細胞因子與妊娠相關疾病的研究進展

沈 平,謝蕙霞,韓 如,3,呂 群△

(1.成都中醫藥大學，四川 成都 610075；2.四川省醫學科學院·四川省人民醫院生殖中心，四川 成都610072；3.成都醫學院，四川 成都 610500)

最近，越來越多的研究發現輔助性T細胞(Th)1/Th2/Th17/調節性T細胞(Treg)細胞因子譜平衡在胚胎著床和正常妊娠維持中具有重要的作用，其細胞因子譜平衡的破壞，會引起反復著床失敗、復發性流產、妊娠期糖尿病、子癇前期等妊娠相關疾病。現就Th1/Th2/Th17/Treg細胞免疫失衡及其細胞因子表達紊亂在妊娠相關疾病的作用予以綜述，為預防產科并發癥的發生及其治療提供一個新的臨床防治視角。

1 Th1/Th2/Th17/Treg細胞因子的分類及生物學作用

根據細胞的表面標志物，T淋巴細胞主要分為CD8+細胞毒性T淋巴細胞，CD4+輔助性T淋巴細胞以及CD4+CD25+T淋巴細胞(Treg細胞)，其中CD4+輔助性T淋巴細胞又主要分為Th1、Th2、Th17細胞[1]。Th1型細胞分泌多種細胞因子，主要有白介素(IL)-2、腫瘤壞死因子(TNF)-α、干擾素(IFN)-γ，主要介導細胞免疫，參與促炎反應；Th2型細胞主要分泌IL-4、IL-5、IL-6、IL-10、IL-13,主要介導體液免疫，參與母胎免疫耐受以及抗炎反應[1]；Th17主要分泌IL-17、IL-21、IL-22、IL-23,參與促炎反應，主要與自身免疫性疾病相關；Treg細胞主要分泌IL-10、IL-35、轉化生長因子(TGF)-β，參與母胎免疫耐受，維持正常妊娠[2]。Th1/Th2/Th17/Treg細胞因子可以通過影響母體的免疫系統，調節母胎界面的血管生成等，在妊娠的各個時期均起到了重要的作用。

2 Th1/Th2/Th17/Treg細胞因子與正常妊娠

Th1/Th2、Th17/Treg細胞平衡被認為是胚胎著床，胎盤形成和妊娠維持的關鍵。子宮內膜“種植窗”期出現特有的免疫細胞聚集，此時局部免疫幾乎完全由Th1細胞轉變為Th2細胞，這種轉換對胚胎種植至關重要，允許子宮內膜容受性機制的形成，促進免疫耐受和血管生成[3]。Fedorka等[4]發現進行輔助生殖技術(ART)助孕的女性，胚胎移植日的子宮內膜Treg細胞數目與妊娠結局相關，Treg細胞濃度更高的女性，其著床率更高。但是子宮局部的T淋巴細胞與血液中的T淋巴細胞并不平行。Th17細胞在蛻膜中幾乎不存在，而Th2細胞在血液和蛻膜中的頻率相似，而Th1細胞在蛻膜中比血液中細胞數更多。有研究證實正常健康女性患者，在妊娠期間，血液中的Th1細胞下調，Th2細胞上調，Th2細胞占優勢被認為是胎兒存活的關鍵；血液中的Treg細胞隨著孕周逐漸增加，在孕中期達到峰值；血液中的Th17細胞水平在妊娠期間一直未改變，且處于較低水平。

與健康未孕女性相比，健康女性妊娠后胎盤組織誘導Treg細胞擴增，同時增加子宮局部IL-4、IL-10的產生，但不誘導IL-6、IL-8、IL-17、IFN-γ的產生；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的濃度降低[5,6]，血清及子宮內膜局部的細胞因子變化均表示為Th2及Treg細胞反應占優勢，從而維持滋養層細胞的功能和抑制絨毛間隙炎癥，維持妊娠的正常進行。但是細胞因子譜在孕期是動態變化的。正常育齡女性，其子宮內膜局部的IL-13在月經周期的增殖晚期及分泌早中期達到峰值，從而使子宮內膜處于最佳的容受狀態。Pavlov等[7]研究發現孕9周后胎盤組織TNF-α濃度會隨著孕周而增加，IFN-γ水平隨著孕周而降低，McHunu等[8]認為妊娠11-12周時，血清TNF-α濃度開始升高。TNF-α與IL-10在妊娠期間的作用似乎是相互拮抗的。孕早期血清以及胎盤組織中的IL-10分泌開始持續升高，且在整個妊娠期間都處于較高水平，TNF-α、IL-10在胚胎著床及妊娠維持具有重要的作用，TNF-α/IL-10比率增高會引起著床失敗、自然流產、妊娠期糖尿病等相關疾病；IL-6水平在孕早中期保持不變，妊娠晚期子宮內膜組織中的IL-6分泌增加，到足月時下降[9]。Th1/Th2/Th17/Treg細胞因子譜在種植窗口期及孕期發生動態變化，但具體的細胞因子孕期變化趨勢以及血清和子宮內膜局部的濃度關系還存在諸多爭議，仍需進一步的探討研究。

