余姝毅,連若純,曾勇,李玉葉
(深圳中山泌尿外科醫院生殖中心,深圳市圍著床期生殖免疫重點實驗室,深圳中山生殖與遺傳研究所,深圳 518045)
在胚胎種植和發育過程中,子宮蛻膜局部聚集了多種免疫細胞,其數量和功能直接影響到妊娠的維持和發展。蛻膜免疫細胞主要包括自然殺傷細胞,巨噬細胞,T細胞,樹突狀細胞及少量B細胞。近年來,免疫細胞在母胎界面的調控作用及其分子機制,已成為生殖免疫學研究的熱點。然而以往的報道主要是對母體蛻膜自然殺傷細胞(NK cells),調節性T細胞等免疫調節機制的研究,而對CD8+T細胞的關注較少。本文主要從蛻膜CD8+T細胞的含量,活化及功能等方面闡述近年來蛻膜CD8+T細胞在妊娠過程中的研究進展。
研究發現在孕早期,CD3+T細胞占蛻膜免疫細胞的10%左右[1],其含量僅次于自然殺傷細胞和巨噬細胞,隨著孕周的增大,CD3+T細胞在蛻膜中的含量逐漸升高,在妊娠中期達到17%[2]。和外周血中相反,蛻膜CD3+CD8+T細胞的比例高于CD3+CD4+T細胞,其中45-75%的T細胞為CD8+T細胞,30%~45%為CD4+T細胞[1,3-4]。Klentzeris等[5]發現在種植窗期CD8+T細胞顯著增多,提示CD8+T細胞在胚胎種植過程中發揮關鍵作用。Galgani等[6]的研究顯示與正常對照相比,復發性流產患者蛻膜CD8+T細胞數量顯著增加。而Lachapelle等[7]卻得出了相反的結果,即復發性流產患者的蛻膜中,CD8+T細胞數量明顯減少。這兩篇完全相反的結論,可能是由于檢測人群,樣本量和實驗條件等因素的差異而造成的,因此蛻膜CD8+T細胞的數量在復發性流產患者蛻膜中是否發生變化以及CD8+T細胞的變化是否導致流產的發生,還需深入研究和探討。
記憶型CD8+T分為中央記憶型T(central memory T,TCM)細胞和效應記憶型T(effector memory T,TEM)細胞。CD45RO+TEM僅占外周血T細胞的30%,而在蛻膜中,這個比例達到60%,這提示我們CD8+T細胞在母胎界面受到激活,其免疫調節中發揮著關鍵作用[8],因此關于蛻膜CD8+T細胞的表型和功能的研究尤為重要。與外周血CD8+T細胞相比,妊娠早期的蛻膜CD8+T細胞不僅增殖能力提高,而且表達多種活化分子如CD69、HLA-DR、CD38、CD63等[9-10],呈活化狀態。多篇文獻已報道發現蛻膜CD8+T細胞具有抗原特異性[11-12]。雖然母胎界面的CD8+T細胞被認為是識別胎兒HLA抗原并回應的主要候選細胞[13-14],但目前尚未有證據證明是胚胎抗原激活了CD8+T細胞。
近年來,越來越多的研究關注CD8+CD122+PD-1+Treg細胞,與傳統CD4+Treg細胞相比,它具有更強的抑制同種異體排斥反應能力和更高效的增殖能力[15-16]。有研究指出人胎盤滋養層細胞能激活CD8+Treg細胞,并表達抑制分子CD101和CD103[17],Uss等[18]報道CD103的表達標志著同種異體抗原誘導的CD8+Treg細胞將產生大量免疫抑制因子IL-10。林羿教授團隊的研究發現,CD8+CD122+PD-1+Treg細胞大量聚集在早期妊娠蛻膜中,并且在母胎免疫抑制中起重要作用[10]。
蛻膜CD8+T細胞根據其上是否表達CD28,可分為CD8+CD28+和CD8+CD28-T細胞。與外周血CD8+CD28-T細胞相比較,蛻膜CD8+CD28-T細胞幾乎不表達穿孔素[9]。研究證實蛻膜CD8+T細胞大部分為CD8+CD28-T細胞。CD8+CD28-T為抑制性CD8+T細胞,通常也表達CD103分子,具有類似于調節性T細胞的功能,是一組具有免疫調節功能的細胞群,在維持機體免疫功能穩態及建立母胎免疫耐受中發揮重要作用[19]。此類CD8+T細胞通過細胞間直接接觸機制改變抗原提呈細胞表面抑制受體(ILT3、ILT4)和協同刺激分子表達,并分泌抑制性細胞因子(IL-10等)發揮免疫調節功能[20]。
