絨毛外滋養細胞侵襲異常與相關妊娠早期疾病的研究進展

鄒文，楊菁

(武漢大學人民醫院生殖醫學中心 湖北省輔助生殖與胚胎發育醫學臨床研究中心，武漢 430060)

妊娠早期胎盤的形成和發育是妊娠成功的關鍵，而絨毛外滋養細胞(extravillous trophoblasts，EVTs)對母體子宮的侵襲是促進發育中的胎盤和胎兒得到母體充足血液供應以及保證人類成功妊娠的必要條件[1]。EVTs是由滋養細胞柱中的細胞滋養層細胞通過上皮-間充質轉化、調節黏附分子表型獲得侵襲能力而形成，侵襲性的EVTs侵入底蛻膜(間質侵襲)將胎盤錨定于子宮壁[2]。在正常妊娠過程中，EVTs最遠可侵及子宮肌層的上1/3，這種現象也被稱為“深層胎盤形成”[3]。EVTs對母體子宮肌層的侵襲與妊娠期母體螺旋動脈重構有關，在螺旋動脈重構過程中，血管壁上的平滑肌和彈性物質被不溶性纖維蛋白物質取代，導致血管擴張，而血管重構可確保高容量、低流速的母體血流流向胎盤[1]。既往研究發現，EVTs侵襲不良所致的螺旋動脈重構不足與一系列妊娠并發癥有關，如復發性自然流產、先兆子癇和胎兒生長受限等[4]。近年研究發現，EVTs也可侵襲子宮壁中的其他腔內結構，包括子宮腺、靜脈和淋巴管等[5]。現就EVTs侵襲異常與相關妊娠早期疾病的研究進展予以綜述。

1 EVTs對母體子宮的侵襲

目前，兩種被EVTs侵襲的子宮組織結構已被證實，即蛻膜間質和螺旋動脈[1]。研究發現，妊娠早期胚胎組織的營養供給可能需要子宮腺體結構的重構，而淋巴管和靜脈的滋養細胞入侵也可能是妊娠早期液體回流、免疫細胞和激素運輸的必要條件[6]。同時，滋養細胞對子宮螺旋動脈的重塑是妊娠期母胎循環建立的前提條件[1]。

1.1子宮間質EVTs侵襲 目前普遍認為，EVTs通過蛻膜間質開啟侵襲途徑，從而將胎盤固定在子宮壁上[1]。錨定絨毛基底部的滋養細胞柱是侵襲子宮間質EVTs的主要來源，滋養細胞柱中的細胞滋養層細胞產生的基質金屬蛋白酶具有降解宿主組織細胞外基質的能力，在妊娠早期通過分泌基質金屬蛋白酶降解子宮蛻膜的基膜和細胞外基質而侵入子宮間質，并表達一種特定類型的人類白細胞抗原(human leukocyte antigen，HLA)-G[7]。細胞滋養層細胞經過上皮-間充質轉化，形成間質EVTs[8-9]。細胞滋養層細胞這一表型轉變可能與其接觸的母體蛻膜部位高濃度氧有關，也有可能與蛻膜細胞釋放的激素和相關細胞因子有關[10]。間質EVTs從胎盤床的中心開始侵入蛻膜，并以環狀的方式逐漸向外周擴散[11]。在妊娠8周后，間質EVTs穿過蛻膜繼續侵入子宮肌層的內1/3，并在此融合形成多核滋養細胞巨細胞，從而失去侵襲能力[12]，間質EVTs在子宮肌層交界處的確切功能目前尚不明確。Hamilton和Boyd[13]提出，子宮肌層的間質EVTs可能與軟化子宮組織有關；但Brosens[14]根據對多核滋養細胞巨細胞中類固醇酶組織化學定位的研究證實了多核滋養細胞巨細胞具有內分泌功能。