3 Th1/Th2/Th17/Treg細胞因子與復發性流產(RSA)

導致RSA的病因復雜，越來越多的研究發現其與免疫因素相關。與健康妊娠女性相比，不明原因復發性流產患者(URSA)蛻膜的Th1、Th17細胞數增加，Th2、Treg細胞數量減少，Th1/Th2和Th17/Treg比例增高，抗炎過程受到抑制，母胎免疫耐受異常，從而誘導流產的發生[10]。健康女性，其外周血的Treg細胞在卵泡晚期開始擴增，黃體期急劇下降，但RSA患者Treg細胞在卵泡期及黃體期均較低，且蛻膜組織的Treg細胞免疫抑制能力減弱，免疫調節功能缺陷[11,12]，從而誘導流產的發生，因此增加RSA患者Treg細胞的數量，改善其功能可期成為RSA患者潛在的治療靶點。

與正常妊娠女性比較，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水平明顯降低[13,14]；蛻膜組織中的IL-6、IL-17、TNF-α、IFN-γ表達顯著較高，而IL-4、IL-10、TGF-β的表達顯著較低[15]。子宮局部及外周血的Th1/Th2、Th17/Treg細胞比例失調，促進炎癥反應、免疫紊亂，影響胚胎著床，破壞母胎界面的免疫耐受，誘導滋養細胞凋亡，引起胎盤損傷，最終發生妊娠丟失。雖然外周血與蛻膜組織中細胞因子的關系尚未明確，但是否可以通過監測外周血中細胞因子濃度來評估RSA的臨床妊娠結局及療效，現仍需大樣本、多中心的臨床研究。一項動物實驗發現，移植CD4+CD25+或可產生TGF-β1的Treg細胞，可以增加Th2細胞因子的分泌和減少Th1型細胞因子的分泌來預防小鼠的自然流產，因此移植Treg細胞似乎可作為RSA患者新的治療臨床策略，但目前還須進一步深入探討。

4 Th1/Th2/Th17/Treg細胞因子與反復著床失敗(RIF)

RIF患者“圍著床期”子宮內膜及蛻膜中Th1型細胞的比率及Th1型細胞因子均較正常妊娠者明顯升高[3]；子宮內膜中Th1型細胞因子高表達可引起細胞凋亡，對胚胎著床產生不利影響，從而干擾胚胎著床。此外，RIF患者外周血和子宮內膜Th17細胞數量也均顯著高于正常妊娠者，Treg細胞數量減少[16]。Treg對于早期妊娠的建立至關重要，RIF患者Treg細胞數量減少、功能缺陷，可能是由于反復植入失敗而導致不孕的潛在原因，也許可以通過改善Treg細胞功能及數量來提高母親對胚胎植入的免疫耐受性，改善RIF患者臨床妊娠結局。Th1/Th2、Th17/Treg比例失調導致母體免疫紊亂，誘導母體對滋養層細胞產生細胞毒作用，影響胚胎著床及發育，導致胎盤損傷及流產，最終發生反復種植失敗。

研究發現，81.7%的RIF患者存在子宮內膜免疫功能失調。患者子宮內膜局部的IL-2、IL-6、IL-17、IL-23水平顯著升高[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患者宮腔局部及外周血的細胞因子均向促炎因子表達，雖然其促炎因子轉變的具體作用機制還未明確，但細胞因子譜的改變可以通過多種機制影響胚胎著床，因此可以考慮聯合監測RIF患者外周血的Th1/Th2/Th17/Treg細胞因子譜來預測其臨床妊娠結局，為臨床治療提供理論依據。

5 Th1/Th2/Th17/Treg細胞因子與妊娠期糖尿病(GDM)

GDM的特點不僅是胰島素抵抗和葡萄糖耐量增加，還表現為輕度全身炎癥和免疫系統失調。妊娠早期Treg細胞以通過抑制促炎反應來減少孕婦GDM發生的風險，因此懷孕早期Treg細胞的失調增加了妊娠晚期發生GDM的風險。孕3月時，GDM患者外周血Th1/Th2、Th17/Treg細胞比例開始增加，且這種免疫失衡狀態會維持至產后六個月，因此對于GDM患者的管理應從孕早期開始預防，并持續至產后六月。

GDM女性其外周血IL-2、IL-35和IFN-γ濃度降低，IL-6、IL-10、IL-17和TFN-α水平顯著升高[18,19]。從孕11-14周時GDM患者的IL-6、TNF-α濃度開始升高，這可能與糖代謝異常相關，而這種相互促進作用會刺激機體釋放更多的TNF-α和IL-6，提示IL-6和TNF-α可能在妊娠期糖尿病的進展中起到了重要作用[20]。但目前尚未相關研究證實孕早期的血清IL-6、TNF-α可以作為孕晚期發生GDM的預測因子，以及目前Th1/Th2/Th17/Treg細胞因子譜與GDM的相關性及顯著性還需進一步的大樣本多中心臨床研究證實。

