子宫内膜异位症 (EMs)是 妇科 常见病,约有10%的育龄妇女受其影响,发病率有逐渐增加趋势。反复加重的 痛经 、月经量多、慢性盆腔包块、不孕等症状,严重影响患病女性的身心健康与生育能力,尽管是良性 疾病 ,但某种生物学行为却与恶性 肿瘤 相适,是难以治愈的疾病。国内外学者对其进行了大量探索,形成了很多著名的理论,Sampson于1927年提出的“经血逆流”理论最为经典。但具体的病因、发病机制尚未完全明确,治疗上使用激素和外科去势疗法,效果很不理想。大量研究证实,EMs的发生与自身免疫失调有关,有70%-90%的妇女月经期经血碎片逆流到腹腔,只有10%-15%发展为EMs,而且发病有家族聚集倾向,一级亲属中有发病者,其发病风险比无家族史者高7倍。提示经血逆流只是诱因。内膜异位症患者存在基因表达异常,存在体液与细胞免疫的改变,免疫抑制与免疫促进失衡,导致免疫失控。在位内膜的粘附、侵袭和血管形成能力具有特异性。有关免疫调节剂在EMs的动物实验和临床应用中都取得了相当的进展。本文就内膜异位症患者基因表达异常、免疫失调与EMs的相关性研究进行综述。 营口市中医院妇科赵齐生
1 基因表达异常与 EMs
随着生物遗传学和基因芯片技术的发展,学者们开始关注EMs患者的基因学改变。对患者基因检测发现,患者常出现非整倍体(11,16,17)、序列丢失或插入(1p,17 p,6q,7q)等染色体表现异常,22%的患者7 p、9q16表现异常。EMs与谷胱甘肽转移酶、半乳糖转移酶、雌激素受体的基因多态性有关。
Bcl-2基因是1984年Tsujimoto等从滤泡性 淋巴瘤 中分离出的一种原癌基因,参与体内细胞凋亡的调解。Meresman [1] 发现EMs患者中Bcl-2基因表达水平较正常健康人群增高,并且随着随着病情的进一步加重而逐渐明显。该基因的表达使内膜上皮细胞凋亡受到抑制,有利于维持内膜的生长趋势,破坏了内膜细胞增生和衰亡的平衡机制,导致异位内膜可能在宫腔以外的环境下能够存活。与之相反,bax是Bcl-2相关x蛋白基因,是一种促细胞凋亡基因,与前者同时参与细胞凋亡过程的调解,在EMs患者中却呈现低水平表达。Fas/Fas-L是将细胞凋亡信号传入细胞内的主要系统之一,Fas是促凋亡基因,位于细胞膜上,与Fas-L结合,激活系列级联反应,引起死亡信号的逐级传导传诱导凋亡程序,又被称之为“死亡因子”。Harada [2] 发现EMs患者中Fas低表达,Fas-LmRNA被转录激活而呈高表达,使得Fas与Fas-L蛋白表达失衡,凋亡程序受到抑制,使异位内膜得以存活。原癌基因c-myc及其多肽产物是细胞增值和分化的重要调节物质,卵巢激素通过影响c-myc基因表达,调节子宫内的不同类型细胞的生长,具有促进细胞增殖和凋望的双重功效。Schenken [3] 研究表明EMs患者c-myc mRNA表达高于正常人,可能参于异位内膜细胞的增殖调解。
基质金属蛋白酶(MMPs)是细胞外基质讲解过程中的族主要的蛋白调节酶,参与体内的许多生理和病理过程,与肿瘤的转移和侵润过程密切相关。EMs具有与恶性肿瘤相似的转移和侵蚀特性。EMs 患者MMP和金属蛋白酶抑制剂(TIMP)活性发生改变,表现为MMP-1、-2、-3、-7、-9、-11表达增加,而TIMP-1、-2、-3表达降低,使MMP和TIMP之间平衡失调,促进细胞外基质降解,增加异位内膜的侵袭力。近年来,许多研究结果表明EMs患者在位MMPs 和TIMP的表达改变使其更具有侵袭力[4]。