與猴子不同，人類的絨毛滋養層最終不會發育完全，其在妊娠早期出現一段時間后即出現退化，但卻保留了滋養細胞柱中EVTs開始侵襲的位置[15]。胎盤絨毛滋養層發育的種屬差異性對于鑒別EVTs侵襲子宮結構的途徑非常重要。EVTs可直接侵襲蛻膜間質中的開放性血管腔，也可從滋養細胞柱開始侵入動脈和靜脈[1]。因此，間質EVTs細胞群是滋養細胞侵入蛻膜其他結構的主要細胞來源。同時，間質EVTs也有其自身的功能，即EVTs可將胎盤黏附于子宮壁上，EVTs的這一功能通過分泌一種特定的細胞外基質實現，而這種特定的細胞外基質即基質型纖維蛋白，即使分娩數年后仍可在子宮殘存的間質EVTs周圍發現基質型纖維蛋白[16]。

1.2子宮腺體內EVTs侵襲 受精后2周，EVTs首先與母體組織接觸并開始侵入蛻膜間質；EVTs在蛻膜間質的遷移和侵襲過程中，進一步侵入子宮間質內的毛細血管、腺體以及螺旋動脈。EVTs遷移至螺旋動脈腔后不斷增殖形成滋養細胞栓團堵塞血管，管腔內的EVTs進一步侵襲血管內膜和肌層成為血管內滋養細胞[6,15]。堵塞螺旋動脈管腔的滋養細胞栓妊娠早期才開始分解，至妊娠中期胎盤絨毛間隙的母體血流建立，胚胎才開始從母體血液獲取營養物質[9]。因此，Burton等[17]提出子宮腺體分泌的產物是妊娠早期胎盤和胎兒的重要營養來源這一假說。Jones等[18]研究表明，蛻膜腺體中的糖原被分解為可擴散的糖分子后，又被合體滋養層細胞內化，而蛻膜腺體細胞營養合體滋養層細胞的這種組織間相互營養的方式在血液營養開始后即減弱。研究發現，蛻膜腺體分泌的產物含有豐富的蛋白質、脂質和碳水化合物，除了營養早期胚胎外，還具有免疫抑制作用，參與調控早期胚胎著床[19]。子宮腺體開口是朝向宮腔內而不是胎盤絨毛間隙，因此侵襲性EVTs可能以子宮腺體為入侵靶細胞，而其侵襲方式類似于EVTs對子宮螺旋動脈的侵襲。如有研究利用細胞角蛋白7和HLA-G對EVTs進行標記，并對妊娠6～11周的蛻膜組織行雙重免疫組織化學染色，結果顯示，在蛻膜子宮腺體附近和子宮腺腔內均檢測到標記的EVTs[20]。上述研究表明，EVTs經滋養細胞柱穿過蛻膜間質，最終到達并浸潤子宮腺體，從而替代子宮腺上皮細胞。還有研究以蛻膜組織作為EVTs入侵的基質，分析新型共培養對抗模型中EVTs入侵蛻膜間質和子宮腺的過程，結果發現，EVTs侵入蛻膜組織并向子宮腺體侵入，同時在子宮腺體內檢測到EVTs，且EVTs入侵子宮腺體的方式類似于動脈重塑的過程[19]。綜上，子宮腺內EVTs替代腺上皮細胞導致子宮腺體向絨毛間隙開放，從而為早期胚胎提供生長、發育所需的營養物質。

