子宫内膜异位症研究进展

子宫内膜异位症;基质金属蛋白酶;血管内皮生长因子;雌激素;综述

子宫内膜异位症(简称内异症,endometriosis EMs)是具有生长功能的子宫内膜组织(腺体和间质)出现在子宫腔被覆内膜及宫体肌层以外的其他部位。它以进行性加重痛经、盆腔疼痛、月经失调及不孕等为主要特征,病变呈多样性、广泛性,组织上虽然是良性的,但却有侵袭、增生、转移、复发及恶变等类似肿瘤的恶性行为;异位子宫内膜可以侵犯全身任何部位,其中以宫骶韧带、卵巢、子宫直肠凹为最常见。一般见于生育年龄妇女,以25～45岁妇女多见,生育少、生育晚的女性发病明显多于多生育者,绝经后或切除双侧卵巢后异位内膜组织可逐渐萎缩吸收,故内异症是激素依赖性疾病,也是妇科常见病,近年来趋于年轻化,并呈上升趋势。

从1860年Rokitansky首次报道内异症并研究认为,内异症是一种“溃疡(ulcer)”,并没有引起大家重视。1921年Sampson首次提出了种植学说,也是目前公认最为重要的学说,包括经血逆流、淋巴传播、血管播散和医源性种植等,但经期行腹腔镜手术证实,76%～90%正常妇女伴有经血逆流生理现象,只有10%～15%患者发病[1],它也无法解释盆腔外的异位症。因此,国内外学者仍在深入探讨其发病机理,也一直是研究的热点的问题,随着分子生物学和相关科学的发展,最新研究集中在子宫在位内膜,国内学者提出“在位内膜决定论”假说[2]成为研究热点,在内异症病灶形成过程中,黏附→侵袭→血管形成是被多数学者认定的病理生理过程,人们将其称为3A(attachment aggression angiogenesis)程序。

细胞与细胞、细胞与细胞外基质间的黏附作用是多细胞生物的基本生物学现象,黏附是异位内膜“入侵”盆腹腔腹膜或其他脏器表面,继而突破细胞外基质,产生黏附,血管形成是其黏附后生长的必要条件[3],在这一过程中,有多种相关细胞黏附分子所介导,到目前为止已发现的细胞黏附分子有50种以上,属于免疫球蛋白超家族、整合素家族、选择素家族和钙黏附素家族等[4],如血管内皮生长因子(VEGF)、表皮生长因子(EGF)、基质金属蛋白酶(MMP)、钙黏附素-E、单核细胞趋化蛋白-1(MPC-1)、芳香化酶等,有激素、免疫反应以及局部微环境的影响,使这一病变过程颇为复杂多变。

1 MMP与组织抑制剂(TIMP)

MMPs为锌离子依赖的中性蛋白酶家族,它们共同作用几乎可以降解所有的细胞外基质和基底膜成分,MMPs以原酶(proMMPs)的形式分泌,并可通过各种蛋白酶的水解或与有机汞的相互作用被激活,其活性可被TMPs和α 2巨球蛋白所抑制。MMPs对细胞外基质成分降解的控制和调节对组织重建、细胞迁移、肿瘤生长、侵袭及转移等过程中起重要作用。李艳等[5]用RT-PCR检测了在位内膜及非内异症对照组MMP-9及TIMP-1mRNA的表达情况,结果发现MMP-9和TIMP-1mRNA在2组内膜间无明显差异。异位症患者的异位内膜和在位内膜组织均可表达MMP-9及TIMP-1mRNA,虽然两者MMP-9mRNA的表达率及表达强度没有明显差异,但异位内膜组织中的TIMP-1 mRNA的表达强度明显低于在位内膜,提示异位内膜中的MMP-9与TIMP-1的比值高于在位内膜,异位内膜比在位内膜具有更强的蛋白水解活性,可以侵袭周围组织,促进异位病灶的进展。在经期脱落的内膜中,有包括MMP-9及TIMP-1在内的多种MMPs及TIMPs表达,即使在内膜培养24 h后,仍有MMPs及TIMPs表达[6],当选用雏鸡的绒毛膜、尿囊膜作为人子宫内膜的受体时,抑制MMPs的分泌或阻断MMPs的活力,可影响子宫内膜异位病灶的形成[7]。这些研究结果均表明,内异症患者的在位内膜可能因为增加了MMP的蛋白水解活性而更具有侵袭能力,从而有利于腹膜种植和侵袭。内异症患者在位内膜MMP-2、膜型1(MT1)MMP mR-NA、MMP-3及尿激酶(u-PA)的蛋白表达强度,明显高于非内异症妇女的子宫内膜[8-9],内异症患者的在位内膜比非内异TMP-1更能和MMP-9非共价结合,形成1∶1的复合体,从而调节MMP-9的活性。因此推测,异位内膜在腹腔内微环境的影响下侵袭活性增强。内异症患者的在位内膜,在生物学上与非内异症妇女的内膜有一定差异,具有更强的种植侵袭能力,而这种内膜一旦异位种植,异位的内膜组织即具有了较强的蛋白水解活性,侵袭周围组织,导致内异症的发展。