已知Fas-L的激活与MMP表达密切相关,而MMP表达在EMS的发生和发展中起重要作用 [5] ,高水平表达的MMP一方面增强一位内膜细胞的侵蚀能力,另一方面通过激活膜结合Fas-L,提高活性Fas-L的表达,从而通过诱导Fas阳性的免疫细胞凋亡来干扰体内免疫防御机制,为一位内膜细胞的种植和生长提供有利条件。细胞间黏附分子(ICAM)是由细胞产生,分布于细胞表面活细胞外基质,接到细胞与细胞、细胞与外基质的黏附,以配体-受体结合的方式发挥作用,参与细胞的信号传导和活化,细胞的伸展、移动、生长、分化及炎症反应等一系列的生理和病理过程,异位内膜必须与其他组织黏附才能存活,EMs患者中ICAM-1 mRNA高表达,在没有细胞因子刺激的情况下,ICAM-1蛋白水平明显增高。
当在位子宫内膜功能蛋白发生基因变异时,可发生异位子宫内膜的侵袭性生长,受体变异可导致疾病的发生。1997年Fujimoto发现,雌激素受体(ER)的变异体ERE5SV,正常子宫内膜上ERE5SV基因是ER的20%,但不表现ERE5SV的作用,而异位内膜因ER功能发生异常,即表现出ERE5SV的作用,只是孕酮合成低下。1998年Misao首次用RT-PCR DNA序列分析法发现,人在位及异位子宫内膜的孕激素受体(PR)mRNA有两种类型,一为野生型、一为外显子缺失的变异型,研究推测变异型PR具有不同野生型PR的功能,而参与异位后EMs发生。Matsuzaki等 [8] 用RT-PCR及原位杂交发证实,在位和异位腺上皮和间质细胞均有ERα和ERβmRNA的表达,异位内膜中ERα和ERβ的表达率均低于在位内膜,无论在位还是异位内膜,雌激素的调节主要是通过ERα来实现的,Mizumoto等 [9] 在研究ERα基因的表达与MMPs的相关性中证实,ERα在肿瘤生长和侵袭过程中促进MMPs发挥作用,所以认为ERα在EMs的发生、发展中所起的作用比ERβ更重要。
在性激素研究过程中,细胞色素P450酶(CYP450)的重要性被逐渐发现,CYP450 是由CYP19基因编码的产物,是雌激素转化过程中的限速酶,在致癌物的活化和解毒中有重要作用。Bulun [10] 论述了雌激素子分泌的正反馈机制:通过PGE2、Camp等信号传导通路的改变引起芳香化酶P450过渡转录,异位内膜芳香化酶异常表达。Dheendayalu等 [11] 论述P450mRNA在异位内膜中表达,在位内膜并不表达,异位内膜中的芳香化酶P450活性增高,诱导雌激素生成,此外由于异位内膜缺乏17-β羟类固醇脱氢酶2,雌激素灭活减少,造成局部雌激素集聚,促进内膜增生。P450IAI是P450酶的一种重要亚型,是代谢环境毒物的主要酶,也参与雌激素的代谢过程,定位与染色体15q22- q14,编码芳香烃羟化酶,该基因第七外显子的点突变引起第462号密码子的改变,基因突变引起局部细胞因子异常,促进异位内膜的侵袭生长,P450IAI基因MspI多态性或许与异位内膜形成有关 [12] 。
血管生成是 EMs 发生和发展的重要环节。 Smith [13] 认为 EMs 发病的基础可能使子宫内膜血管生成紊乱造成的。近年来,随着分子生物学基础研究的深入,发现血管内皮生长因子( VEGF )及其家族成员能特异的促进血管内皮细胞增生,在血管生成过程中起重要作用。研究证明, EMs 患者的异位和在位内膜存在丰富的 VEGF 及其受体的表达。