子宮內膜異位癥發病研究進展

王 琰，謝廣妹，劉 佳

（1.甘肅省婦幼保健院生殖醫學中心，甘肅 蘭州 730000；2.甘肅省人民醫院內分泌科，甘肅 蘭州 730000）

子宮內膜異位癥（endometriosis，EMs）是一種在子宮腔外存在子宮內膜樣組織的疾病，這些異位病變最初發展為卵巢的斑點病變，后來發展為充滿棕色液體的深部浸潤性囊腫。異位病變主要由對激素刺激有反應的間質細胞和腺體組成，最常見于盆腔，影響卵巢（最常見）、盆腔腹膜、子宮骶韌帶和輸卵管等。70%的患者有慢性盆腔疼痛，30%～50%婦女患有不孕癥。EMs的常見癥狀有盆腔疼痛和月經周期異常出血、痛經、性交困難、非月經盆腔和腹痛、排尿困難以及便秘、腹瀉等腸道癥狀［1］。

EMs的發病機制尚不清楚，關于EMs發生發展理論包括逆行月經理論、炎癥理論、沉積理論及化生內膜理論等，其中Sampson在20世紀20年代提出的逆行月經學說是EMs發生發展過程中最可接受的學說，月經回流和子宮內膜組織沉淀在異位部位導致子宮內膜異位癥。雖然這些理論為EMs發病機制提供了大量的支撐，但目前還沒有完整的以機制為基礎的進展途徑［2］。

EMs的一大特征為存在含鐵血黃素的巨噬細胞，其為病理學家鑒別子宮肌瘤、皮樣囊腫等婦科疾病提供了依據。Koninckx等人研究，EMs異質性是深浸潤性子宮內膜異位囊腫的典型特征，是導致嚴重盆腔疼痛的原因。從微觀和宏觀上看，EMs在組織結構、浸潤程度、基因表達差異和克隆方面表達均有不同，以此作為子宮內膜進展的遺傳-表觀遺傳學理論。EMs的異質性表現為患者不同程度的生化標志物和癥狀。這種異質性為激素、炎癥、氧化和表觀遺傳變化的累積效應提供了證據。主要討論免疫反應、激素、炎癥、氧化和表觀遺傳等變化在EMs中發病機理。

1 生物免疫學作用機制

1.1 免疫反應與EMs

EMs是一種具有免疫反應受損和炎癥介質失調的炎癥性疾病。這些免疫和炎癥成分的失調是子宮內膜異位癥發病機制的主要因素。

1.1.1 先天免疫反應作用機制

子宮內膜異位病變中發現免疫成分紊亂、巨噬細胞在子宮內膜異位癥病變的形成中起著重要作用。在子宮內膜異位癥微環境中，巨噬細胞水平升高。這些受損的巨噬細胞可以耐受細胞碎片，并加重病變的形成［3］。子宮內膜異位微環境中成熟循環樹突狀細胞數量較少，未成熟樹突狀細胞數量較多。樹突成熟的這種功能障礙導致細胞碎片清除減少，子宮內膜碎片向腹腔遷移增多，導致血管生成和病變生長［4］。子宮內膜異位癥活檢中發現的自然殺傷細胞大多呈顆粒狀或極少顆粒狀，導致細胞毒性和凋亡能力降低。這導致紊亂的子宮內膜細胞在碎片中存活，植入和病變形成。肥大細胞在子宮內膜異位癥微環境被激活，從而可以觸發脫顆粒。脫顆粒增加導致釋放促炎細胞因子，吸引嗜酸性粒細胞、中性粒細胞、樹突狀細胞和成熟巨噬細胞［5］。在子宮內膜異位的情況下，嗜酸性粒細胞和中性粒細胞數量增加。嗜酸性粒細胞濃度的增加導致腹膜液中子宮內膜異位癥細胞的趨化性增加。這導致子宮內膜異位細胞在異位部位的纖維粘連。中性粒細胞脫粒導致其他免疫細胞對子宮內膜異位區進行吸引，導致血管生成。

