细胞因子与妊娠相关疾病的研究进展

沈 平,谢蕙霞,韩 如,3,吕 群△

(1.成都中医药大学，四川 成都 610075；2.四川省医学科学院·四川省人民医院生殖中心，四川 成都610072；3.成都医学院，四川 成都 610500)

最近，越来越多的研究发现辅助性T细胞(Th)1/Th2/Th17/调节性T细胞(Treg)细胞因子谱平衡在胚胎着床和正常妊娠维持中具有重要的作用，其细胞因子谱平衡的破坏，会引起反复着床失败、复发性流产、妊娠期糖尿病、子痫前期等妊娠相关疾病。现就Th1/Th2/Th17/Treg细胞免疫失衡及其细胞因子表达紊乱在妊娠相关疾病的作用予以综述，为预防产科并发症的发生及其治疗提供一个新的临床防治视角。

1 Th1/Th2/Th17/Treg细胞因子的分类及生物学作用

根据细胞的表面标志物，T淋巴细胞主要分为CD8+细胞毒性T淋巴细胞，CD4+辅助性T淋巴细胞以及CD4+CD25+T淋巴细胞(Treg细胞)，其中CD4+辅助性T淋巴细胞又主要分为Th1、Th2、Th17细胞[1]。Th1型细胞分泌多种细胞因子，主要有白介素(IL)-2、肿瘤坏死因子(TNF)-α、干扰素(IFN)-γ，主要介导细胞免疫，参与促炎反应；Th2型细胞主要分泌IL-4、IL-5、IL-6、IL-10、IL-13,主要介导体液免疫，参与母胎免疫耐受以及抗炎反应[1]；Th17主要分泌IL-17、IL-21、IL-22、IL-23,参与促炎反应，主要与自身免疫性疾病相关；Treg细胞主要分泌IL-10、IL-35、转化生长因子(TGF)-β，参与母胎免疫耐受，维持正常妊娠[2]。Th1/Th2/Th17/Treg细胞因子可以通过影响母体的免疫系统，调节母胎界面的血管生成等，在妊娠的各个时期均起到了重要的作用。

2 Th1/Th2/Th17/Treg细胞因子与正常妊娠

Th1/Th2、Th17/Treg细胞平衡被认为是胚胎着床，胎盘形成和妊娠维持的关键。子宫内膜“种植窗”期出现特有的免疫细胞聚集，此时局部免疫几乎完全由Th1细胞转变为Th2细胞，这种转换对胚胎种植至关重要，允许子宫内膜容受性机制的形成，促进免疫耐受和血管生成[3]。Fedorka等[4]发现进行辅助生殖技术(ART)助孕的女性，胚胎移植日的子宫内膜Treg细胞数目与妊娠结局相关，Treg细胞浓度更高的女性，其着床率更高。但是子宫局部的T淋巴细胞与血液中的T淋巴细胞并不平行。Th17细胞在蜕膜中几乎不存在，而Th2细胞在血液和蜕膜中的频率相似，而Th1细胞在蜕膜中比血液中细胞数更多。有研究证实正常健康女性患者，在妊娠期间，血液中的Th1细胞下调，Th2细胞上调，Th2细胞占优势被认为是胎儿存活的关键；血液中的Treg细胞随着孕周逐渐增加，在孕中期达到峰值；血液中的Th17细胞水平在妊娠期间一直未改变，且处于较低水平。

与健康未孕女性相比，健康女性妊娠后胎盘组织诱导Treg细胞扩增，同时增加子宫局部IL-4、IL-10的产生，但不诱导IL-6、IL-8、IL-17、IFN-γ的产生；妊娠后血清IL-4、IL-10、IL-35、TGF-β水平升高，血清IL-2、TNF-α、IFN-γ的浓度降低[5,6]，血清及子宫内膜局部的细胞因子变化均表示为Th2及Treg细胞反应占优势，从而维持滋养层细胞的功能和抑制绒毛间隙炎症，维持妊娠的正常进行。但是细胞因子谱在孕期是动态变化的。正常育龄女性，其子宫内膜局部的IL-13在月经周期的增殖晚期及分泌早中期达到峰值，从而使子宫内膜处于最佳的容受状态。Pavlov等[7]研究发现孕9周后胎盘组织TNF-α浓度会随着孕周而增加，IFN-γ水平随着孕周而降低，McHunu等[8]认为妊娠11-12周时，血清TNF-α浓度开始升高。TNF-α与IL-10在妊娠期间的作用似乎是相互拮抗的。孕早期血清以及胎盘组织中的IL-10分泌开始持续升高，且在整个妊娠期间都处于较高水平，TNF-α、IL-10在胚胎着床及妊娠维持具有重要的作用，TNF-α/IL-10比率增高会引起着床失败、自然流产、妊娠期糖尿病等相关疾病；IL-6水平在孕早中期保持不变，妊娠晚期子宫内膜组织中的IL-6分泌增加，到足月时下降[9]。Th1/Th2/Th17/Treg细胞因子谱在种植窗口期及孕期发生动态变化，但具体的细胞因子孕期变化趋势以及血清和子宫内膜局部的浓度关系还存在诸多争议，仍需进一步的探讨研究。