缺氧是促进 VEGF 分泌的重要因素, Sharkey 等 [14] 选择了能够表达 VEGF 的人类子宫内膜细胞进行体外缺氧诱导试验,在缺氧环境下培养 24h ,用定量RT-PCR(逆转录聚合酶链反应)方法,测得人类的的子宫内膜基质细胞和腺上皮细胞 VEGF mRNA 的表达增加 2-6 倍,而且每种类型的 VEGF 增加的程度相同,在应用雌二醇或孕酮时,这两种细胞对缺氧引起的 VEGF mRNA 的表达增加没有改变。用原位杂交法还测得在月经周期中,类固醇激素降低、局部组织缺氧状态下, VEGF Mrna 仍有强表达。基因分析认为:缺氧可能通过控制基因转录,上调 VEGF 的基因表达。研究证实:雌激素可以上调培养基中人子宫内膜基质细胞 VEGF 的分泌,尤其是 EMs 患者中这种效果更为明显, Abbas 等 [15] 通过对患者体内获得或体外培养的子宫内膜细胞定量分析发现,正常子宫内膜基质细胞储存并表达 VEGF ,雌激素可以提高 VEGF 的表达,并且增加这些储存 VEGF 细胞的数量。对孕激素影响 VEGF 表达的研究不如雌激素,并不了解其调节 VEGF 表达的分子机制。 VEGF 增加微血管的通透性机制是诱导内皮细胞分泌多种组织蛋白酶,主要是尿型蛋白酶和组织型纤溶蛋白溶酶原、胶原蛋白酶及组织因子等,增加释放明胶酶 A 和减少金属蛋白酶组织抑制剂 (TIMPs) 的释放,增强内皮细胞表达间质胶原酶和整合素ανβ 3 ,降解基底膜,增高内皮细胞通透性,引起血浆蛋白高度通透而又到间质产生,促进心血管形成。
2 免疫诱导与 EMs
病灶部位和腹腔内炎症细胞募集后即可激发机体免疫反应,使免疫细胞活性、数量改变,并释放细胞因子和生长因子,相关的细胞有巨噬细胞、自然杀伤细胞( NK )、 T 细胞等免疫细胞。在内异症患者腹腔液中巨噬细胞数量增加,但其受体表达减少,而清除异位内膜的活性降低。炎性细胞因子能够促进 VEGF mRNA 的表达。巨噬细胞分泌的 VEGF 可以被肿瘤坏死因子( TNF- α)、白细胞介素 -6(IL-6) 、巨噬细胞炎症蛋白 -1 α和巨噬细胞炎症蛋白 -2 上调。 IL-6 是急性炎症反应的主要标记之一,由巨噬细胞、子宫内膜细胞等多种细胞分泌,能作用于多种靶细胞,具有多种生物学功能。有研究发现 IL -6 能上调异位内膜细胞合成和分泌 ENDO Ⅰ,而 ENDO Ⅰ能与巨噬细胞黏附,而降低噬细胞的黏附和吞噬功能, END OⅠ又可上调 IL-6 ,使异位内膜免遭吞噬,得以生存和发展 [16] 。 NK 在异位内膜中细胞毒作用降低,实验发现内异症患者腹腔液和外周血中分离的 NK 细胞器杀伤抑制性受体呈高表达,对自体和异体子宫内膜的杀伤作用降低,巨噬细胞分泌的转化生长因子β(TGF-β)对 NK 细胞也有抑制作用 [17] 。
有研究表明在炎症反应状态下(如EMs),白细胞介素 -1 β (IL-1 β ) 也能够诱导 VEGF 基因的转录,即在转录水平上促进 VEGF mRNA 的表达,进而诱导新生血管形成。 Gilabert 等 [18] 通过对比 EMs 患者与正常女性在位子宫内膜和腹腔液发现, EMs 患者在位子宫内膜 VEGF mRNA 的表达和 VEGF 蛋白含量高于正常女性,腹腔液中 VEGF 、尿激酶型纤溶酶原激活物( uPA )、基质金属蛋白酶 -3 ( MMP-3 )的含量也高于正常女性。 TNF- α是一种多功能性的炎性细胞因子,在介导细胞凋亡中有重要作用,参与炎症和自身免疫性疾病。内异症患者腹腔液中 TNF- α升高。 TNF- α二型受体( TNF - RⅡ)在其介导的细胞毒作用、促有丝分裂、抗增殖和凋亡过程中有重要作用, TNF - RⅡ mRNA 及其蛋白在内异症患者腺体细胞中表达明显下降。 TNF- α可以诱导 IL-8 基因和蛋白的产生,还可以增加异位内膜 IL-6mRNA 在间质细胞中的高表达,从而促进内膜细胞的增值。在细胞因子中还存在其他因素,如腺体中表皮生长因子 (EGF) mRNA 水平高表达,碱性成纤维因子( bFGF )在增至晚期内膜的高表达, IL-10 基因启动因子变异等。
