如NF-κB、核因子-红样2相关因子2（Nrf2）和激活蛋白1（AP-1）被激活，从而上调促炎细胞因子的表达。子宫内膜异位症患者的腹膜液（PC）中含有大量的氧化低密度脂蛋白（Ox-LDL），其性质与相关脂质过氧化物的性质相似，提示血浆成分浸润到PC中，引发炎症反应。Ox-LDL通过在富含巨噬细胞的炎症环境中产生氧化脂质成分而发挥作用。其炎症信号是通过TLR4和TLR6的异源二聚体和清除受体凝集素样氧化低密度脂蛋白受体（LOX-1）被触发。除了由腹膜腔内子宫内膜病变引起的已具有伤害性的环境，ROS和PGE2可以通过位于病变内的痛觉传入神经上的受体直接作用于感觉神经纤维或使其敏感。在这种伤害性阻断的基础上，敏感的感觉神经纤维通过一种被称为“神经源性炎症”的正反馈回路来维持炎症。这些神经纤维的兴奋会导致它们的末端进一步释放促炎调节剂。这包括神经肽如SP和CGRP，这两种神经肽在子宫内膜异位症相关疼痛的女性子宫内膜病变周围被发现［7］。此外，上述提到的TNF-α、IL-1b及IL-6几种关键的炎症介质，在子宫内膜异位病变中升高。这些介质通过协同作用，维持和加重炎症。IL-1β可增加炎症因子COX-2的表达，从而上调PGE2。

1.3 氧化应激

子宫内膜异位症的进展明显与氧化应激有关。子宫内膜异位症与ROS产生之间的关系已被广泛接受并深入研究。子宫内膜异位症患者体内的抗氧化系统不活跃。抗氧化酶活性，如SOD、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶和谷胱甘肽还原酶均较低。将氧化应激的标记可分为5大组：血清、腹膜液、卵泡液、卵巢皮质和子宫内膜组织［8］。氧化应激与子宫内膜异位症的发生有以下机制：氧化应激通过丝裂原活化蛋白（MAP）激酶或细胞外信号调节激酶（ERK）通路，通过核内磷酸化蛋白（c-Fos）和氨基末端蛋白激酶（c-Jun）的表达和作用，参与子宫内膜异位病变的发生［9］。内源性ROS诱导的增殖反应通过ERK信号通路，而ERK途径的激活是通过蛋白酪氨酸激酶的特异性磷酸化抑制剂建立的。子宫内膜异位症患者的子宫内膜细胞同时受到血浆17β-雌二醇（E2）和过氧化氢的作用其显示ERK磷酸化增加。Toll样受体（TLR）是子宫内膜的内源性配体。TLR3和TLR4主要在健康子宫内膜和子宫内膜异位组织中表达；TLR4可促进子宫内膜异位症的生长。子宫内膜异位症中I期和II期代谢酶的平衡失调，导致过量的羟基雌激素和ROS形成，并刺激异位子宫内膜增殖。子宫内膜异位症患者体内参与雌激素氧化代谢的几个基因中CYP1A1、CYP3A7、COMT表达增加；SULT1E1、SULT2B1、UGT2B7和GSTP1的表达降低。现已证明血红素可与多种转录因子结合，包括Bach1（BTB和CNC同源性1，碱性亮氨酸拉链转录因子1）和Bach2。血红素诱导血红素加氧酶-1（HO-1）在子宫内膜异位症的表达是直接通过与Bach1结合，抑制Bach1诱导的HO-1基因表达的抑制。当Bach1与v-maf禽肌肉腱膜纤维肉瘤同源基因KMafK（MafK）形成异质二聚体时，形成Bach1-MafK复合物，可作为HO-1基因的抑制因子。