1.1.2 獲得性免疫反應作用機制

子宮內膜異位癥是一種自身免疫性疾病。研究表明，子宮內膜異位癥樣本中的B細胞和漿細胞水平持續增加，并且針對子宮內膜異位癥碎片和子宮內膜異位癥細胞的抗體的產生增加。子宮內膜異位癥相關的免疫反應是由不同類型的T細胞構建的。細胞毒性T淋巴細胞活性在子宮內膜異位微環境中由于失調的遺傳成分而降低。這減少了子宮內膜異位碎片的破壞和對抗原提呈細胞的敏感。T輔助性Ⅰ型細胞（Th1）在子宮內膜異位病變中比Ⅱ型細胞（Th2）增加，導致促炎細胞因子的釋放，加重免疫反應。子宮內膜異位微環境中Th2水平的降低導致抗炎細胞因子水平的降低。這些異常的淋巴細胞計數促進子宮內膜異位病變。子宮內膜異位癥的全外顯子組測序顯示免疫相關基因CARD9、IL16、ERAP1、FUT2和PTPNN2單核苷酸多態性，導致炎癥反應和免疫觸發增加。上述一些基因的多態性在其他自身免疫性疾病如系統性紅斑狼瘡和克羅恩病中也有報道，子宮內膜異位癥也可由免疫系統異常引起的自身炎癥反應引發。

盆腔外子宮內膜異位癥很難評估，需要廣泛的組織學評估以提供確認。盆腔外子宮內膜異位癥最常見于自身免疫性疾病患者。炎癥和免疫系統失調可能是子宮內膜異位細胞經淋巴或血行播散在遠處發展的基礎，1例Bechet病患者出現鼻腔子宮內膜異位癥，其中免疫調節劑英非昔單抗對子宮內膜異位癥的預后良好。掌握子宮內膜異位癥的自身免疫和免疫失調可能提供合理的診斷標志物和新的治療策略。自體抗體在子宮內膜異位癥的發病機制中起主要作用。抗SLP2、抗TMOD3及抗TOM3等自身抗體可作為早期子宮內膜異位癥的非侵入性診斷標志物［6］。

1.2 炎癥反應機制

慢性炎癥是子宮內膜異位癥的顯著特征之一。現從熱休克蛋白、鐵、氧化低密度脂蛋白和促炎調節劑四個方面對一些炎癥因子的釋放及其免疫促炎變化進行闡述：HSP（熱休克蛋白）是一種內源性配體，對各種物理-生化損傷和應激條件下的組織和細胞具有一定的保護作用。HSP70結合抗原細胞的表面受體（CD14、CD36、TLR2和TLR4等），刺激其促炎細胞因子、趨化因子和一氧化氮的產生，以及共刺激分子的表達。氧化應激過程中也會釋放HSP通過結合TLR2和TLR4，刺激巨噬細胞中炎性細胞因子（TNF-a、IL-1b和IL-6）表達。鐵誘導的炎癥反應是一種級聯反應。在子宮內膜基質細胞中，鐵超載激活催化激酶亞基β（IKKβ），并導致大量活性氧（ROS）的產生，ROS產生的增加刺激信號級聯，其蛋白激酶C（PKC）和絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路被激活，導致轉錄因子如NF-κB、核因子-紅樣2相關因子2（Nrf2）和激活蛋白1（AP-1）被激活，從而上調促炎細胞因子的表達。子宮內膜異位癥患者的腹膜液（PC）中含有大量的氧化低密度脂蛋白（Ox-LDL），其性質與相關脂質過氧化物的性質相似，提示血漿成分浸潤到PC中，引發炎癥反應。Ox-LDL通過在富含巨噬細胞的炎癥環境中產生氧化脂質成分而發揮作用。其炎癥信號是通過TLR4和TLR6的異源二聚體和清除受體凝集素樣氧化低密度脂蛋白受體（LOX-1）被觸發。除了由腹膜腔內子宮內膜病變引起的已具有傷害性的環境，ROS和PGE2可以通過位于病變內的痛覺傳入神經上的受體直接作用于感覺神經纖維或使其敏感。在這種傷害性阻斷的基礎上，敏感的感覺神經纖維通過一種被稱為“神經源性炎癥”的正反饋回路來維持炎癥。這些神經纖維的興奮會導致它們的末端進一步釋放促炎調節劑。這包括神經肽如SP和CGRP，這兩種神經肽在子宮內膜異位癥相關疼痛的女性子宮內膜病變周圍被發現［7］。此外，上述提到的TNF-α、IL-1b及IL-6幾種關鍵的炎癥介質，在子宮內膜異位病變中升高。這些介質通過協同作用，維持和加重炎癥。IL-1β可增加炎癥因子COX-2的表達，從而上調PGE2。