1.3血管內EVTs侵襲 在EVTs侵犯動脈前(即妊娠第5周)，已有約10%的胎盤床子宮靜脈被EVTs侵襲[6]。子宮靜脈EVTs侵襲既往一直被忽略，但子宮靜脈與胎盤絨毛間隙連接的必要性和存在的合理性卻從未被質疑，因為只有靜脈向胎盤絨毛間隙打開，通過螺旋動脈流入胎盤絨毛間隙的母體血液才能回流至母體循環系統[21]。一項體外研究發現，EVTs并未接觸和入侵蛻膜靜脈，因為肝配蛋白B1和肝配蛋白B2陽性的EVTs細胞不與肝配蛋白受體B4包被的培養板底部結合[22]。然而，Moser等[23]通過對妊娠早期子宮蛻膜靜脈內皮細胞標志物促紅細胞生成素產生的肝配蛋白受體B4、血管平滑肌層的標志物結蛋白和平滑肌激動蛋白進行標記，發現了EVTs侵犯子宮靜脈的證據。He等[6]研究也證明，EVTs入侵子宮靜脈。Ramsey[24]發現滋養細胞存在于母體蛻膜靜脈腔后提出，EVTs可侵入母體蛻膜靜脈。

動脈EVTs侵襲已受到廣泛關注[1,25-26]，但動脈EVTs侵襲較腺體EVTs侵襲和靜脈EVTs侵襲均復雜。在腺體EVTs侵襲和靜脈EVTs侵襲中，入侵的EVTs不需要重組腺體和靜脈壁，只需打開并連接這些腔內結構至胎盤絨毛間隙，但對于子宮動脈EVTs侵襲，EVTs則需要進行子宮動脈壁肌層重組[23]。EVTs于早孕期進入動脈管腔并排列于動脈的管壁內，同時增殖形成動脈內滋養細胞栓填充管腔，導致動脈血管堵塞，阻礙母體血細胞進入胎盤絨毛間隙，而只允許血漿以及與血小板大小相似的小分子通過[27]。妊娠早期動脈血管壁的結構重塑對于確保妊娠期血管無阻礙輸送低壓、高血流量的血流至關重要，尤其是妊娠后期。

1.4淋巴管內EVTs侵襲 目前關于非妊娠和妊娠狀態下子宮淋巴管作用的研究較少。既往研究認為，子宮內膜(即子宮黏膜表面)缺乏淋巴管，淋巴管僅局限于子宮肌層，通過對小鼠、大鼠、兔子和人類的觀察發現，子宮內膜和淋巴系統是分離的[28-31]。對于這一觀點目前仍存在較大爭議。有解剖學家發現，妊娠期間的盆腔區域有淋巴血管增生，提示淋巴管生成可能是子宮內膜蛻膜化過程的一部分[32]。也有研究發現，人妊娠的子宮蛻膜中包含大量淋巴管，且在妊娠早期螺旋動脈重塑前，間質EVTs就已進入子宮蛻膜靜脈和淋巴管[6]。

目前淋巴管內EVTs侵襲的途徑尚不清楚，EVTs侵襲淋巴管可能起到連接淋巴管和胎盤的作用。雖然EVTs侵襲淋巴管的作用目前尚不明確，但妊娠早期淋巴管內EVTs侵襲已有報道[6,33]。因此，妊娠早期淋巴管可能參與運輸滋養細胞進入母體循環，胎兒滋養細胞由于含有父源性異體抗原，會被母體免疫系統識別，由此觸發母體對子宮內半同種異體移植物產生免疫耐受。

2 EVTs與妊娠疾病的發生

2.1EVTs與復發性流產(recurrent abortion，RA) RA是指在妊娠20周之前連續發生3次或3次以上流產[34]。在不明原因的RA患者中，EVTs侵襲螺旋動脈的作用已被報道，但這一作用也存在爭議[35]。HLA-G和HLA-C是EVTs的特異性標志物，它們均可與自然殺傷細胞免疫球蛋白樣受體(killer cell immunoglobulin-like receptors，KIRs)結合，激活自然殺傷細胞，并分泌促血管生成因子(如血管生成素1/2、血管內皮生長因子C、γ干擾素和基質金屬蛋白酶)、促炎癥細胞因子和趨化因子(如白細胞介素-6、白細胞介素-1β、白細胞介素-8和白細胞介素-23)，而蛻膜自然殺傷細胞分泌的白細胞介素-8又參與EVTs的侵襲，在螺旋動脈重構和胎兒發育中起關鍵作用[36-37]。研究發現，EVTs中的HLA-G基因多態性以及血液中可溶性HLA-G水平降低均與RA的發生密切相關[38-39]。另外，母體KIRs與胎兒EVTs HLA-C表達失衡的關系也在多項關于RA的研究中被報道[40-41]，母體抑制性KIRs配體(即胎兒滋養細胞中HLA-C)表達減少可降低自然殺傷細胞激活的閾值，從而促進RA的發生。但也有研究發現，母體KIRs譜的表達變化與RA的發生并無顯著關聯[42]。由于KIRs在母體蛻膜組織中的表達具有高度異質性和不穩定性[43]，且目前的研究多為小樣本病例對照研究，尚未達成臨床標準的共識，同時存在分析方法和研究對象種族的差異性，因此結果存在爭議。