2 病理变化与激素影响

2.1 上皮-间充质转化机理

缺氧和雌激素诱导的上皮-间充质转化（EMT）在子宫内膜癌的发生的机制中起了重要的作用。王斌等人研究结果表明，EMs的发生发展、浸润与EMT有关系。人Twist相关蛋白1（TWIST1）、锌指转录因子（SNAIL）、锌指转录因子slug（SLUG）都属于EMT诱导剂，且在EMs中过表达。有研究表明EMT的常用分子标记物在腹膜、卵巢子宫内膜异位症的上皮细胞的表达升高，上皮标记物表达较少，证明了EMT可能参与了子宫内膜的发病机制。通过EMT通过激活下游的信号通路发挥作用。EMT转化通过Wnt信号通路、TGF-β信号通路、β-catenin/Snail可以参与EMs的发生、发展、浸润。Wnt蛋白是一种糖蛋白，在细胞的上皮间充质转化中发挥了重要的作用。有研究表明异位子宫内膜间质细胞（ESC）分泌的Wnt2蛋白比正常子宫内膜间质细胞（NSC）高，而且EMs中基质上皮细胞的相互作用也是通过Wnt2/β-catenin信号通路参加的。在ESC中IL-1β诱导WEE1过表达，而当WEE1敲低时，不仅能够减少ESC迁移，还能促进细胞凋亡。随后Liya Shi等人经研究得出结论，Wnt/β-catenin抑制剂减轻了ESC纤维化。经过临床实验，得出结果正常对照（NC）和在位子宫内膜（EU）中E-cadherin阳性表达，OC组波形蛋白阳性上皮细胞的比例比NC组高（P<0.01），OC组的βcatenin和Snail的表达和17β-HSD1 mRNA水平比其它两组高（P<0.05，P<0.01），提示E-cadherin下调和波形蛋白上调证明EMT存在于卵巢子宫内膜异位症期间，除此之外卵巢巧克力囊肿中EMT重要转录因子的βcatenin和Snail也增加了。雌二醇作为子宫内膜异位症的重要因素，上调β-catenin和Snail的表达，导致人上皮细胞发生EMT。这证明了β-catenin/Snail信号与卵巢EMs有关。TGF-β是一种已知的恶性肿瘤驱动因素，可以刺激癌症相关成纤维细胞中的基质产生、也是EMT的诱导剂。Katharine H Wrighton等人发现TGF-β是通过Smads的转录功能调节细胞反应的，最终可以调节相关基因转录。从子宫内膜异位组织中可以看到平滑肌化生（SMM），SMM存在于纤维化区域内，且EMs组织周围有纤维化的现象存在，还可以扩散到子宫内膜异位组织内。Yan-Meng Yang等人发现TGF-β1/Smad3能够诱导的EMT和成纤维细胞向肌成纤维细胞的转化，最后导致SMM等增加［10］。除此之外有研究表明，子宫内膜异位症组织与正常子宫内膜组织相比，其中波形蛋白和TGF-β1的表达呈阳性染色，E-cadherin的表达有降低的表现（P<0.01），TGF-β1和p-SMAD2的表达增高（P<0.01），这些结果证明了，EMT在子宫内膜异位症发生发展中具有重要意义。

2.2 激素作用影响

EMs是一种雌激素依赖性疾病，而雌激素依赖和孕激素抵抗的增加也是导致子宫内膜异位症预后不良的主要原因之一。子宫内膜异位症持续观察到的内分泌特征之一是高雌激素的产生，而正常子宫内膜由于缺乏芳香化酶（CYP19A1）和类固醇生成急性调节蛋白（StAR）没有合成雌激素的能力。E2与其核受体相互作用使得子宫内膜细胞增殖、功能性子宫内膜血管重建，而子宫内膜异位组织中局部可产生17β-雌二醇（E2），该激素与子宫内膜异位组织生长、炎症、疼痛有关。激素的主要作用是通过雌激素受体α和β（ESR1和ESR2）以及两种黄体酮受体亚型A和B（PGR-A和PGR-B）介导的，但激素受体在子宫内膜异位症病变中的异常表达，约是正常子宫内膜的140倍，其中ESR1的表达明显高于ESR2，PGR表达丧失，而c-myc、细胞周期蛋白D1和雌激素调控基因（GREB1）mRNA表达水平均升高［11］。胞质中的雌激素受体β（ERβ）激活促炎信号并调节细胞凋亡，炎症和异常神经自配使得疼痛的发生，同时也让该病成为一种慢性炎症性疾。ERα或ERβ敲除小鼠中子宫内膜异位病变均未发育良好，也验证了雌激素受体在该疾病中的重要作用。孕激素抑制子宫内膜异位症的细胞增殖、炎症、新生血管形成和神经生成［12］。孕激素受体（PRA和PRB）在子宫内膜异位症中受转录调控，PRB在子宫内膜异位症中表达低，这种低表达是由于孕酮抵抗和雌激素调控反馈机制的缺失。孕激素抵抗也是子宫内膜异位症患者着床失败增加的主要原因，与不孕有关。

2.3 癌变作用机理影响

EMs可以经过多种途径最终形成恶性肿瘤，其中癌调节因子在EMs恶化中发挥了重要作用。其中包括：血管内皮生长因子（VEGF）、互动结构蛋白1A（AR⁃ID1A）、蛋白酪氨酸磷酸酶基因（PTEN）等，除此之外，如果恶性肿瘤同源基因（K-RAS）过表达则代表了细胞分裂会增加，从而会导致癌前病变，最终癌变。