正常 T 细胞表达和分泌调节活化因子( RANTES )及 IL-8 等趋化因子, RANTES 对单核细胞和记忆性 T 细胞有趋化作用,还可以激活淋巴细胞,参与急、慢性炎症反应。在位和异位子宫内膜中, RANTES 蛋白均主要在间质细胞中表达,但研究发现来自异位子宫内膜间质细胞分泌的 RANTES ,显著高于在位内膜。 IL-8 是趋化因子α家族中的成员,对中性粒细胞和 T 细胞有较强的趋化作用,还具有促进细胞侵入、增值、和潜在的血管生成作用。 T 淋巴细胞在内异症患者的腹腔液和病灶部位数量增加,但功能受到抑制,可能由于 IL-8 上调子宫内膜间质细胞 Fas 配体的表达,促进 T 淋巴细胞的调亡 [] ,而对异位内膜细胞的清除能力下降 [19] 。异位内膜细胞的增值与细胞的字分泌有关。内膜间质细胞通过子分泌的方式分泌 IL-8 ,而 IL-8 能显著刺激内膜间质细胞 DNA 的合成,并使子宫内膜腺上皮及间质细胞存活。趋化因子( chemokine )为一组细胞因子,参与白细胞特别是巨噬细胞和淋巴细胞的游走和活化。子宫内膜间质细胞能分泌单核细胞趋化蛋白 1 ( MCP-1 ), MCP-1 对单核细胞具有趋化、激活作用,内异症患者腹腔液中 MCP-1 的平均浓度显著升高,子宫内膜具有分泌 MCP-1 的功能,而且内异症患者的子宫内膜表达 MCP-1 Mrna的能力明显高于非内异症者。研究认为病灶部位及腹腔液中单核细胞的募集可能与子宫内膜间质细胞分泌的 MCP-1 有关,另外 MCP-1 还可通过提高内膜的 Ca 2+ 的通透性而激活巨噬细胞。有报道指出, MCP-1 对立体培养的子宫内膜间质细胞分泌 VEGF 具有促进作用,且 MCP-1 的这种促进作用于雌二醇的促进作用具有协同性,并且内异症患者的子宫内膜间质细胞分泌 VEGF 的能力及对雌二醇和 MCP-1 的反应性高于非内异症患者, MCP-1 可能是子宫内膜间质细胞分泌 VEGF 的细胞因子 [20] 。
3 基因治疗、免疫调节在 EMs 治疗中的应用
基因治疗具有广阔的应用前景及明显的优越性,新型转基因疫苗研究,通过基因转染技术可是病灶局部产生稳定的血管形成抑制因子,同时以病灶血管内皮细胞为靶细胞的基因治疗对正常组织的血管形成影响小。 VEGF 反义寡核苷酸腹腔注射使大鼠异位症模型的建模成功率明显降低。 VEGFmRNA 反义寡核苷酸可以直接抑制腹腔液细胞中 VEGFmRNA 的表达,降低腹腔液 VEGF 水平,从而抑制腹膜及异位种植内膜的血管生成。研究证明,应用 VEGFmRNA 反义寡核苷酸腹腔注射后,仍有少数移植后的内膜存活并生长,但移植物的体积明显小于未注射组而且随着 VEGF 反义寡核苷酸注射剂量的增加,使移植成功率进一步降低。尽管 VEGF 反义寡核苷酸注射后,单一因子往往不可能完全抑制血管的生成,不能完全抑制异位内膜的生长,不能保证所有腹腔细胞的 VEGFmRNA 均被抑制,而且仅是在转录和翻译水平抑制 VEGF 基因蛋白的表达,但是本身并不影响细胞的生长,用药期间并未使大鼠的生殖内分泌调节机制受到影响,仍有周期性的排卵。停止 VEGF 反义寡核苷酸注射后移植物的体积稍有增加,可能被反义寡核苷酸转染的细胞在合适的时机又恢复了分泌 VEGF 的能力,使已经萎缩的内膜细胞又获得了继续生长的能力 [22] 。
