慢性子宫内膜炎与女性生殖功能的关系研究进展
2022-11-25严罗镓金碧辉舒静
严罗镓 金碧辉 舒静
子宫内膜炎分为急性和慢性两类。急性子宫内膜炎一般起病急,患者有明显的发热、下腹痛、白带异常等症状,主要与急性感染有关,病理特征是组织水肿出血以及内膜间质中多形核白细胞浸润。有研究表明,一过性急性子宫内膜炎与不孕症的发生无明显相关。慢性子宫内膜炎(chronic endometritis,CE)临床上可以没有症状或仅出现轻微的非特异性症状,如白带增多、盆腔不适感等,在妇科临床诊治中常被忽视。CE病因不明,部分可能与细菌感染有关,主要病理特征是子宫内膜间质区域中浆细胞浸润。CE与不孕、反复种植失败、复发性流产等密切相关,在生殖医学领域颇受重视。本文就CE的诊断、病因、对女性生殖功能的影响与作用机制、治疗与疗效等研究进展作一综述。
1 CE的诊断
CE患者可以没有症状,因此不能依靠症状和体征来诊断。患者的血清炎症指标和超声影像学检查亦没有特殊发现,故对CE的诊断也无帮助。目前诊断CE的方法主要是子宫内膜组织病理学检查、宫腔镜检查和子宫内膜微生物学检测。
组织病理学检查是诊断CE的金标准,主要的病理特征是子宫内膜表面黏膜水肿、上皮细胞和间质分离、间质细胞密度增加和间质中浆细胞浸润。其中间质存在浆细胞是最具特异性和敏感性的指标。典型的CE子宫内膜间质浆细胞具有大的细胞体、较高的细胞核/质比例、嗜碱性的细胞质以及呈“辐条轮”异染色质排列的细胞核[1]。传统的HE染色是根据细胞形态来识别浆细胞的,间质中见典型浆细胞可诊断为CE,若未见典型浆细胞但间质水肿,间质细胞呈梭形伴淋巴细胞聚集可诊断为疑似CE[2]。由于浆细胞与成纤维细胞、单核细胞形态相似,在HE染色切片中难以区分,漏诊率较高。另外分泌期内膜会出现生理性水肿,与病理性水肿难以区分,误诊率也较高。近年,CD138的免疫组化法大大提高了诊断效能。CD138即Syndecan-1蛋白,是一种跨膜型硫酸乙酰肝素蛋白,在浆细胞和角质细胞质膜上高表达,但在单核细胞、淋巴细胞和子宫内膜间质细胞中不表达。子宫内膜上没有角质细胞,因此对内膜切片进行CD138免疫组化检测,约95%的浆细胞可被识别,CE的诊断准确度和灵敏度大大提高。Chen等[2]对93例子宫内膜超声检查正常,计划辅助生殖患者的子宫内膜组织进行HE染色和免疫组化染色,发现CD138对浆细胞检出率明显高于HE染色。
但目前免疫组化诊断CE的标准并未统一。首先,染色过程尚无统一的技术标准,抗体的质量、浓度、孵化时间以及切片厚度等均可影响判断[3]。其次,浆细胞数目的判断界值也没有统一。目前文献报道的至少有5种判断界值,包括在受检子宫内膜组织中发现≥1个浆细胞[4]、≥1个浆细胞/10高倍镜视野(high power field,HPF)[5]、≥5 个浆细胞/10 HPF[6]、≥1 个浆细胞/HPF[7]、≥5.15个浆细胞/0.1 mm2[5]等。界值跨度很大,导致CE发病率也有很大的差异。约28.5%的病理学专家认为受检子宫内膜组织中仅存在单个浆细胞即可诊断CE[8]。另外因取样节点不同、阅片人员疲劳主观误判等也会影响浆细胞计数的准确性。近些年,图像数字存储结合人工智能(AI)阅片技术得到飞速发展,已在肿瘤病理诊断应用中得到肯定。AI技术难点如进一步解决分割团簇重叠细胞、识别浆细胞关键特征等,则其有望实现快速精准的自动化浆细胞计数。
宫腔镜检查是对子宫内腔表面的直视检查,通过内镜可以清晰观察放大内膜表面的大体观。CE在宫腔镜下具有特征性表现,如弥漫性充血(子宫大面积充血且具有白色中心点——草莓征)、局部充血(子宫内膜小面积充血)、出血点(局灶性红色区域,边缘锐利不规则)、间质水肿及存在微小息肉(直径<1 mm)。目前宫腔镜下诊断CE的标准未达成共识,根据不同的诊断标椎,CE发病率不同。其中Liu等[9]建立了计分制:子宫内膜弥漫性充血计4分,出血点计2分,局灶性充血计2分,子宫内膜扩张血管计2分,微小息肉计1分,息肉计1分,反复人工授精失败史计2分,总分14分。根据ROC曲线和约登指数,计算最佳截断值(>2分)用于诊断CE。宫腔镜能提供一些子宫内膜炎的信息,但宫腔镜诊断易受操作者主观判断和仪器设备状态的影响,有时病变轻微不易被察觉,因此宫腔镜检查不能替代组织病理学检查,宫腔镜联合组织病理学检查可提高CE诊断的准确性。