血管内皮生长因子（VEGF）是肿瘤血管生成中不能缺少的诱导因子。有研究表明EMs患者中的VEGF表达升高，可以诱导子宫内膜细胞出现增殖。Balasub⁃ramanian V等人经研究证明EMs的发病机制包括VEGF的遗传多态性调节（ERK）信号通路。子宫内膜样卵巢癌与EMs关系密切，吕娟等人在人鼠嵌合体EMs动物模型的异位子宫内膜组织中发现，PTEN基因通过调控VEGF来调控子宫内膜的作用，且证明PTEN通过调节血管生成抑制EMs的发生发展。Maurizio MARTINI等人对Ⅲ、Ⅳ期EMs患者进行分析发现PTEN的表达降低与EMs的恶化有关，张辉经实验证明激活PI3K/PTEN/AKT/Survivin信号通路可以调节EMs。戴淑真等人经临床实验研究发现，与EMs组相比，EMs相关卵巢癌组PTEN蛋白表达低（P＜0.05）但K-ras蛋白阳性表达率高（P＜0.05），EMs相关卵巢癌的临床分期等与PTEN、K-ras蛋白表达有关。从而证明PTEN、Kras缺失导致EMs恶化。动物研究表明，致癌K-ras突变后，可以诱导EMs的出现，子宫内膜样卵巢癌中Kras也能够发生突变，经临床研究7%的卵巢子宫内膜样癌病例至少能找到一个MSI标志物，经DNA分析，在癌组织中观察到了MSI和K-ras突变，S.Amemiya等人经研究推断K-ras突变和微卫星不稳定性与非典型EMs向卵巢子宫内膜样癌的恶性转化有关系。ARID1A是一种肿瘤抑制基因，若ARID1A缺失，那么BAF250A蛋白表达也会缺失。当ARID1A突变后可以形成EMs、子宫内膜样癌、卵巢透明细胞癌和卵巢子宫内膜样癌。且有证据表明ARID1A突变可以激活PI3K/AKT通路和雌激素信号通路。子宫内膜异位症相关卵巢癌的全外显子组测序显示，除肿瘤抑制基因ARIDA1外，ARI⁃DA1、BRCA1和RAD51的杂合性缺失也有可能导致EMs相关卵巢癌突变［13-14］。

3 表观遗传学作用机理

表观遗传学是研究DNA序列没有发生改变的情况下基因表达的可遗传变化，而子宫内膜异位症也是一种表观遗传疾病，即可以在不改变基因组成的情况下调节基因表达谱，从而调节细胞存活、侵袭转移和血管生成等功能，其主要有DNA甲基化、组蛋白修饰、MiR⁃NA介导的基因表达等机制。在子宫内膜异位症中，子宫内膜组织表观遗传性稳态的破坏可能是由于内源性原因（例如激素紊乱）和/或暴露于某些环境危险因素，在反复月经周期或妊娠期间造成局部宫内节律异常或全身性病变。DNA的甲基化由三种DNA甲基转移酶（DNMT）完成：DNMT1，DNMT3A和DNMT3B，其中DN⁃MT3B与子宫内膜异位基质细胞中的关键基因启动子区域：类固醇生成因子-1（SF1）和ESR1结合，于是子宫内膜异位基质细胞中DNMT3B表达的差异和与关键基因启动子的结合可能导致异常的DNA甲基化，使得子宫内膜的基因表达与正常子宫内膜不同，并导致细胞对类固醇激素的反应改变。DNMT3A引起的DNA超甲基化导致17βHSD、E-Cadherin和GATA的转录失活。DNA低甲基化涉及DNMT1酶的下调，导致VEGF、COX2和PGE2的上调。这些变化导致细胞存活增加、纤维粘连和子宫内膜异位症的加重［15］。前列腺素E2（PGE2）可能影响组蛋白修饰从而调节基因表观遗传表达，组蛋白赖氨酸N-甲基转移酶（EZH2）可以将组蛋白H3第27位赖氨酸（H3K27）甲基化，缺氧通过HIF-1α依赖的方式抑制EZH2的表达，并减少导致异位内膜细胞异常表达的H3K27三甲基化［16］。一些在子宫内膜异位细胞中失调的miRNA如miR-200家族，在子宫内膜异位症的进展中具有重要作用，其下调导致了COX-2、TGF-β、IL-6、IL-8和Bcl2的表达增加，使得炎症和抗凋亡途径激活，且miRNA调控的基因在类固醇通路、凋亡通路、血管生成通路、EMT和组蛋白乙酰化、甲基化等表观遗传修饰中也发挥重要作用，具有靶向治疗EMs的潜力。有研究表明异常的DNA甲基化在EMs的发病机制中起着重要作用，以DNA甲基转移酶为靶点的表观遗传学药物有望成为EMs新疗法的理论基础。所以通过探究表观遗传调控，如组蛋白修饰、DNA甲基化和miRNA调控，将有助于研发子宫内膜异位症的特定标记物和药物靶点。

4 对EM s临床治疗思维模式与管理路径启示

本论述系统阐述免疫系统改变、炎症反应、氧化应激、上皮-间充质转化、激素和表观遗传失调等方面来探讨子宫内膜异位症的发病机制中分子层面的改变，证实了其发病机制中分子改变在EMs中作用机理，病变中免疫成分的紊乱、炎症因子的释放、ROS的产生、EMT的发生、雌激素依赖与孕激素抵抗、癌调节因子的恶化、表观遗传的改变等都在EMs的发生发展中起着不同的作用。目前对于EMs的具体发病机制还需要深入挖掘，进一步寻找诊断生物标志物和药物靶点，帮助患者，改善预后，本综述既为发病机制提供了新的思路，同时也为其诊断和治疗提供了新的策略。