目前一些国家已将干扰素( IFN )应用于 EMs 的治疗中。 IFN 是由多种细胞产生的具有广泛的抗病毒、抗肿瘤和免疫调节作用的可溶性糖蛋白。其中 IFN α主要有白细胞产生,具有较强的生物活性,在 EMs 治疗中,由于其能够抑制成纤维细胞、上皮细胞、和造血细胞的增殖,能够下调 c-myc 等原癌基因转录水平,下调 VEGF 受体、胰岛素受体等表达,促进大多数细胞组织相溶复合物Ⅰ类( MHC Ⅰ)抗原的表达,活化 NK 细胞核细胞毒性 T 细胞 (CTL) ;能够抑制 bFGF 诱导的内皮细胞增殖,直接抑制人表皮为血管内皮细胞和人细毛细血管内皮细胞的增殖、迁移。离体实验证实 IFN α -2b 可以通过抑制子宫内膜的 DNA 合成而抑制子宫内膜的生长;动物实验也表明:通过腹腔内和皮下两种方式向建模成功的 EMs 大鼠模型注射人重组 IFN α -2b ,能够减小异位子宫内膜病灶的体积,而且良种给药方式无明显差别。 Mohamed 等 [23] 报道了首次应用 IFN α -2b 治疗 EMs ,经腹腔镜检查证实的盆腔 EMs 患者按分期不同,与腹腔镜下直接给于不同剂量的 IFN α -2b 治疗, 3 个月后主观评价临床症状缓解程度,分析血清 CA125 变化,腹腔镜二次探查并测量异位病灶直径,证实 IFN α -2b 可以使 EMs 患者症状减轻,是异位病灶缩小甚至消失,能够减低疾病的分期、增加妊娠率。 Koridze 等 [24] 在外科手术切除 EMs 病灶的基础上,给予达芙通( duphaston )联合重组 IFN α -2b 治疗 EMs ,结果联合用药组临床效果和妊娠率均高于术后单独应用达芙通组。
卡介苗( BCG )作为一种免疫调节剂,最早用于预防结核 感染 及加强对结核杆菌的特异性免疫。 BCG 能够增强巨噬细胞的吞噬功能,对 T 淋巴细胞、 B 淋巴细胞、 NK 细胞等免疫细胞具有间接的促进作用,既可以激活固有免疫细胞产生非特异性免疫应答,又可以激活 T 淋巴细胞产生特异性免疫应答。通过小剂量抗原物反复刺激,激活外周免疫系统 T 细胞增殖分化,合成释放 IFN 等淋巴因子,提高单核 - 巨噬细胞系统地吞噬能力,产生生理防御和自稳功能为主的免疫反应。动物实验证实 BCG 能够抑制肿瘤转移生长,清除现有肿瘤,能够抑制子宫内膜的种植。 Clayton 等 [25] 从 EMs 患者中提取子宫内膜基质细胞进行原代培养,从健康志愿者中提取外周血单核细胞。给予外周血单核细胞、 NK 细胞等效应细胞不同浓度的 BCG ,并检测效应细胞对子宫内膜基质的杀伤能力,结果发现,经 BCG 处理后的效应细胞对子宫内膜基质的杀伤作用增强,最适合的 BCG 杀伤浓度为 0.1 感染复数。
动物实验和临床实践均证明著名的中药方剂小柴胡汤治疗 EMs 效果确切,研究表明小柴胡汤可以上调一些细胞表面Fas蛋白的表达,能够促进细胞凋亡,抑制细胞增殖,对 EMs 大鼠异位内膜有明显抑制作用 [26] 。
综上所述,目前 EMs 病因、发病机制尚未明确,在位内膜某些特异性的基因表达异常和患者的自身免疫因素可能是 EMs 得以发生、发展的条件,由于内在因素的逐级诱导,最终出现免疫失衡的瀑布放大效应,结果发生一系列临床症状,严重影响患者的生活质量。病理演变过程复杂、参与因素众多,因此临床治疗相当棘手。随着分子生物学研究进展,基因疗法、免疫疗法等具有针对性的“源头治疗”理念,可能会真正的落到实处。
参考文献:(略)