2 VEGF

1989年Forrara等从牛滤泡细胞的体外培养液中纯化得到一种能作用与血管内皮细胞,促进其有丝分裂的物质,命名VEGF。在月经周期中,子宫内膜周期性剥脱之后的再生修复过程,不仅需要子宫内膜腺上皮细胞及基质细胞的增殖,而且还需要同步形成新的毛细血管,当子宫内膜返流入腹腔,黏附、侵袭入腹膜并形成微小内异症病变后,必须要有新生血管提供血液,才能进一步发展。因此,VEGF可能参与了子宫内膜及异位内膜血管形成过程的调控。关于VEGF及其mRNA在子宫内膜组织中的表达及其周期性变化存在不同意见。V.Bourlev等[10]报道,增殖活性高的内异症病灶组织VEGF受体的表达高于增殖活性低的病灶。还有研究发现,卵巢内异症囊肿的腺上皮细胞和包膜成纤维细胞中VEGF的表达与囊肿的大小有关[11-12],其表达强度分泌期明显高于增生期。谭先杰等[13]在研究子宫内膜组织VEGF及TSP-1的表达与月经周期有一定关系,分泌期VEGF mRNA和TSP-1mRNA的表达高于增殖期,增殖期子宫有较丰富的新生血管形成的过程,这与血管形成抑制因子TSP-1表达水平较低是一致的。究其意见不一的原因,可能与材料的选择、检测方法等不同有关。尽管如此,比较一致的看法是,在整个月经周期子宫间质的血管均有较强的VEGF的表达,说明VEGF在月经周期子宫内膜的血管构建中起重要的生理作用,这为通过抑制血管活性而治疗提供了理论的基础。另一方面,内异症可能伴有某些基因异常[14],包括基因结构和基因表达的改变,内异症在位内膜细胞抗凋亡基因DAD21、BCLXS、PCN基因表达显著升高,而促凋亡基因BCLXS、BCLXL显著下降,与内异症在位内膜细胞的持续增殖、凋亡抑制相关。

已经发现,内异症患者的子宫内膜在某些方面不同于正常的子宫内膜,在血管形成活性因子的表达方面,内异症患者的子宫内膜也有不同于正常子宫内膜的特点,即血管形成促进因子的表达增强,抑制因子TSP-1的表达减弱。这种血管形成活性增强的子宫内膜返流入腹腔后,可能比正常的子宫内膜更容易刺激周围腹膜形成新的血管,从而使患病的可能性增加。有学者证实,内异症患者在位子宫内膜的微血管密度高于非内异症妇女的子宫内膜[15]。因此,内异症患者的子宫内膜在血管形成活性方面和密度方面都强于正常子宫内膜,为“在位内膜决定论”提供了基础根据。

3 雌激素受体(ER)

