半乳糖凝集素-9在产科疾病中的研究进展

王丽娜 综述 关红琼 审校

海南医学院第二附属医院，海南 海口 570226

妊娠严格意义上是一次半同种异体移植，通过母体对胚胎的免疫耐受使得胚胎能在母体中生长发育，因此，母体与胚胎得免疫系统调节在正常妊娠中起关键作用。母体和胚胎的免疫系统调节发生紊乱将造成严重后果，包括自然流产、胎儿生长受限、早产或妊娠子痫等。在自身免疫性疾病的患者中，在妊娠时更易导致病态妊娠。许多关键的免疫细胞(自然杀伤细胞、巨噬细胞和T细胞)在妊娠过程中发挥着重要作用。在产科，半乳糖凝集素-9(Galectin-9，Gal-9)既参与了正常妊娠的维持，又与自身免疫性疾病相关。Gal-9在产科疾病中介导的一系列相关通路值得进一步研究。

1 Gal-9与T细胞免疫球蛋白及黏蛋白域分子-3

半乳糖凝集素(Galectin)类通常以非共价与糖类特异性结合，具有高度保守的碳水化合物识别域(CRD)，有沉淀聚糖且能作用于复合糖及凝集细胞的糖蛋白。最初，WADA等[1]利用引物聚合酶链反应和克隆技术从胎鼠组织中分离出Gal-9。Gal-9主要分布在一些器官、组织、细胞中高表达，在子宫亦有表达。研究发现人类的Gal-9基因定位于染色体17q11.1，转录长度约1.7 kb，是半乳糖家族成员之一，包含11个外显子，相对分子量为36 000[2]。Gal-9为半乳糖凝集素中的一种，其由两个结构域构成，分别为N-末端糖识别结构域(N-CRD)和C-末端糖识别区域(C-CRD)，两者通过一条肽链相连，具有β-半乳糖结合活性，主要对T淋巴细胞的受体识别及死亡信号的启动起决定性作用[3]。众多研究表明Gal-9是一种参与多种免疫反应的多效性调节分子。Gal-9包含两种表达方式，分别为膜结合型和可溶型。研究表明Gal-9诱导活化T淋巴细胞凋亡与其结构特点有关[4]。Gal-9在细胞的分化、促进细胞成熟、趋化、激活、黏附、聚集和凋亡等方面起到重要的作用，与许多临床疾病相关，如：自身免疫性疾病、肿瘤及病态妊娠等。Gal-9在自身免疫性疾病中发挥抗纤维化作用，促进相关T淋巴细胞凋亡，其浓度与疾病的活动性有关，还调节巨噬细胞等免疫细胞的功能。Gal-9通过诱导产生干扰素-γ(interferon-γ，IFN-γ)和白细胞介素17的T细胞凋亡来发挥免疫作用；在许多炎症细胞中均可检测到Gal-9的表达，例如：血管内皮细胞、巨噬细胞等[5]。Gal-9的凝血功能因其两个CRD结构具有糖结合特性而获得。研究显示Gal-9可引起嗜酸性粒细胞与黑色素瘤细胞的聚集，因此，Gal-9具有比较强烈的嗜酸性粒细胞趋化活性[6]。有研究证明，Gal-9的细胞凋亡功能与其β-半乳糖苷的结合息息相关。

T细胞免疫球蛋白及黏蛋白域分子-3(T cell immunoglobulin and mucin domain，Tim-3)是一种负性共刺激分子，属于T细胞免疫球蛋白及黏蛋白分子家族一员。Tim-3在T细胞上表达，在巨噬细胞、NK细胞等也有表达。Tim-3主要表达在活化的Th1细胞表面，与天然型配体Gal-9结合参与适应性负性免疫调节。Gal-9可通过Gal-9/Tim-3途径发挥生物学作用和通过钙-钙蛋白酶-caspase-1[7-8]途径调节细胞凋亡。研究表明，Tim-3在人脐静脉内皮细胞中过表达，体外检测到Tim-3通过激活细胞周期蛋白D1促进细胞增殖、迁移、侵袭和管形成[9]。Tim-3可能促进血管生成，抑制血管内皮细胞紧密连接的形成。