CE具有炎症病理特征和抗生素治疗有效的特点,提示病原体检测能帮助诊断并指导针对性治疗。正常宫腔并不是一个无菌的环境,正常菌群可促进子宫内膜发育利于胚胎植入,只有当存在异常菌群或正常菌群比例失调才会导致内膜炎症损伤[10]。目前尚无公认的“正常”菌群谱,但能肯定乳酸杆菌占主导地位。有研究定义正常菌群为乳酸杆菌属>90%或非乳酸杆菌为主的微生物群<10%[11]。主要致病菌包括大肠杆菌、链球菌、葡萄球菌、支原体等。最早人们试图通过阴道分泌物培养来预测宫腔菌群,但发现阴道样本与子宫内膜细菌培养的一致性较低[12]。因此无法通过下生殖道的微生物培养来推断宫腔菌群,目前建议采用双鞘取样导管,避开阴道宫颈污染,从内管抽取宫腔灌洗液或组织进行微生物培养。据报道,按此法获取培养结果选择敏感抗生素能显著提高CE治愈率[13]。但微生物培养存在部分常见内膜致病原(沙眼衣原体、支原体、淋球菌)不能培养、只有1%的细菌可培养、易被环境细菌污染以及培养结果周期较长等问题。
随着测序技术的飞速发展,微生物基因检测成为病原体诊断的新手段。Moreno等[14]对内膜组织进行9种病原微生物DNA的实时PCR检测,与同时采用3种经典方法(宫腔镜检查、组织病理学检查及微生物培养)诊断CE进行比较,结果表明:病原DNA实时PCR检测与组织病理学诊断的吻合率为46.15%,与宫腔镜诊断的吻合率为58.46%,与微生物培养诊断的吻合率为56.92%,在3种经典方法结果一致阳性的样本中,实时PCR检测具有75%灵敏度及100%特异度[14]。宏基因组高通量测序技术(next-generation sequencing technology,NGS),可以对子宫内膜微生物16s rRNA基因的可变区域进行测定,使得广谱微生物的定性和定量快速分析成为可能。Liu等[15]对不孕患者宫腔灌洗液进行16s rRNA基因靶向扩增后行NGS测序,结果显示CE组乳酸杆菌丰度中位数较非CE组低42.7倍。另有研究表明宫腔灌洗液联合子宫内膜活组织进行NGS检测可以更全面地反映子宫内膜微生物群[16]。虽然测序法非常有前景,但目前尚缺乏其用于CE诊断灵敏度与特异度的研究,另外还存在不能确定病原体是否存活的问题。
2 CE的病因
CE以子宫内膜功能层和基底层发现大量浆细胞为特征,具体病因目前尚不明确。免疫细胞分布异常往往提示免疫反应异常,外源性感染、自身免疫性疾病、组织损伤等均有可能引起。由于抗生素治疗对大部分CE有效,因此大多数学者认为CE由微生物感染引起。公认的致病菌主要包括如链球菌属、大肠杆菌、葡萄球菌、粪肠球菌、支原体、解脲脲原体、变形杆菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌、阴道加德纳菌、棒状杆菌及念珠菌属等[5,17]。Cicinelli等[18]对 438 例经宫腔镜检查诊断为CE的女性及100名非CE女性进行子宫内膜微生物培养,结果显示CE患者子宫内膜培养阳性率为73.1%,其中常见细菌占58%,解脲支原体占10%,衣原体占2.7%,而非CE女性子宫内膜培养阳性率仅为5%。革兰阴性菌外膜的主要成分脂多糖能增强趋化因子,促使B细胞增殖并渗入子宫内膜间质,分化为浆细胞,这也支持CE可能由微生物感染引起。
另外,CE也可能与宫腔粘连、多发性子宫内膜息肉、宫内节育器放置、子宫内膜异位症等因素有关,患有这些疾病的患者CE的发病率均显著高于正常女性[6,18-22],但与CE的因果关系尚不清楚。宫腔粘连患者CE发生率为35.40%[19],多发性子宫内膜息肉CE发生率增加2倍[20],放置宫内节育器后CE发生率为30.00%[23-24]。子宫内膜异位症患者CE的发生率增加2.7倍[18],患者疼痛或异常子宫出血可能部分是CE引起。
3 CE对女性生殖功能的影响与作用机制