此外，研究發現，妊娠早期的EVTs也侵襲母體蛻膜腺體、靜脈和淋巴管[44]。Windsperger等[33]比較了23例RA患者與年齡匹配的健康對照者底蛻膜組織中的EVTs與蛻膜動脈、靜脈和淋巴管的空間分布，結果發現，與年齡匹配的健康對照者相比，RA患者底蛻膜組織中的動脈、靜脈和淋巴管的數量均顯著增加。這與之前報道的RA患者底蛻膜組織中的血管密度未發生顯著改變的結論矛盾[35]。此外，與年齡匹配的健康對照者相比，RA患者底蛻膜組織中EVTs侵襲的靜脈和淋巴管的數量顯著減少，且這種差異在淋巴管中尤為顯著[33]。Quenby等[45]研究發現，在診斷為RA的非妊娠期婦女中，分泌型子宮內膜中的血管生成和血管密度均增加。Plaisier等[46]發現，稽留流產患者妊娠期底蛻膜和非妊娠期分泌型子宮內膜中的血管生成因子(血管內皮生長因子受體1、血管內皮生長因子受體2、膜型基質金屬蛋白酶2)水平均顯著升高，表明底蛻膜血管形成改變可能與流產的發生有關。上述研究表明，RA患者蛻膜EVTs侵襲所致的靜脈和淋巴受損可能是子宮內膜血管化改變的結果。但目前僅有一項研究探討了EVTs侵襲母體蛻膜組織其他管腔結構與RA間的關系[33]。因此，RA患者EVTs侵襲的病理改變是與EVTs功能減退有關，還是由子宮微環境失調所致目前仍不清楚。

2.2EVTs與子癇前期 子癇前期是一種常見的妊娠疾病，無論是早發型子癇前期還是晚發型子癇前期，其特征均為妊娠后期新發高血壓和蛋白尿[47]。子癇前期胎盤內的蛻膜血管病變和多灶性梗死均高度提示血管EVTs功能缺陷，因此阻礙母體血流進入胎盤屏障；對產后胎盤進行活檢發現，子癇前期胎盤的血管重構受限，導致妊娠期生理性血管重構僅局限于蛻膜，而未延伸至子宮肌層[48]。

胎盤中的血管重構缺陷還與成熟的間質EVTs數量減少有關。EVTs侵入子宮間質后，滋養細胞依賴的血管重構開始發生，這個過程主要分為兩個階段：①通過遷移至螺旋動脈周圍的間質EVTs破壞動脈肌層并分泌纖維蛋白；②血管內滋養細胞沿動脈管壁向上運動，并替代血管內皮細胞，進一步破壞動脈肌層[49]。值得注意的是，血管內滋養細胞侵襲只發生在血管周圍間質EVTs包圍并重構的動脈中，表明血管周圍間質EVTs重塑(第一階段)是血管內滋養細胞侵襲(第二階段)的關鍵前提條件，且這兩個階段受時空調控[1]。然而，目前影響EVTs侵襲的因子大多基于絨毛組織體外實驗研究的可溶性因子，這些分離的EVTs由間質EVTs組成，因此體外EVTs侵襲模型是否也可應用于血管內EVTs侵襲還有待驗證。