内异症是雌激素依赖性疾病,雌激素可以直接刺激异位病灶的细胞增殖,还可刺激多种因子参与内异症的发病过程[16],雌激素发挥作用必须与靶细胞上的相应受体特异性结合,才能将信息传递至细胞内的特定部位,从而影响细胞的代谢过程或对基因表达进行调控[17]。虽然ER两种亚型的生理功能尚不完全清楚,但就目前所知,其生理作用各有侧重,不能相互替代[18]。在传统雌激素靶器官如子宫、下丘脑/垂体、骨骼等中ER对雌激素的介导作用主要是通过ERa完成。但是在卵巢、心血管系统、脑组织、炎性病变及内异症等中ERb却有明确作用[19]。H.A.Harris等[20-21]用RT-PCR和原位杂交方法检测了卵巢子宫内异位囊肿及其在位子宫内膜ERa和ERb mRNA的水平,发现异位内膜的ERa和ERb表达率均低于在位内膜,而且在卵巢子宫内膜异位囊肿中ERb表达率低于ERa,并认为ERa在腺上皮和间质细胞的优势表达是卵巢内异症发生发展的基础。龙晓宇等[22]利用流式细胞仪检测ERa和ERb在正常子宫内膜上皮细胞及内异症患者在位子宫内膜及异位内膜上皮细胞中表达,结果在正常子宫内膜上皮细胞及内异症患者在位内膜上皮细胞及异位内膜上皮细胞中均检测到ERa和ERb的表达,在正常对照组和在位内膜组上皮细胞中ERb明显高于ERa,异位内膜上皮细胞中ERa与Erb比较无明显差异,ERa和ERb在3组上皮细胞间比较差异均无统计学意义[23]。然而,J.Fujimoto等[24]检测ERa和ERb的表达水平,发现在位内膜中ERa与ERb二者之比明显高于异位内膜,并证实ERb在异位内膜中表达减弱,间质和腺体表达无显著差异。刘爱军等[25]用免疫组织化学方法研究了60例月经周期不同时相卵巢子宫内膜异位囊肿及其同期在位子宫内膜的ER亚型的表达,并以30例正常子宫内膜作为对照,结果显示在位子宫内膜中ERa的表达,不仅显著高于内膜异位囊肿,而且高于正常内膜,而ERb的表达以内膜异位囊肿最高,其次是在位内膜和正常子宫内膜,在位内膜中主要表达ERa,而异位囊肿中主要表达ERb且表达受限,此研究结果与J.Fujimoto等[24]的报道有相似之处。分析其原因主要有:各研究中所采用的方法或试剂不同,先前的报道多为ERa和ERb mRNA的表达量,而有学者研究的为ERa的蛋白表达,在mRNA翻译为相应蛋白质过程中存在转录后调控作用[25],因此,可以推断在靶器官中ERb与ERa稳定的比率对保持雌激素作用的完整性而言是必需,可能与异位病灶的雌激素依赖性生长和扩张,为今后深入研究激素对内异症患者在位内膜及异位内膜中ERa和ERb的调节作用提供了理论基础依据。

4 诊断

内异症病变复杂,形态多样性、广泛性,诊断却不理想。目前诊断仍依据病史痛经、月经异常、不育妇科检查扪及盆腔内有触痛性结节或子宫旁有不活动的囊性包块等高度怀凝是内异症,但有一定的主观性及误诊率,有的内异症患者并没有症状。有学者的研究认为磁共振血栓成像技术可以诊断内异症并且能够定位小的腹膜病灶[26],在这方面比常规超声有优势。一些特殊检查如CA125值测定、抗子宫内膜抗体及芳香化酶P450等能提高对内异症的诊断率,但目前缺乏临床医学统计。腹腔镜是目前国际公认的内异症诊断的最佳方法,但镜检观察有一定局限性,如对隐匿或腹膜下器官组织内病变易疏漏,也并不是每个患者、每个医疗单位都可接受或施行腹腔镜检查。经组织活检经病理学证实,有内膜腺体和间质者只占40%～70%[27],因此镜检阴性结果不能说明没有内异症。近年来,经阴道注水腹腔镜(THL)技术悄然兴起,类似宫腔镜检查,与腹腔镜诊断的相符合,诊断成功率高,但其比腹腔镜操作更简单、不良反应小,有可能将逐步取代诊断性腹腔镜,用于内异症的诊断。