1.3 氧化應激

子宮內膜異位癥的進展明顯與氧化應激有關。子宮內膜異位癥與ROS產生之間的關系已被廣泛接受并深入研究。子宮內膜異位癥患者體內的抗氧化系統不活躍。抗氧化酶活性，如SOD、過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶和谷胱甘肽還原酶均較低。將氧化應激的標記可分為5大組：血清、腹膜液、卵泡液、卵巢皮質和子宮內膜組織［8］。氧化應激與子宮內膜異位癥的發生有以下機制：氧化應激通過絲裂原活化蛋白（MAP）激酶或細胞外信號調節激酶（ERK）通路，通過核內磷酸化蛋白（c-Fos）和氨基末端蛋白激酶（c-Jun）的表達和作用，參與子宮內膜異位病變的發生［9］。內源性ROS誘導的增殖反應通過ERK信號通路，而ERK途徑的激活是通過蛋白酪氨酸激酶的特異性磷酸化抑制劑建立的。子宮內膜異位癥患者的子宮內膜細胞同時受到血漿17β-雌二醇（E2）和過氧化氫的作用其顯示ERK磷酸化增加。Toll樣受體（TLR）是子宮內膜的內源性配體。TLR3和TLR4主要在健康子宮內膜和子宮內膜異位組織中表達；TLR4可促進子宮內膜異位癥的生長。子宮內膜異位癥中I期和II期代謝酶的平衡失調，導致過量的羥基雌激素和ROS形成，并刺激異位子宮內膜增殖。子宮內膜異位癥患者體內參與雌激素氧化代謝的幾個基因中CYP1A1、CYP3A7、COMT表達增加；SULT1E1、SULT2B1、UGT2B7和GSTP1的表達降低。現已證明血紅素可與多種轉錄因子結合，包括Bach1（BTB和CNC同源性1，堿性亮氨酸拉鏈轉錄因子1）和Bach2。血紅素誘導血紅素加氧酶-1（HO-1）在子宮內膜異位癥的表達是直接通過與Bach1結合，抑制Bach1誘導的HO-1基因表達的抑制。當Bach1與v-maf禽肌肉腱膜纖維肉瘤同源基因KMafK（MafK）形成異質二聚體時，形成Bach1-MafK復合物，可作為HO-1基因的抑制因子。

2 病理變化與激素影響

2.1 上皮-間充質轉化機理

缺氧和雌激素誘導的上皮-間充質轉化（EMT）在子宮內膜癌的發生的機制中起了重要的作用。王斌等人研究結果表明，EMs的發生發展、浸潤與EMT有關系。人Twist相關蛋白1（TWIST1）、鋅指轉錄因子（SNAIL）、鋅指轉錄因子slug（SLUG）都屬于EMT誘導劑，且在EMs中過表達。有研究表明EMT的常用分子標記物在腹膜、卵巢子宮內膜異位癥的上皮細胞的表達升高，上皮標記物表達較少，證明了EMT可能參與了子宮內膜的發病機制。通過EMT通過激活下游的信號通路發揮作用。EMT轉化通過Wnt信號通路、TGF-β信號通路、β-catenin/Snail可以參與EMs的發生、發展、浸潤。Wnt蛋白是一種糖蛋白，在細胞的上皮間充質轉化中發揮了重要的作用。有研究表明異位子宮內膜間質細胞（ESC）分泌的Wnt2蛋白比正常子宮內膜間質細胞（NSC）高，而且EMs中基質上皮細胞的相互作用也是通過Wnt2/β-catenin信號通路參加的。在ESC中IL-1β誘導WEE1過表達，而當WEE1敲低時，不僅能夠減少ESC遷移，還能促進細胞凋亡。隨后Liya Shi等人經研究得出結論，Wnt/β-catenin抑制劑減輕了ESC纖維化。經過臨床實驗，得出結果正常對照（NC）和在位子宮內膜（EU）中E-cadherin陽性表達，OC組波形蛋白陽性上皮細胞的比例比NC組高（P<0.01），OC組的βcatenin和Snail的表達和17β-HSD1 mRNA水平比其它兩組高（P<0.05，P<0.01），提示E-cadherin下調和波形蛋白上調證明EMT存在于卵巢子宮內膜異位癥期間，除此之外卵巢巧克力囊腫中EMT重要轉錄因子的βcatenin和Snail也增加了。雌二醇作為子宮內膜異位癥的重要因素，上調β-catenin和Snail的表達，導致人上皮細胞發生EMT。這證明了β-catenin/Snail信號與卵巢EMs有關。TGF-β是一種已知的惡性腫瘤驅動因素，可以刺激癌癥相關成纖維細胞中的基質產生、也是EMT的誘導劑。Katharine H Wrighton等人發現TGF-β是通過Smads的轉錄功能調節細胞反應的，最終可以調節相關基因轉錄。從子宮內膜異位組織中可以看到平滑肌化生（SMM），SMM存在于纖維化區域內，且EMs組織周圍有纖維化的現象存在，還可以擴散到子宮內膜異位組織內。Yan-Meng Yang等人發現TGF-β1/Smad3能夠誘導的EMT和成纖維細胞向肌成纖維細胞的轉化，最后導致SMM等增加［10］。除此之外有研究表明，子宮內膜異位癥組織與正常子宮內膜組織相比，其中波形蛋白和TGF-β1的表達呈陽性染色，E-cadherin的表達有降低的表現（P<0.01），TGF-β1和p-SMAD2的表達增高（P<0.01），這些結果證明了，EMT在子宮內膜異位癥發生發展中具有重要意義。