動物實驗證明,趨化因子CXCR3和CCL5的內源性表達不足會限制小鼠蛻膜中T細胞的聚集[21],證實趨化因子與CD8+T細胞在母胎界面的招募相關。但目前還無法檢測出在人體中是哪些因子促使外周血的CD8+T細胞募集到蛻膜組織,且蛻膜CD8+T細胞是否在蛻膜局部大量擴增,也有待深入研究。
研究證明,正常未孕女性的子宮內膜CD8+T細胞發揮的作用和外周血CD8+T細胞相似,具有很強的細胞毒性。然而到分泌期,其毒性作用幾乎消失。在母胎界面CD8+T細胞毒性作用的這種“開關式”的調節,為黃體中期胚胎種植提供了有利的環境,使得母體對胚胎不產生排斥反應。同時也提示了CD8+T細胞在母胎界面免疫耐受的調節中發揮關鍵作用[22]。
Tilburgs教授團隊的研究結果發現與外周血CD8+T相比,蛻膜CD8+T細胞的顆粒酶和穿孔素的表達顯著降低,但顆粒酶和穿孔素mRNA仍保持高水平,因此作者推測,母體可能通過microRNA等調控了顆粒酶和穿孔素的轉錄后或翻譯后修飾,使得翻譯過程受阻,進而影響蛋白的表達[23]。但是在感染等炎癥環境下,蛻膜CD8+T細胞的殺傷功能會相應升高,但仍低于外周血CD8+T細胞[24]。此外,Scaife 等[25]的體外實驗結果則顯示蛻膜CD8+T細胞對P815細胞系有較強的細胞殺傷及毒性作用。然而這一證據并不能說明蛻膜CD8+T細胞對母體內胚胎滋養層細胞具有殺傷作用,因此在母胎界面滋養層細胞如何調控蛻膜 CD8+T細胞的殺傷及毒性作用還需進一步探討。
Th1/Th2免疫平衡的維持對正常妊娠尤為重要,和CD4+T細胞一樣,蛻膜CD8+T細胞也可以通過分泌細胞因子參與母胎界面免疫平衡的調節。在妊娠早期,蛻膜CD8+T細胞可分泌大量的細胞因子如IL-8,參與調控母胎界面的免疫耐受[25]。日本學者研究結果顯示,蛻膜CD8+T細胞表達Th2型細胞因子的特異性分子標記物CRTH2,提示蛻膜CD8+T細胞能分泌Th2型細胞因子[26];Powell等[27]發現蛻膜CD8+T細胞不僅可以分泌IFN-γ,還有1.2%的CD8+T細胞分泌IL-4,而在外周血中這個比例僅有0.7%;此外,Piccinni等[28-29]發現,復發性流產患者蛻膜CD4+T細胞和CD8+T細胞的LIF、IL-4及IL-10的表達明顯降低,這進一步說明蛻膜CD8+T細胞可通過分泌Th2型細胞因子參與調控母胎界面的免疫耐受。Blois等[30]在小鼠實驗中,證實CD8+T通過孕酮誘導的封閉因子(PIBF)維持母胎界面Th1/Th2的免疫平衡;CD8+T細胞去除后,促炎細胞因子表達增加,導致流產。因此,蛻膜CD8+T細胞在維持母胎界面細胞因子免疫平衡中發揮著舉足輕重的作用。
母體蛻膜T細胞與胎兒絨毛外滋養層(EVT)細胞有直接接觸[27],研究發現滋養層細胞可顯著促進CD8+T細胞的增殖,抑制CD8+T細胞毒性,并誘導CD8+T細胞分泌IL-10等細胞因子;進一步的機制研究揭示滋養層細胞表達的sHLA-G可與CD8分子結合促進CD8+T細胞表達CD95L,通過活化性細胞死亡(AICD)效應,使活化CD8+T細胞發生凋亡,從而避免T細胞的過度活化[31],提示滋養層細胞在母胎界面的免疫平衡的形成過程中發揮重要作用。此外,Scaife等[25]研究發現活化的蛻膜CD8+T細胞可顯著增強孕早期滋養層細胞的侵襲能力。這些研究結果揭示了CD8+T細胞和滋養層細胞間相互聯系,相互調節,共同促進妊娠的順利進行。
那么CD8+T細胞是否與蛻膜中的其他免疫細胞發生相互聯系,還有待深入探討。研究證明蛻膜的巨噬細胞,NK細胞能夠影響CD8+T細胞的活性,但具體的分子機制尚不清楚[32]。目前,研究發現CD8+T細胞可通過誘導IDO的產生及調節性T細胞的擴增介導腫瘤免疫耐受[33]。這一功能的揭示將為研究蛻膜CD8+T細胞與其他免疫細胞間的相互調控提供新的思路。
蛻膜CD8+T細胞在妊娠過程中的確切作用及其分子機制還處于探索階段,相信隨著研究的逐步深入,蛻膜CD8+T細胞調控胚胎種植和發育的分子機制,如對Th1/Th2細胞因子的調控,對滋養層細胞及其他免疫細胞的調控等諸多疑團會一一解開。相信隨著分子機制的明確,未來以調控CD8+T細胞功能為主的相關治療方法會應用于妊娠相關疾病中,為臨床治療開辟一條新的途徑。