5 治疗

内异症的治疗仍然是一个十分棘手的问题,促性腺激素释放激素激动剂(GnRH atagonist)是当前最受推崇的内异症治疗药物,其主要作用是对垂体促性腺激素分泌的抑制,持续给药时,使垂体Gn-RHa受体的敏感性降低,导致卵泡刺激素(FSH)和黄体生成素(LH)的分泌急剧下降,卵泡停止发育和闭经。但长期用药会导致雌激素水平降低,引起类似绝经期综合征的表现,如潮热、多汗、血管舒缩不稳定、乳房缩小、阴道干燥等。国内学者提出用氨甲蝶呤(MTX)的治疗,取得一定疗效,但它主要毒副作用可引起造血功能障碍等[28]。药物治疗虽有较好的疗效,但存在一些不足,如停药后短期内可复发、长期药物的疗效因个体不同而不同,其用药时间的确定性、用药带来的副作用、恶变等这些药物治疗效果的评价依然缺乏临床医学方面的研究。目前,腹腔镜是治疗内异症主要措施,随着腹腔镜手术发展,如显微电外科手术、显微热凝手术、显微激光手术等应用使得手术更加精细准确和彻底,但腹腔镜手术引起温热效应及高碳酸血症导致腹膜内皮细胞功能紊乱等问题,还未得到有效解决。Volz J.等[29]研究二氧化碳在一定气压下促进肿瘤细胞转移,腹腔镜对异位症是否引起子宫内膜细胞种植或凋亡作用?手术治疗后复发问题及何种手术可以在同一患者身上重复而又安全的施行,特别是关于慢性盆腔疼痛和不育的治疗,仍没有理想的治疗方法。关于慢性盆腔疼痛,虽然说慢性盆腔疼痛患者80%合并内异症,但毕竟还有其他致痛因素,切除子宫和卵巢也可有效地治疗疼痛,但切除子宫和卵巢所带来一系列问题,如体内雌激素的降低引起生殖系统、心血管系统及骨骼系统等发生一系列改变,严重威胁妇女的健康与生活质量,甚至缩短生命。对于内异症引起的不育,患者因解剖结构改变、卵子的质量低、免疫因素等原因,与无异位症患者比较体外受精胚胎(IVF)率低,如何提高异位症患者妊娠率,既能解决患者的生育要求、又能缓解患者病情甚至有些患者可以治愈,更应全方位检查及治疗。因此,内异症首先要有规范的治疗方案、因人而异,药物治疗与手术相结合,以最小毒副作用达到最好疗效,为治疗内异症提供更好的方法。

6 展望

内异症的发病机制及其实验研究,应注重基础和临床密切结合,为内异症临床诊断和治疗提供更好方法。国内学者提出“在位内膜决定论”对内异症发病机制是新的挑战,抗黏附、抗侵袭、抗血管生成的治疗目前用于临床,对在位内膜干预,改变其生物学行为,希望能为内异症患者的诊断和治疗带来新的思路。

[1] 丰有吉,沈铿.妇产科学[M].北京:人民卫生出版社,2005:357-365.

[2] 郎景和.子宫内膜异位症研究新理程[J].中华妇产科杂志,2005,40(1):3-4.

[3] 宗利丽,李亚里,汪龙霞.子宫内膜异位症猕猴动物模型的建立[J].第一军医大学学报,2003,23(10):1006-1009.

[4] 曹泽毅.中华妇产科学[M].2版.北京:人民卫生出版社,2008:1477-1529.

[5] 李艳,郎景和.基质金属蛋白酶-9和及其组织抑制制-1在子宫内膜异位症表达[J].中华妇产科杂志,2006,41(1):30-33.

[6] Koks C A,Groothuis P G,Slaats P,et al.Matrix metalloprotei-nases and their tissue inhibitors in antegradely shed menstruum and peritoneal fluid[J].Fertil Steril,2000,73(3):604-612.

[7] Nap A W,Dunselman G A,Goeij A F,et al.Inhibiting MMP activity prevents the development of endometriosis in the chicken chorioallantoic membrane model[J].Hum Reprod,2004,19(10):2180-2187.

[8] Chung H W,Lee J Y,Moon H S,et al.Matrix metalloproteinase,membranous type 1 matrix metalloproteinase,and tissue inhibitor of metalloproteinase ex pression in ectopic and eutopicendometrium1[J].Fertil Steril,2002,78(4):787-795.