大量资料表明 CE 患者不孕率高[3,7,21]、反复种植失败发生率[25-27]和反复妊娠丢失发生率显著增高[6,28],产科和新生儿的并发症发生风险也加大[3,29]。相关机制可能与CE引起的内膜免疫异常、容受分子表达异常、蜕膜化异常和内膜蠕动异常等有关,也与CE患者存在病原菌感染或合并有黏膜下肌瘤、息肉、子宫内膜异位症等有关。
3.1 CE引起子宫内膜免疫状态异常 人子宫内膜中的免疫活性细胞与外周血不同,在整个月经周期中子宫内膜免疫细胞亚群的组成会发生生理性的周期性变化。在卵泡期,T细胞占大多数,NK细胞、巨噬细胞及B细胞占少数;在分泌期NK细胞占30%~40%,且以 CD56+CD16-型为主,T 细胞约占 10%,CD8+∶CD4+T细胞约为3∶1,B淋巴细胞仅占1%[30]。这种周期性变化在子宫内膜组织重塑及受孕过程中起关键作用。
CE患者的子宫内膜免疫细胞分布异常,表现为B淋巴细胞浸润间质、渗透腺上皮细胞进入腺腔,CD3+T细胞增多,CD8+T细胞和Foxp3+调节性T细胞(Treg细胞)比例增加,CD56+CD16-NK细胞减少。这种免疫状态不利于胚胎种植,是反复种植失败的重要原因[31]。
3.2 CE影响子宫内膜容受性 子宫内膜容受态指的是内膜对胚胎植入的短暂接纳状态,也称为种植窗,一般发生在月经周期第20~24天,子宫内膜容受开放与胚胎滋养细胞发育的同步性是决定着床成功与否的关键因素。这一过程需要大量基因动态有序的表达调节,正常内膜具有相应的基因谱周期性改变,而CE患者的内膜容受基因谱表达异常。Di Pietro等[32]比较了16例CE和10名非CE女性植入窗口期的基因表达谱,研究了涉及参与炎症反应、调控增殖和凋亡的相关基因。结果显示,CE患者胰岛素样生长因子结合蛋白-1(insulin like growth factor-1,IGFBP1-1)、BCL-2 和 BAX 表达 上 调,IL-11、CCL-4、IGF-1和CASP8表达下调。这些分子表达对人类胚胎植入过程具有重要影响。
IGFBP-1由内膜间质细胞产生,通过IGF/IGFBP系统调节生殖过程。IGFBP-1增加可以减少IGF-1和IGF-2从而影响内膜蜕膜化。BCL-2属于抗凋亡基因,在正常内膜呈卵泡期高表达、黄体期低表达和月经期极度低表达状态。而BAX与CASP8属于促凋亡基因。抗凋亡和促凋亡因子之比的变化可能会影响胚胎着床和胎盘发育过程中的组织重塑。CE患者促/抗凋亡因子比例失调也解释了其容易发生内膜异常增生及形成微小息肉。IL-11由间质细胞和上皮细胞产生,具有多功能抗炎作用,与滋养细胞早期侵袭、胚胎植入和间质细胞蜕膜化密切相关[33]。CE患者IL-11不足可能导致滋养细胞侵袭力下降影响胚胎植入[32-33]。CCL-4是一种趋化因子,可诱导NK细胞和巨噬细胞从外周血进入子宫内膜[26],CE患者CCL-4表达下调也可能导致胚胎植入失败。
3.3 CE改变子宫内膜蜕膜化过程 蜕膜化是内膜在形态、表达和分泌方式上发生广泛变化以支持胚胎植入、发育的过程,包括间质细胞增殖分化、腺上皮分泌增加、NK细胞聚集及螺旋血管重塑等。蜕膜化是在雌孕激素及其受体周期序贯作用下发生的。蜕膜具有防御氧化应激、促进滋养细胞侵袭和维持妊娠的能力,蜕膜和胎盘共同完成母体和胎儿之间的气体、营养物质和代谢产物的交换,蜕膜化不良与植入失败和妊娠并发症相关[33]。蜕膜能产生大量激素、生长因子和细胞因子,其中催乳素(prolactin,PRL)、促肾上腺皮质激素释放因子(corticotropin releasing factor,CRF)、IGFBP-1、IL-15是重要的蜕膜化标志。
有证据表明CE患者蜕膜化受损。Ticconi等[34]运用实时PCR法检测培养后子宫内膜间质细胞的蜕膜标志物,结果显示来源于CE患者内膜的PRL/IGFBP-1表达量显著低于非CE的对照组。同时还发现CE患者间质细胞中的雌激素受体(estrogen receptor,ER)α/β、孕激素受体(progesterone receptor,PR)A/B表达异常增高,腺细胞中ERα和ERβ的表达也异常增高。而正常情况下,黄体中期间质细胞和腺上皮细胞雌激素受体是显著下调的。这可以推测CE影响了性激素受体的调节而改变了子宫内膜间质蜕膜化。