胎盤特異蛋白8是子宮間質EVTs的特異性標志物之一，也是一種肌動蛋白相關蛋白，胎盤特異蛋白8可通過激活Ras相關的C3肉毒素底物1和細胞分裂周期蛋白42，促進EVTs的侵襲和遷移；但子癇前期患者胎盤間質EVTs中的胎盤特異蛋白8表達水平顯著升高，這可能是對子癇前期胎盤中EVTs侵襲不足的一種代償反應[50]。

白細胞相關免疫球蛋白樣受體-2是血管中侵襲性EVTs的特異性標志物之一。研究發現，胎盤絨毛的白細胞相關免疫球蛋白樣受體-2表達減少與妊娠后期子癇前期的發生相關，其發病機制可能與血管內EVTs凋亡增加有關[51]。血管內EVTs凋亡增加在早發型子癇前期伴胎兒宮內生長受限的研究中也有報道[52]。有研究發現，CC趨化因子受體1和膜結合補體調節因子CD59均特異性表達于血管內EVTs和細胞滋養層殼，而非間質EVTs[53]。活化的血小板可分泌多種可溶性因子，可溶性因子增強原代EVTs細胞侵襲能力的作用可以被CC趨化因子受體1的抗體中和，由此推測，循環中的血小板被血管內的EVTs捕獲，并釋放CC趨化因子受體1配體，進而吸引細胞滋養殼中的CC趨化因子受體1陽性滋養細胞進入螺旋動脈，誘導CC趨化因子受體1在血管壁內運動，形成一種正反饋機制，促進動脈重構[54]。

2.3EVTs與輸卵管妊娠 在組織組成上，可行的輸卵管妊娠與子宮著床部位相似，均是由上皮層和固有層組成，包括結締組織、腺上皮和表面上皮、滋養細胞以及淋巴細胞[55]。但正常宮內妊娠與輸卵管妊娠患者胎盤床內侵襲EVTs的細胞形態不同，與正常宮內妊娠相比，輸卵管妊娠患者高侵襲性的小梭形滋養細胞亞群大量存在，大的多角形滋養細胞存在較少[56]。

在可行的輸卵管妊娠中，滋養細胞具有高度侵襲性，其可穿透管壁，導致輸卵管妊娠破裂[57]。關于輸卵管妊娠血管EVTs侵襲的報道較少。Randall等[58]通過調查105例輸卵管妊娠患者發現，EVTs以侵入螺旋動脈的方式侵襲輸卵管胎盤床處的血管。Emmer等[59]研究發現，輸卵管妊娠患者胎盤血管腔內存在EVTs，表明EVTs可重構輸卵管胎盤床血管，免疫組織化學結果顯示，這些EVTs位于黏膜皺襞上皮下，并從基底部侵入。輸卵管妊娠患者侵入黏膜皺襞上皮的EVTs可能來自于侵入固有層的EVTs，但目前關于EVTs侵襲與輸卵管妊娠的研究較少，因此EVTs與正常宮內妊娠和輸卵管妊娠的關系仍有待驗證。

3 小 結

EVTs可沿著其侵襲途徑侵入母體子宮組織中的每個管腔結構，因此EVTs侵襲不受侵襲結構特異性限制。由于缺乏合適的體外實驗和動物模型，目前有關人類妊娠早期EVTs侵襲機制的研究仍十分有限。闡明母胎EVTs的侵襲功能和途徑是成功妊娠的關鍵，也為進一步探究妊娠并發癥(如RA、異位妊娠和子癇前期)的發病機制提供了新思路。未來還應關注EVTs在不同類型管腔結構中的侵襲數量和深度、EVTs侵襲在動脈與靜脈間的平衡以及EVTs在整個孕期的發展變化等方面的研究，為相關妊娠早期疾病的治療提供幫助。