3 Th1/Th2/Th17/Treg细胞因子与复发性流产(RSA)

导致RSA的病因复杂，越来越多的研究发现其与免疫因素相关。与健康妊娠女性相比，不明原因复发性流产患者(URSA)蜕膜的Th1、Th17细胞数增加，Th2、Treg细胞数量减少，Th1/Th2和Th17/Treg比例增高，抗炎过程受到抑制，母胎免疫耐受异常，从而诱导流产的发生[10]。健康女性，其外周血的Treg细胞在卵泡晚期开始扩增，黄体期急剧下降，但RSA患者Treg细胞在卵泡期及黄体期均较低，且蜕膜组织的Treg细胞免疫抑制能力减弱，免疫调节功能缺陷[11,12]，从而诱导流产的发生，因此增加RSA患者Treg细胞的数量，改善其功能可期成为RSA患者潜在的治疗靶点。

与正常妊娠女性比较，RSA患者外周血IL-6、IL-17、TNF-α、IFN-γ水平升高，IL-4、IL-10、IL-35、TGF-β水平明显降低[13,14]；蜕膜组织中的IL-6、IL-17、TNF-α、IFN-γ表达显著较高，而IL-4、IL-10、TGF-β的表达显著较低[15]。子宫局部及外周血的Th1/Th2、Th17/Treg细胞比例失调，促进炎症反应、免疫紊乱，影响胚胎着床，破坏母胎界面的免疫耐受，诱导滋养细胞凋亡，引起胎盘损伤，最终发生妊娠丢失。虽然外周血与蜕膜组织中细胞因子的关系尚未明确，但是否可以通过监测外周血中细胞因子浓度来评估RSA的临床妊娠结局及疗效，现仍需大样本、多中心的临床研究。一项动物实验发现，移植CD4+CD25+或可产生TGF-β1的Treg细胞，可以增加Th2细胞因子的分泌和减少Th1型细胞因子的分泌来预防小鼠的自然流产，因此移植Treg细胞似乎可作为RSA患者新的治疗临床策略，但目前还须进一步深入探讨。

4 Th1/Th2/Th17/Treg细胞因子与反复着床失败(RIF)

RIF患者“围着床期”子宫内膜及蜕膜中Th1型细胞的比率及Th1型细胞因子均较正常妊娠者明显升高[3]；子宫内膜中Th1型细胞因子高表达可引起细胞凋亡，对胚胎着床产生不利影响，从而干扰胚胎着床。此外，RIF患者外周血和子宫内膜Th17细胞数量也均显著高于正常妊娠者，Treg细胞数量减少[16]。Treg对于早期妊娠的建立至关重要，RIF患者Treg细胞数量减少、功能缺陷，可能是由于反复植入失败而导致不孕的潜在原因，也许可以通过改善Treg细胞功能及数量来提高母亲对胚胎植入的免疫耐受性，改善RIF患者临床妊娠结局。Th1/Th2、Th17/Treg比例失调导致母体免疫紊乱，诱导母体对滋养层细胞产生细胞毒作用，影响胚胎着床及发育，导致胎盘损伤及流产，最终发生反复种植失败。

研究发现，81.7%的RIF患者存在子宫内膜免疫功能失调。患者子宫内膜局部的IL-2、IL-6、IL-17、IL-23水平显著升高[17]；外周血IFN-γ/IL-4、IFN-γ/IL-10、IFN-γ/TGF-β1、IL-6/IL-10、IL-6/TGF-β1、和TNF-α/TGF-β1的比值均高于正常成功妊娠女性。因此RIF患者宫腔局部及外周血的细胞因子均向促炎因子表达，虽然其促炎因子转变的具体作用机制还未明确，但细胞因子谱的改变可以通过多种机制影响胚胎着床，因此可以考虑联合监测RIF患者外周血的Th1/Th2/Th17/Treg细胞因子谱来预测其临床妊娠结局，为临床治疗提供理论依据。

5 Th1/Th2/Th17/Treg细胞因子与妊娠期糖尿病(GDM)

GDM的特点不仅是胰岛素抵抗和葡萄糖耐量增加，还表现为轻度全身炎症和免疫系统失调。妊娠早期Treg细胞以通过抑制促炎反应来减少孕妇GDM发生的风险，因此怀孕早期Treg细胞的失调增加了妊娠晚期发生GDM的风险。孕3月时，GDM患者外周血Th1/Th2、Th17/Treg细胞比例开始增加，且这种免疫失衡状态会维持至产后六个月，因此对于GDM患者的管理应从孕早期开始预防，并持续至产后六月。