6 Th1/Th2/Th17/Treg細胞因子與子癇前期(PE)

PE是一種妊娠期高血壓疾病，是孕產婦圍產期死亡的主要原因之一。研究發現免疫紊亂在PE的發病過程中也起到了至關重要的作用。PE患者胎盤組織中Th1/Th2比例以及Th17/Treg細胞比例增加。除了胎盤局部的炎癥反應外，子癇前期全身也處于輕度的炎癥狀態。PE患者外周血Treg細胞數量減少，Th17細胞數量增加，Th17/Treg細胞比例升高，Th1/Th2細胞比例升高，Th1/Th2/Th17/Treg細胞向Th1、Th17型免疫應答的失衡，促使機體處于免疫失衡及輕度炎癥狀態。研究證實，Th17細胞是與子癇前期相關的異常NK細胞激活的中介，Th17細胞可以誘導循環和胎盤中NK細胞的細胞毒性激活，并與動脈壓升高、循環和胎盤炎性細胞因子、胎盤氧化應激和胎兒死亡有關[21]。刺激內源性Treg細胞后可以降低PE大鼠血管活性因子，如血管緊張素II1型受體自身抗體(AT1-AA)、內皮素-1(ET-1),改善了胎盤因為高血壓導致的缺血反應[22]。因此刺激激活內源性Treg細胞可期成為PE患者未來的臨床治療策略，從而減少其臨床并發癥，降低產婦圍產期死亡率，改善其臨床預后。

與健康妊娠女性相比，PE患者胎盤組織中的TNF-γ、TFN-α、IL-6水平顯著升高，IL-10顯著降低[23,24]；外周血的TNF-γ、TFN-α、IL-6、IL-17水平顯著升高，IL-4、IL-10、IL-35水平降低。血清TNF-α、IL-6水平與PE患者的血壓呈正相關，輕度子癇前期患者血清TNF-α與正常人相似[25]，因此TNF-α、IL-6可以作為預測妊高征嚴重程度及預后的潛在指標。IL-4可以降低子宮灌注壓(RUPP)大鼠的炎癥反應，改善Th2細胞數量，最終改善妊娠期胎盤缺血引起的高血壓[26]。TNF-α、IL-6可以誘導ET-1的產生，且IL-6可以促進ATI-AA受體的產生，從而導致PE。TNF-α拮抗劑可降低血壓，改善炎癥和胎盤缺血。妊娠期間同時使用外源性IL-4和IL-10可以使免疫細胞亞群正常化，并防止母體免疫系統激活引起的PE。因此增加外源性的細胞因子及細胞因子拮抗劑可期成為PE新的臨床治療手段。但另有研究發現PE患者與血壓正常的妊娠女性相比，IL-6、IL-4和IFN-γ在母體血清、臍帶血及胎盤組織中的水平無差異[24]。因此Th1/Th2/Th17/Treg細胞因子譜與PE的嚴重程度是否具有相關性以及在子癇前期的病理生理中是否存在作用還有待進一步深入研究；是否可以通過開發Th1/Th2/Th17/Treg細胞因子模型來預測PE病情;未來的努力可能是將整體免疫偏向從Th1優勢轉向Th2優勢，Th17優勢轉向Treg優勢，這可能為未來對妊娠并發癥婦女的治療和預防干預奠定基礎，也為其他免疫疾病的治療鋪平了道路。

7 小結

妊娠過程是一個精細冗雜的過程，Th1/Th2/Th17/Treg細胞因子譜的平衡在胚胎的著床，妊娠的維持及孕期的產科并發癥中具有關鍵作用，孕早期檢測蛻膜及胎盤組織中的細胞因子可以有效預測產科并發癥的發生，但是妊娠期胎盤及蛻膜組織取材困難，標本無法獲得，而外周血的標本較易獲得，因此外周血的細胞因子與胎盤局部的細胞因子是否存在相關性，是否可根據外周血細胞因子水平間接推測胎盤組織中的細胞因子，是否可以在孕早期更具外周血的細胞因子濃度預測產科并發癥的發生，還有待進一步深入研究。Th1/Th2/Th17/Treg細胞因子譜平衡破壞可以引起胚胎停育、RIF、GDM、PE等多種產科并發癥，但其作用的病理生理機制還有待進一步的深入研究。研究證實補充IL-4、IL-10可以有效減少產科并發癥，因此可將抗炎細胞因子作為治療藥物，用于預防產科不良妊娠結局，但目前研究較少，缺乏有效的循證學依據，可期成為未來的研究方向。