2.2 激素作用影響

EMs是一種雌激素依賴性疾病，而雌激素依賴和孕激素抵抗的增加也是導致子宮內膜異位癥預后不良的主要原因之一。子宮內膜異位癥持續觀察到的內分泌特征之一是高雌激素的產生，而正常子宮內膜由于缺乏芳香化酶（CYP19A1）和類固醇生成急性調節蛋白（StAR）沒有合成雌激素的能力。E2與其核受體相互作用使得子宮內膜細胞增殖、功能性子宮內膜血管重建，而子宮內膜異位組織中局部可產生17β-雌二醇（E2），該激素與子宮內膜異位組織生長、炎癥、疼痛有關。激素的主要作用是通過雌激素受體α和β（ESR1和ESR2）以及兩種黃體酮受體亞型A和B（PGR-A和PGR-B）介導的，但激素受體在子宮內膜異位癥病變中的異常表達，約是正常子宮內膜的140倍，其中ESR1的表達明顯高于ESR2，PGR表達喪失，而c-myc、細胞周期蛋白D1和雌激素調控基因（GREB1）mRNA表達水平均升高［11］。胞質中的雌激素受體β（ERβ）激活促炎信號并調節細胞凋亡，炎癥和異常神經自配使得疼痛的發生，同時也讓該病成為一種慢性炎癥性疾。ERα或ERβ敲除小鼠中子宮內膜異位病變均未發育良好，也驗證了雌激素受體在該疾病中的重要作用。孕激素抑制子宮內膜異位癥的細胞增殖、炎癥、新生血管形成和神經生成［12］。孕激素受體（PRA和PRB）在子宮內膜異位癥中受轉錄調控，PRB在子宮內膜異位癥中表達低，這種低表達是由于孕酮抵抗和雌激素調控反饋機制的缺失。孕激素抵抗也是子宮內膜異位癥患者著床失敗增加的主要原因，與不孕有關。

2.3 癌變作用機理影響

EMs可以經過多種途徑最終形成惡性腫瘤，其中癌調節因子在EMs惡化中發揮了重要作用。其中包括：血管內皮生長因子（VEGF）、互動結構蛋白1A（AR?ID1A）、蛋白酪氨酸磷酸酶基因（PTEN）等，除此之外，如果惡性腫瘤同源基因（K-RAS）過表達則代表了細胞分裂會增加，從而會導致癌前病變，最終癌變。

血管內皮生長因子（VEGF）是腫瘤血管生成中不能缺少的誘導因子。有研究表明EMs患者中的VEGF表達升高，可以誘導子宮內膜細胞出現增殖。Balasub?ramanian V等人經研究證明EMs的發病機制包括VEGF的遺傳多態性調節（ERK）信號通路。子宮內膜樣卵巢癌與EMs關系密切，呂娟等人在人鼠嵌合體EMs動物模型的異位子宮內膜組織中發現，PTEN基因通過調控VEGF來調控子宮內膜的作用，且證明PTEN通過調節血管生成抑制EMs的發生發展。Maurizio MARTINI等人對Ⅲ、Ⅳ期EMs患者進行分析發現PTEN的表達降低與EMs的惡化有關，張輝經實驗證明激活PI3K/PTEN/AKT/Survivin信號通路可以調節EMs。戴淑真等人經臨床實驗研究發現，與EMs組相比，EMs相關卵巢癌組PTEN蛋白表達低（P＜0.05）但K-ras蛋白陽性表達率高（P＜0.05），EMs相關卵巢癌的臨床分期等與PTEN、K-ras蛋白表達有關。從而證明PTEN、Kras缺失導致EMs惡化。動物研究表明，致癌K-ras突變后，可以誘導EMs的出現，子宮內膜樣卵巢癌中Kras也能夠發生突變，經臨床研究7%的卵巢子宮內膜樣癌病例至少能找到一個MSI標志物，經DNA分析，在癌組織中觀察到了MSI和K-ras突變，S.Amemiya等人經研究推斷K-ras突變和微衛星不穩定性與非典型EMs向卵巢子宮內膜樣癌的惡性轉化有關系。ARID1A是一種腫瘤抑制基因，若ARID1A缺失，那么BAF250A蛋白表達也會缺失。當ARID1A突變后可以形成EMs、子宮內膜樣癌、卵巢透明細胞癌和卵巢子宮內膜樣癌。且有證據表明ARID1A突變可以激活PI3K/AKT通路和雌激素信號通路。子宮內膜異位癥相關卵巢癌的全外顯子組測序顯示，除腫瘤抑制基因ARIDA1外，ARI?DA1、BRCA1和RAD51的雜合性缺失也有可能導致EMs相關卵巢癌突變［13-14］。