GDM女性其外周血IL-2、IL-35和IFN-γ浓度降低，IL-6、IL-10、IL-17和TFN-α水平显著升高[18,19]。从孕11-14周时GDM患者的IL-6、TNF-α浓度开始升高，这可能与糖代谢异常相关，而这种相互促进作用会刺激机体释放更多的TNF-α和IL-6，提示IL-6和TNF-α可能在妊娠期糖尿病的进展中起到了重要作用[20]。但目前尚未相关研究证实孕早期的血清IL-6、TNF-α可以作为孕晚期发生GDM的预测因子，以及目前Th1/Th2/Th17/Treg细胞因子谱与GDM的相关性及显著性还需进一步的大样本多中心临床研究证实。

6 Th1/Th2/Th17/Treg细胞因子与子痫前期(PE)

PE是一种妊娠期高血压疾病，是孕产妇围产期死亡的主要原因之一。研究发现免疫紊乱在PE的发病过程中也起到了至关重要的作用。PE患者胎盘组织中Th1/Th2比例以及Th17/Treg细胞比例增加。除了胎盘局部的炎症反应外，子痫前期全身也处于轻度的炎症状态。PE患者外周血Treg细胞数量减少，Th17细胞数量增加，Th17/Treg细胞比例升高，Th1/Th2细胞比例升高，Th1/Th2/Th17/Treg细胞向Th1、Th17型免疫应答的失衡，促使机体处于免疫失衡及轻度炎症状态。研究证实，Th17细胞是与子痫前期相关的异常NK细胞激活的中介，Th17细胞可以诱导循环和胎盘中NK细胞的细胞毒性激活，并与动脉压升高、循环和胎盘炎性细胞因子、胎盘氧化应激和胎儿死亡有关[21]。刺激内源性Treg细胞后可以降低PE大鼠血管活性因子，如血管紧张素II1型受体自身抗体(AT1-AA)、内皮素-1(ET-1),改善了胎盘因为高血压导致的缺血反应[22]。因此刺激激活内源性Treg细胞可期成为PE患者未来的临床治疗策略，从而减少其临床并发症，降低产妇围产期死亡率，改善其临床预后。

与健康妊娠女性相比，PE患者胎盘组织中的TNF-γ、TFN-α、IL-6水平显著升高，IL-10显著降低[23,24]；外周血的TNF-γ、TFN-α、IL-6、IL-17水平显著升高，IL-4、IL-10、IL-35水平降低。血清TNF-α、IL-6水平与PE患者的血压呈正相关，轻度子痫前期患者血清TNF-α与正常人相似[25]，因此TNF-α、IL-6可以作为预测妊高征严重程度及预后的潜在指标。IL-4可以降低子宫灌注压(RUPP)大鼠的炎症反应，改善Th2细胞数量，最终改善妊娠期胎盘缺血引起的高血压[26]。TNF-α、IL-6可以诱导ET-1的产生，且IL-6可以促进ATI-AA受体的产生，从而导致PE。TNF-α拮抗剂可降低血压，改善炎症和胎盘缺血。妊娠期间同时使用外源性IL-4和IL-10可以使免疫细胞亚群正常化，并防止母体免疫系统激活引起的PE。因此增加外源性的细胞因子及细胞因子拮抗剂可期成为PE新的临床治疗手段。但另有研究发现PE患者与血压正常的妊娠女性相比，IL-6、IL-4和IFN-γ在母体血清、脐带血及胎盘组织中的水平无差异[24]。因此Th1/Th2/Th17/Treg细胞因子谱与PE的严重程度是否具有相关性以及在子痫前期的病理生理中是否存在作用还有待进一步深入研究；是否可以通过开发Th1/Th2/Th17/Treg细胞因子模型来预测PE病情;未来的努力可能是将整体免疫偏向从Th1优势转向Th2优势，Th17优势转向Treg优势，这可能为未来对妊娠并发症妇女的治疗和预防干预奠定基础，也为其他免疫疾病的治疗铺平了道路。

7 小结

妊娠过程是一个精细冗杂的过程，Th1/Th2/Th17/Treg细胞因子谱的平衡在胚胎的着床，妊娠的维持及孕期的产科并发症中具有关键作用，孕早期检测蜕膜及胎盘组织中的细胞因子可以有效预测产科并发症的发生，但是妊娠期胎盘及蜕膜组织取材困难，标本无法获得，而外周血的标本较易获得，因此外周血的细胞因子与胎盘局部的细胞因子是否存在相关性，是否可根据外周血细胞因子水平间接推测胎盘组织中的细胞因子，是否可以在孕早期更具外周血的细胞因子浓度预测产科并发症的发生，还有待进一步深入研究。Th1/Th2/Th17/Treg细胞因子谱平衡破坏可以引起胚胎停育、RIF、GDM、PE等多种产科并发症，但其作用的病理生理机制还有待进一步的深入研究。研究证实补充IL-4、IL-10可以有效减少产科并发症，因此可将抗炎细胞因子作为治疗药物，用于预防产科不良妊娠结局，但目前研究较少，缺乏有效的循证学依据，可期成为未来的研究方向。