2 Gal-9与正常妊娠

在正常妊娠中，蜕膜的免疫细胞包括蜕膜自然杀伤细胞、蜕膜巨噬细胞和T细胞，蜕膜中的免疫细胞通过分泌其他免疫细胞及细胞调节因子参与调节滋养层细胞的侵袭、血管生成、螺旋动脉(SA)重构和诱导免疫耐受。1993年WEGMANN等[10]学者首次提出妊娠是一种“Th2现象”，证明Th1/Th2的动态平衡对维持正常妊娠起到重要作用。在正常妊娠时Th2占优势，Th1细胞因子不利于妊娠，体内Th1/Th2细胞因子平衡被打破，并向Th1偏移将导致妊娠失败[11]。进一步研究发现，在母体与胚胎的微环境中，免疫耐受失衡会引起许多免疫细胞的激活，使Th1/Th2/Th17细胞比例发生偏移，进而导致滋养细胞受损、炎症反应被激活等，严重者可导致妊娠失败。研究表明，正常妊娠时，Th17/Treg细胞可维持相对平衡，当Th17细胞升高，平衡被打破，因此，在复发性流产中可发现“高Th17低Treg”现象，所以在治疗上应使Th17/Treg的平衡向Treg偏移。经研究总结得出了调节母体免疫平衡和母胎之间双向免疫平衡理论机制，又称“Th1/Th2/Th17/Treg平衡模式”。在妊娠微环境中存在Th1/Th2/Th17/Treg动态平衡，其产生免疫耐受进而维持正常妊娠。若平衡持续被打破，未得到纠正，则会引发生化妊娠、复发性流产，甚至导致不孕等可能。Tim-3主要表达在Th1细胞和Th17细胞。张茜等[12]在研究Gal-9对CD4+T细胞亚群Th1/Th2/Th17/Treg细胞免疫平衡时发现，Gal-9能诱导Th1细胞和Th17细胞凋亡，还能促进Treg细胞的分化与增殖，而其对Th2细胞无明显影响，可能与Th2细胞表面缺乏Tim-3受体有关[11]。文献报道，Gal-9之所以抑制Th1细胞反应是由于Gal-9与Tim-3的结合，引发钙内流，抑制Th1细胞聚集和凋亡，达到抑制其免疫反应作用[13]。Th1细胞表面发现Tim-3受体而Th2细胞表面无Tim-3受体，Gal-9可诱导Th1细胞凋亡而Th2细胞并不受Gal-9的影响，表明当缺乏Tim-3受体时，Gal-9无法启动相关凋亡途径；此外，Th2细胞表面发现a-2,6唾液酸表达极高，a-2,6唾液酸具有阻止Gal-9与多聚糖受体结合功能，抑制细胞死亡[13-14]。ZHOU等[15]研究表明，Tim-3/Gal-9通路在调节蜕膜自然杀伤细胞(decidual natural killer cells，dNK)的功能起重要的作用，而dNK对维持正常妊娠至关重要。

3 Gal-9与异常妊娠

3.1 Gal-9与子痫前期 子痫前期(preeclampsia，PE)是一种多系统疾病，发病率在2%~8%，是产妇和围产期发病率和死亡率的主要原因之一[16]，子痫前期一般发生在妊娠第20周以后，因胎盘滋养细胞侵袭不足而发生，主要表现为子宫螺旋动脉重塑受阻、局部微环境改变，一系列体液因子被释放，最后导致孕产妇高血压、蛋白尿、水肿等多系统器官的损害。国内外许多学者认可子痫前期发生3阶段假说[17]：①同种异体移植；②子宫螺旋动脉重塑失败和胎盘着床不佳；③胎盘血流灌注不足，最终导致子痫前期的发生。JABERIPOUR等[18]研究证实，在子痫前期中，Th17介导的免疫反应显著加强，然而Treg等细胞的数量和功能可能会抑制Th17介导的炎症反应。MIKO等[19]研究表明，在子痫前期中发现Tim-3/Gal-9通路改变导致全身炎症反应增强，包括参与PE发病的淋巴细胞的激活。薛闪辉[20]通过Gal-9/Tim-3在正常妊娠孕妇胎盘组织及重度子痫前期患者胎盘组织表达差异中发现Gal-9、Tim-3在重度子痫前期呈高表达。HAO等[21]研究发现，PE患者蜕膜组织和外周血单核细胞中Tim-3/Gal-9的表达水平比健康孕妇组升高。研究发现，Gal-9使巨噬细胞向M2极化转移，使蜕膜组织巨噬细胞功能障碍，Tim-3表达增加，伴促炎细胞因子减少，抗炎细胞因子增加[22]。最新的研究表明，Tim-3表达在PE患者的单核细胞骨髓源性抑制细胞(monocytic-myeloid derived suppressor cells，M-MDSC)起源于骨髓干细胞家族的异质免疫细胞)高于健康对照组的M-MDSC。同时，作为Tim-3配体的Gal-9在PE患者胎盘中的表达增加。PE患者的M-MDSC表达较高水平的IFN-γ和较低水平的转化生长因子-β[23]。此外，研究还表明，阻断Tim-3可以减弱MDSC的抑制功能。目前PE的发病机制尚待明确，PE中巨噬细胞不良极化及MDSC的免疫调节异常可能引起母体异常免疫应答，其原因可能是Tim-3/Gal-9通路改变所介导。

