胎盘免疫与妊娠并发症及防控研究进展

张晓卿，高路,2,3*

母胎界面主要由母体蜕膜基质细胞、侵入胎盘的胚外滋养层细胞和母体免疫细胞组成，是妊娠期母胎相互作用的重要媒介。成功妊娠依赖于母胎界面的免疫稳态维持，先天免疫细胞和适应性免疫细胞在支持胎盘发育、维持母胎免疫耐受以及调控分娩过程的炎症反应中均发挥着重要作用[1-2]。这些免疫细胞的异常与妊娠并发症的发生发展密切相关。本文将针对胎盘免疫与常见妊娠并发症如子痫前期、妊娠糖期尿病、胎儿生长受限、流产和早产等的关系进行综述，并重点介绍近年来从胎盘免疫调控角度对妊娠并发症进行防治的研究进展，有助于更深刻全面地了解妊娠并发症的发生发展机理，同时为改善围产期不良结局提供新的理论依据。

1 胎盘免疫与子痫前期及其防控

1.1 胎盘免疫与子痫前期

子痫前期是一种潜在危及母亲和胎儿生命的严重妊娠并发症。普遍认为是组织缺氧和氧化应激导致抗血管生成和促血管生成途径失衡以及母体处于促炎状态所引起的。近十几年来，大量研究发现，无论是患者还是动物模型中，免疫系统均参与了子痫前期的发生。先天免疫细胞，如uNK(uterine NK)、巨噬细胞等在滋养层细胞侵袭和螺旋动脉重塑中发挥着重要的作用[3]。uNK细胞数量的减少与螺旋动脉重塑减少相关，促使胎盘分泌各种炎症因子、抗血管生成因子以及其他破坏性因子，导致母体产生广泛炎症反应、内皮细胞功能障碍，最终发生子痫前期[4]。由于使用实验方法或者抗体的不同，不同的研究团队对子痫前期胎盘中巨噬细胞数量变化的观察存在差异[1]。在子痫前期患者的螺旋动脉周围发现巨噬细胞数目增加，尤其是M1巨噬细胞，促进了胎盘炎症反应和抑制抗炎因子的分泌。另外，与M2巨噬细胞条件培养基相比，M1巨噬细胞条件培养基抑制滋养层细胞的迁移和滋养层细胞微管的形成[5]。然而，目前尚不清楚巨噬细胞数量增加和激活是子痫前期的原因还是结果。

对适应性免疫细胞而言，正常妊娠期间，由于孕酮和细胞因子如IL-4分泌增加，Th1/Th2平衡更趋于Th2亚型为主。而在子痫前期患者外周血和母胎界面的干扰素γ(interferon γ，IFN-γ)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)、白介素-1β(interleukin-1β，IL-1β)和 IL-2水平升高，提示Th1细胞可能在全身炎症反应中发挥主导作用，进而导致胎盘受损、胎盘血管内皮功能障碍而诱发子痫前期[6]。Treg可能通过分泌自身抗体明显抑制B细胞的增殖，也可以通过多种机制抑制Th1和Th17的活化和增殖来发挥免疫抑制作用。研究显示，子痫前期患者的外周血和子宫内膜Treg数目明显下降，导致全身炎症反应的增强，这可能是子痫前期发生的另一个诱因[3,7]。有研究报道，滋养层细胞异常高表达CD81，干扰母胎界面微环境Treg和Th17平衡，促使IL-6分泌增加，诱导子痫前期发病[8]。

因此，无论是先天性免疫系统还是适应性免疫系统，在胎盘免疫耐受微环境的维持中均发挥着至关重要的作用。胎盘免疫细胞数量或功能异常可导致母胎界面免疫耐受环境被打破，引起胎盘或全身炎症反应，进而导致子痫前期。