3.4 CE影响子宫内膜蠕动 子宫不是静止的器官,在整个月经周期中表现出周期性变化的收缩模式。子宫内膜波动(endometrial wave,EW)是子宫运动的特征之一,源自于子宫肌层。雌激素水平升高促进子宫肌层的收缩,孕激素作用导致子宫肌层收缩活性下降[35]。因此EW的振幅、方向和频率发生周期性的变化。顺行性收缩有助于月经碎片的排出,在卵泡早期占主导;逆行性收缩有助于精子向输卵管迁移,在排卵期占主导。在黄体期,几乎没有EW活动。
如同其他中空脏器一样,慢性炎症会改变子宫的收缩模式,导致过度收缩或运动障碍,这可能是CE引起子宫运动异常和痛经的原因之一。Pinto等[35]对45例经宫腔镜诊断为CE的女性在月经周期第11~14天(排卵期)、第19~22天(黄体中期)进行阴道超声检查,观察EW的方向和频率。结果显示CE患者的EW与正常女性有统计学差异,患有CE的女性在排卵期逆行性收缩发生率降低了3.3倍以及在黄体中期出现不必要的收缩,影响精子的迁移及胚泡植入。因此EW的改变可能是导致CE患者不良妊娠结局的原因之一。
4 CE的治疗与疗效
临床目前尚无统一的CE的治疗方案。大量研究表明,抗生素治疗可有效消除间质区的浆细胞,从而改善CE患者的妊娠结局。但临床上对于抗生素的选择、治疗疗程、给药途径等没并有形成统一方案。常用的抗生素包括多西环素、甲硝唑、环丙沙星、左氧氟沙星等。多西环素由于能覆盖普通细菌到支原体的广泛抗菌谱被首选用于治疗CE。目前一线治疗方案为多西环素100 mg,2次/d联合甲硝唑500 mg,2次/d连续口服14 d。如有细菌培养结果则采用针对性抗生素治疗。Jindal等[36]对443例不孕女性进行结核杆菌PCR检测,结果显示其中169例(38.15%)阳性,其余阴性,对阳性者进行抗结核四联治疗6个月后,统计两组患者1年内妊娠率无统计学差异。另一项研究发现抗生素联合地屈孕酮可更高效地治疗CE[37],188例经CD138免疫组化诊断为CE的患者(≥1个浆细胞/10 HPF),随机分为治疗组(多西环素联合地屈孕酮治疗)和对照组(单纯多西环素治疗),结果显示治疗组CE治愈率显著高于对照组。
抗生素以全身系统性给药治疗为主。对于多个疗程全身系统给药无效的,也有报道宫腔局部抗生素给药有效[37-38]。Sfakianoudis等[38]对3例宫腔镜检查诊断为CE且多次体外受精-胚胎移植(in vitro fertilization and embryo transfer,IVF-ET)失败的患者先予以口服抗生素治疗,多疗程治疗无效之后进行宫腔内环丙沙星灌注(200 mg/100 ml,灌注量 3~4 ml/次,1 次/3 d,持续治疗1个月)。这3例患者在治疗后进行组织学检查及微生物培养,均显示子宫内膜炎减轻而后自然受孕。Kuroda等[39]对101例不孕患者进行子宫内膜容受性阵列(endometrial receptivity array,ERA)检测和CD138免疫组化染色,结果显示非CE不孕患者子宫内膜容受率为57.6%,根据细菌培养药敏结果抗生素治疗后治愈的CE患者子宫内膜容受率为50.0%,而CE患者仅15.8%。可见,抗生素可以有效治疗CE,并能有效改善妊娠结局,但应用方案和复查时机在不同报道中各不相同,需进一步探讨规范化方案。另外,也有个案报道了采用宫腔内自体富含血小板血浆输注成功治疗抗生素治疗无效的CE患者,CE治愈后成功妊娠分娩[40]。
5 小结
CE是以内膜间质浆细胞浸润为病理特征,以病原菌感染为主要病因的慢性内膜局部炎症,与生殖不良结局密切相关。虽然目前缺乏CE公认的诊断标准及治疗方案,对于生殖失败患者,尤其是原因不明性不孕、多次高质量胚胎移植失败或复发性流产患者,有必要积极排查子宫内膜炎并进行相应治疗。AI辅助病理学诊断和高通量内膜菌群测定等先进技术的发展有望实现CE的快速精确诊断。现阶段对于CE的确切诊断标准和治疗规范化还有待于更多高质量临床循证医学证据的积累。