3 表觀遺傳學作用機理

表觀遺傳學是研究DNA序列沒有發生改變的情況下基因表達的可遺傳變化，而子宮內膜異位癥也是一種表觀遺傳疾病，即可以在不改變基因組成的情況下調節基因表達譜，從而調節細胞存活、侵襲轉移和血管生成等功能，其主要有DNA甲基化、組蛋白修飾、MiR?NA介導的基因表達等機制。在子宮內膜異位癥中，子宮內膜組織表觀遺傳性穩態的破壞可能是由于內源性原因（例如激素紊亂）和/或暴露于某些環境危險因素，在反復月經周期或妊娠期間造成局部宮內節律異常或全身性病變。DNA的甲基化由三種DNA甲基轉移酶（DNMT）完成：DNMT1，DNMT3A和DNMT3B，其中DN?MT3B與子宮內膜異位基質細胞中的關鍵基因啟動子區域：類固醇生成因子-1（SF1）和ESR1結合，于是子宮內膜異位基質細胞中DNMT3B表達的差異和與關鍵基因啟動子的結合可能導致異常的DNA甲基化，使得子宮內膜的基因表達與正常子宮內膜不同，并導致細胞對類固醇激素的反應改變。DNMT3A引起的DNA超甲基化導致17βHSD、E-Cadherin和GATA的轉錄失活。DNA低甲基化涉及DNMT1酶的下調，導致VEGF、COX2和PGE2的上調。這些變化導致細胞存活增加、纖維粘連和子宮內膜異位癥的加重［15］。前列腺素E2（PGE2）可能影響組蛋白修飾從而調節基因表觀遺傳表達，組蛋白賴氨酸N-甲基轉移酶（EZH2）可以將組蛋白H3第27位賴氨酸（H3K27）甲基化，缺氧通過HIF-1α依賴的方式抑制EZH2的表達，并減少導致異位內膜細胞異常表達的H3K27三甲基化［16］。一些在子宮內膜異位細胞中失調的miRNA如miR-200家族，在子宮內膜異位癥的進展中具有重要作用，其下調導致了COX-2、TGF-β、IL-6、IL-8和Bcl2的表達增加，使得炎癥和抗凋亡途徑激活，且miRNA調控的基因在類固醇通路、凋亡通路、血管生成通路、EMT和組蛋白乙酰化、甲基化等表觀遺傳修飾中也發揮重要作用，具有靶向治療EMs的潛力。有研究表明異常的DNA甲基化在EMs的發病機制中起著重要作用，以DNA甲基轉移酶為靶點的表觀遺傳學藥物有望成為EMs新療法的理論基礎。所以通過探究表觀遺傳調控，如組蛋白修飾、DNA甲基化和miRNA調控，將有助于研發子宮內膜異位癥的特定標記物和藥物靶點。

4 對EM s臨床治療思維模式與管理路徑啟示

本論述系統闡述免疫系統改變、炎癥反應、氧化應激、上皮-間充質轉化、激素和表觀遺傳失調等方面來探討子宮內膜異位癥的發病機制中分子層面的改變，證實了其發病機制中分子改變在EMs中作用機理，病變中免疫成分的紊亂、炎癥因子的釋放、ROS的產生、EMT的發生、雌激素依賴與孕激素抵抗、癌調節因子的惡化、表觀遺傳的改變等都在EMs的發生發展中起著不同的作用。目前對于EMs的具體發病機制還需要深入挖掘，進一步尋找診斷生物標志物和藥物靶點，幫助患者，改善預后，本綜述既為發病機制提供了新的思路，同時也為其診斷和治療提供了新的策略。