1.2 子痫前期的免疫学防控

许多具有抗炎作用和免疫调节特性的药物被用于预防或者正在用于研究治疗子痫前期。目前，最为明确的循证预防治疗是应用小剂量阿司匹林。阿司匹林可抑制前列腺素A2，被认为可改善滋养层细胞侵入子宫螺旋动脉并降低合体滋养细胞补体C3和因子B的表达。这种干预措施一般是用于具有较高子痫前期风险的早产[9]。肝素和低分子量肝素也可能通过改善子宫动脉血流量和降低滋养层细胞释放补体C5a改善免疫功能[10]。1例HELLP综合征的病例报告显示，依库珠单抗可以改善试验参数和延长妊娠期[11]，最近正在招募志愿者(23～28周孕妇伴有HELLP综合征)进行I期临床试验。Zilucoplan是补体C5a的小分子抑制剂，也可能具有治疗HELLP或子痫前期的潜力[9]。

其次，一些免疫调节的策略正在应用于预防或治疗子痫前期。鉴于子痫前期中Treg功能障碍和 IL-6分泌异常[8]，因此，有可能通过改善自身Treg的功能作为预防或治疗子痫前期的一种策略。比如，通过生活方式干预(如日光浴、运动)增加内源Treg细胞的数量和功能，或通过药物降低IL-6分泌，从而抑制STAT5信号通路的转导，进而增加Treg的活性[7]。

此外，胎盘生长因子(placental growth factor，PIGF)是血管内皮生长因子(VEGF)家族的一员，主要表达于胎盘，可以与血管内皮生子因子受体-1(VEGFR-1)或fms相关酪氨酸激酶-1(FLT-1)及可溶性sFLT-1结合[12]，具有促进胎盘血管生成的作用，并支持滋养层的生长。PIGF在子痫前期的预测、诊断和治疗中发挥着越来越重要的作用。在不同的啮齿类动物模型中，通过腺病毒转染小鼠增加sFLT-1构建子痫前期模型，腹腔给药PIGF-2两天后，可降低小鼠的高血压，但不降低蛋白尿；在大鼠子痫前期模型中，通过腹腔内渗透泵连续输注重组人PIGF(rhPIGF)，不仅可以降低血压、蛋白尿和提高肾小球滤过率，还可以降低氧化应激的标记物表达，且sFIT-1水平也显著下降[13]。同样，在子痫前期的非人灵长类动物模型中，注射rhPIGF可降低血压和蛋白尿[14]。因此，未来临床使用PIGF治疗子痫前期是一种潜在的治疗方案，但是还存在很多不确定性，需要进一步的研究探索。

2 胎盘免疫与早产和流产及其防控

2.1 胎盘免疫与早产和流产

胎儿过早娩出是发病率较高的妊娠并发症之一，根据娩出时间的不同，可分为流产和早产，目前研究发现二者均与胎盘免疫异常密切相关。

2.1.1 胎盘免疫与早产 小鼠模型中，巨噬细胞被认为是诱导足月产和早产的重要细胞类群，可能通过分泌炎症因子如TNF-α、IL-1、IL-6、IL-8和MMP促进早产的发生[15]。脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)诱导的早产模型中，anti-F4/80抗体耗竭巨噬细胞可以消除早产效应。此外，补体激活在早产的发生中起着重要的作用。在小鼠和人的自发性早产中，补体产物C3a、C4a和 C5a的分泌明显增加。C5a补体的激活依赖于巨噬细胞MMP9的释放和宫颈重塑，而C5a受体敲除的小鼠，可以消除由LPS和RU486诱导的早产表型[16]。

除了先天免疫系统，适应性免疫反应在早产发生中同样发挥着重要作用。据报道，与足月产相比，早产女性外周血Treg抑制功能明显降低，而Treg细胞数量或功能降低通常与Tcon/Teff活化增加有关[17]。蜕膜中效应记忆CD4+T细胞和CD8+T细胞富集，提示这些细胞在早产母胎界面促发更强的潜在炎症反应[18]。值得注意的是，随着妊娠时间增加，伴有胎盘炎症早产女性的壁蜕膜耗竭CD4+T细胞(PD-1+TIM-3+CTLA4-LAG-3-)比例增加，而这一亚群在基蜕膜比例下降[19]。离体实验显示，耗竭T细胞可以诱导TNF-α和IFN-γ分泌，提示这类群细胞在胎盘发生炎症反应时可能会恢复其效应功能[19]。Rag1-/-小鼠(T细胞和B细胞均敲除)模型中，LPS诱导的早产更为敏感并明显增加。若在妊娠中期，过继移植CD4+T细胞，可以缓解LPS诱导的早产[20]。与之相反，anti-CD3抗体可以激活Teff细胞，释放局部或全身促炎因子，如IL-6和IFN-γ，从而引发早产。