3.2 Gal-9与系统性红斑狼疮合并妊娠 系统性红斑狼疮(systemic lupus erythemato-sus，SLE)是免疫性炎症中的一种，其发病机制简单概括为外来抗原(如病原体)与自身抗体结合引起B细胞的活化，抗原提呈细胞将抗原呈递给T细胞，T细胞活化引起B细胞产生浆细胞，浆细胞产生多种自身抗体，造成组织损伤。在系统性红斑狼疮中，Gal-9促进相关T淋巴细胞的凋亡进而发挥其免疫调节作用。研究发现，在系统性红斑狼疮的患者血液中，CD4+及CD8+T细胞表面的Tim-3和Gal-9 mRNA在表达上调。研究证实，SLE患者的IFN-调血清水平降低，Th1细胞免疫反应被抑制，其可能通过Gal-9/Tim-3通路完成[24]。因此，Gal-9/Tim-3与SLE发生发展密切相关，但其具体作用靶点还需大量临床研究。Gal-9也可不依赖Tim-3抑制Th17的发展。妊娠期间Th1/Th2/Th17/Treg平衡模式与Gal-9的调节有关，SLE也与Th1、Th17相关。所以，Tim-3/Gal-9通路在SLE合并妊娠如何发挥作用，更需深入的研究才能发现。

3.3 Gal-9与产科抗磷脂综合征 抗磷脂综合征(antiphospholipid syndrome，APS)是一种系统性自身免疫病，与抗磷脂抗体(antiphospholipid antibodies，aPL)密切相关。主要表现为反复动静脉血栓形成、病态妊娠、血小板减少等的一组临床症候群[25]。诸多研究者认为，APS在产科疾病的发病机制为：aPL促发因炎症因子释放，使胎盘微血管血栓形成，引起子宫胎盘血管阻塞，造成胎盘供血供氧不足；且胚胎滋养层细胞补体相关抑制蛋白不能抵挡补体介导的免疫攻击，最终导致胎儿缺血、缺氧、死亡、流产等病态妊娠的发生。研究表明抗磷脂抗体可影响母体的辅助性T细胞中Th1/Th2的动态平衡，造成机体免疫平衡紊乱。而最新的研究表明，Gal-9与疾病活动性相关，是检测系统性红斑狼疮和抗磷脂综合征干扰素特征的一种强效且易于测量的血清生物标志物，优于其他疾病活动的标志物[26]。Gal-9在SLE和APS患者中升高，并与包括SLE等在内的疾病活动体征相关[27]。由此推测，APS可能由aPL经Gal-9/Tim-3途径影响Th1/Th2的动态平衡，从而导致动静脉血栓形成、病态妊娠、血小板减少的发生。

4 展望

综上所述，Gal-9在妊娠期疾病及一些免疫性疾病合并妊娠起重要的作用，Gal-9在孕妇的体内异常表达则会引起妊娠的失败。但Gal-9在PE、SLE、APS等疾病的作用机制尚未明确，后续需要大量深入的研究。明确Gal-9在整个妊娠过程中的作用机制，确保妊娠的维持直至健康分娩。Gal-9在产科中将有可能成为相关疾病预防和治疗的新靶点，为将来以Gal-9为基础的各种疾病的临床策略铺平道路。