[9] Gilabert Estelles J,Estelles A,Gilabert J,et al.Expression of several components of the plasminogen activato r and matrix metalloproteinase systems in endometriosis[J].Hum Rep Rod,2003,18(7):1516-1522.

[10] Bourlev V,Volkov N,Pavlovtch S,et al.The relationship between microvessel density,proliferative activity and expression of vascular endothclini growth factors and its receptors in eutopic endometrium and endometriotic ledons[J].Reproduction,2006,32(1):501-509.

[11] Goleri G,Lucarini G,Filosa A,et al.Immunohistochemical analysis of vascular endothelial growth factor celluar expression in ovarian endometriooata[J].Fertil Steril,2004,81(6):1528-1533.

[12] Takehare M,Ueda M,Yarnashita Y,et al.Vascular endothelial growth factor-A and C gene expression in endometriosis[J].Hum Pathol,2004,35(11):1369-1375.

[13] 谭先杰,郎景和,刘东远,等.血管内皮生长因子及血小板反应素在异位子宫内膜组织中的表达[J].中华妇产科杂志,2001,36(12):727-730.

[14] Campbell I G,Thomas E J.Endometriosis:candidate genes[J].Hum Reprod Update,2001,7(1):15-20.

[15] Donnez J,Smoes P,Gillerot S,et al.Vascular endothelial growth factor(VEGF)in endometriosis[J].Hum Reprod,1998,13(6):1686-1690.

[16] Morgan K G,Wilkinson N,Buckley C H.Angiogenesis in normal,hyperplastic and neoplastic[J].J Pathol,1996,179(3):317-320.

[17] Lebovic D I,Mueller M D,Taylor R N.Immunobiology of endometriosis[J].Fertil Steril,2001,75(1):1-10.

[18] 丁小曼,冷金花,郎景和.芳香化酶与子宫内膜异位症[M]//郎景和.子宫内膜异位症的基础与临床研究.北京:中国协和医科大学出版社,2003:228-242.

[19] Hillisch A,Peters O,Kosemund D,et al.Dissecting physiological roles of estrogen receptor alpha and beta with potent selective ligands from structure-based design[J].Mol Endoerinol,2004,18(7):1599-1609.

[20] Harris H A.Estrogen receptor-beta:recent lessons from in vivo studies[J].Mol Endoerinol,2007,21(1):1-13.

[21] Matmizaki S,Murakami T,Uehara S,et al.Expression of estrogen receptor alpha and beta in peritoneal and ovarian endometriosis[J].Fertil Steril,200l,75(6):1198-1205.

[22] 龙晓宇,关咏梅.子宫内膜异位症患者在位和异位内膜上皮细胞ERa、ERb检测[J].中国优生与遗传杂志,2007,15(11):40-44.

[23] Matsuzaki S,Fukaya T,Uehara S,et al.Characterization of messenger RNA expression of estrogen receptor alpha and beta in patients with ovarian endometriosis[J].Fertil Steril,2000,73(6):1219-1225.

[24] Fujimoto J,Hirose R,Saknguch H,et al.Expression of oestrogen receptor-alpha and-beta in ovarian endometriomata[J].Mol Hum Reprod,1999,5(8):742-747.

[25] 刘爱军,关铮,张桌梅,等.卵巢子宫内膜异位症在位内膜与异位内膜中雌激素受体亚型的表达研究[J].中华病理学杂志,2008,37(9):584-588.

[26] 李亚里.子宫内膜异位症影像学诊断[J].中国实用妇科与产科杂志,2008,24(3):185-186.

[27] 郎景和.子宫内膜异位症研究的任务与展望之二[J].中华妇产科杂志,2006,41(10):649-651.

[28] 崔秀娟,井甜甜.甲氨蝶呤与孕三烯酮治疗卵巢子宫内膜异位囊肿研究[J].现代妇产科进展,2009,18(10):779-781.

[29] Volz J,Koster S,Schaeff B,et al.Laparoscopic surgery:the effects of insufflation gas on tumor-induced lethality in nude mice[J].Am J Obstet Gynecol,1998,178(4):793-795.