总之，激活的记忆T细胞和效应T细胞可能介导炎症反应促进早产的发生，而Treg则通过拮抗耗竭T细胞和Teff细胞发挥抑制炎症反应的作用。但是，T细胞调控正常分娩和早产的具体分子机制尚不明确。

2.1.2 胎盘免疫与流产 据报道，自发性和复发性流产孕妇的蜕膜免疫学特性发生改变。dNK细胞过度募集或细胞毒活性增强与植入失败和复发性流产相关。促炎和抗炎T细胞反应失衡，如局部和全身的Th17/Treg比例改变，子宫内膜Treg转录因子Foxp3降低等均会导致复发性流产[21]。在复发性流产女性子宫内膜中，耐受性DC显著减少，干扰植入并导致早期胚胎吸收(相当于小鼠流产)，这种现象与蜕膜受损和血管扩张减少相关[22]。免疫调节机制破坏也与流产有关。母体杀伤细胞免疫球蛋白样受体(killer Ig-like receptors，KIRs)和胎儿白细胞抗原C(human leukocyte antigen C，HLA-C)突变、HLA-G的表达降低、B7共刺激通路表达和介导凋亡TNF亚家族成员表达的改变、吲哚胺2，3-双加氧酶水平的显著降低等均与流产有关[21,23]。

2.2 早产和流产的免疫学防控

尽管近十年对早产机制进行了深入的探索，然而迄今为止，早产的治疗选择很少。目前，临床上预防早产的方法主要包括补充黄体酮、宫颈环扎术和使用宫颈托等，但治疗效果有限，特别是对多胎妊娠疗效欠佳[24]。近年来的研究多集中在设计靶向免疫介质来预防早产。Toll样受体(Toll-like receptors，TLR)拮抗剂纳洛酮，是一个非阿片受体拮抗剂，在小鼠体内通过抑制炎症级联反应预防早产[25]。另一种基于免疫治疗的方法，是使用新型受体靶向结合IL-1[26]。鉴于IL-10在蜕膜介导的抗炎作用中的重要性，通过促进蜕膜释放大量IL-10预防和治疗早产，在未来也是重要策略之一[27]。此外，也可以通过增加体内Treg细胞数量或功能抑制炎性反应来预防和治疗早产[7]。

就流产而言，除了通过改变生活方式，使用阿司匹林和低分子量肝素等策略进行预防外[22]，一些针对免疫反应开发的新的治疗方案，如TNF-α抑制剂和粒细胞集落刺激因子(G-CSF)等药物，可能会对一些复发性流产有所帮助，但是仍需要更多的临床试验来进一步证明其疗效。无论是靶向外周循环，还是子宫内膜的NK细胞来预防反复流产尚缺乏有力数据支持。已有研究使用组织特异的脂质体向子宫输送免疫调节剂来治疗早产，并可能为靶向母胎界面的免疫功能障碍提供特异有效的载体[28]。

3 胎盘免疫与妊娠期糖尿病及其防控

3.1 胎盘免疫与妊娠期糖尿病

妊娠期糖尿病不仅仅只是胰岛素抵抗和葡萄糖不耐受的问题，还包括胎盘炎症因素。在妊娠期糖尿病中，高血糖状态会产生促炎的微环境，改变母体循环和胎盘中NK细胞和细胞因子的表型[29]。与正常孕妇相比，妊娠期糖尿病患者母胎界面中NK细胞的细胞毒性作用明显增强，且相关细胞因子分泌增加，例如CD56+NK细胞分泌的IFN-γ、TNF-α增加，而TGF-β和VEGF分泌降低[30]。此外，有研究显示，妊娠期糖尿病患者蜕膜的巨噬细胞由抑炎的M2亚型转变为促炎的M1亚型[31]。

尽管先天免疫细胞、NK细胞和巨噬细胞反应在妊娠期糖尿病患者中得到了证实，但是一些相关文献报道仍存有争议。因此，最新的研究开始侧重于CD4+T细胞功能失调。有研究者认为，妊娠期糖尿病患者Treg细胞免疫抑制功能受损或产生炎症表型，进而影响代谢途径[30]。另外，一些数据显示，妊娠期糖尿病患者Th17细胞显著扩增，而在正常妊娠期间，母胎界面并未检测到Th17细胞。IL-6是IL-17的上游调节因子，而妊娠期糖尿病患者中IL-6分泌明显增加，可能起到诱导Th17细胞扩增的作用[32]。此外，Th17细胞还可以通过分泌IL-17来增强巨噬细胞和中性粒细胞的吞噬或者细胞毒活性，因而，Treg/Th17的比例可能是衡量妊娠期糖尿病发作的关键参数[33]。

3.2 妊娠期糖尿病的免疫学防控

与妊娠期糖尿病防治相关的免疫学研究目前尚较为少见。胸腺Rank基因缺失会导致内脏脂肪组织Treg细胞积累受损，从而使脂肪细胞大小、组织炎症、母体葡萄糖耐受不良、巨大胎儿和葡萄糖稳态改变等一系列妊娠糖期尿病的主要症状发生。因此，Treg细胞移植或者回输有可能成为预防和治疗妊娠期糖尿病和巨大胎儿的一种策略[34]。

4 胎盘免疫与胎儿生长受限及其防控

胎盘是胎儿与母亲对话的主要纽带，通过物质交互促进胎儿生长发育。研究显示，胎盘功能不全是引起胎儿生长受限最常见的原因[35]。然而，胎盘功能不全的机制仍未完全阐明。据报道，很多胎盘分泌的因子在一定程度上与胎儿宫内发育迟缓相关，如胎盘胰岛素样生长因子、表皮生长因子、内皮糖蛋白和血管内皮生长因子等[36]；其次，活性氧和氧化应激也是胎儿生长受限胎盘生理和病理的重要因素[37]。近年来，多种与胎儿生长受限相关的免疫学因素被揭示，如胎盘IL被证明与胎儿生长有关。研究结果表明，胎儿生长受限的胎盘中IL-6分泌较高，而IL-10水平降低[38]。正常妊娠期间，Th1和Th17细胞因子分泌受到抑制，而在胎儿生长受限患者中，抑制这些炎症细胞因子分泌的作用减弱，表现为IL-2和IFN-γ的分泌增多[39]。蜕膜 NK细胞高表达转录因子PBX1，能够增强生长促进因子(包括多效生长因子和骨甘氨酸)转录，促进胚胎发育；这类NK细胞的减少会导致胎儿生长受限，而这类NK细胞的过继性回输则可以逆转胎儿生长受限的发生[40]。另外，NF-κB的亚单位p65的磷酸化程度决定NK细胞和T细胞的反应强度，NF-κB信号通路的激活促进炎性T细胞反应，可能会导致胎儿生长受限[41]。然而，针对胎盘免疫异常调控对胎儿生长受限的防治研究尚未见相关报道。

4 小结

胎盘是母体环境和胎儿环境之间的屏障。妊娠是一种免疫平衡状态，在整个妊娠过程中，母体和发育中的胎儿必须相互耐受，同时又需要保持足够的免疫力来抵御病原体威胁。如果免疫平衡被打破，会引起多种妊娠并发症，包括子痫前期、早产和流产、妊娠期糖尿病和胎儿生长受限等。本文总结了胎盘免疫在多种妊娠并发症发生发展中的作用机制，以及以胎盘免疫为靶点对上述并发症进行有效防治的探索性研究。在子痫前期以及早产和复发性流产中已经有较多的针对胎盘免疫进行干预和防治的有益探索，而针对其他类型的妊娠并发症，以胎盘免疫为靶点进行防治的研究尚非常有限，是未来值得关注的方向。