趋化因子与反复流产的关系研究进展

杨素娟 赵志明 郝桂敏

妊娠是胚胎、胎儿在母体内发育成长的全过程，即从形成胚胎到胎儿及其附属物然后从母体排出的全过程。这是一个由多种因素参与精密调控的非常复杂的生理过程。免疫学上，胚胎对于母体来说是一种半同种异体抗原，妊娠的顺利进行依赖于母体的免疫耐受机制，母胎界面之间的局部免疫调节机制与妊娠结局有密切关系，蜕膜的免疫活性细胞受到各种激素和细胞因子的调节而发生免疫耐受。大量研究表明正是因为母胎界面间高度同步的趋化因子及受体网络的存在才使妊娠早期母胎界面不同类型细胞产生密切的交流沟通，所以趋化因子在成功的胚胎种植和胎盘形成的过程中发挥着至关重要的作用，其功能方面的紊乱可导致早期妊娠流产和胎盘形成异常或早产。目前为人们所知的与妊娠有关的最重要的趋化因子有白细胞介素-8(interlukin-8，IL-8)、单核细胞趋化蛋白-1(monocyte chemotactic protein-1，MCP-1)和正常T细胞活化后所表达和分泌的调节蛋白(regulated upon activation nomal T cell expressed and secreted，RANTES)。目前普遍认为以上3种趋化因子及其受体对正常妊娠的维持非常重要［1］。

1 趋化因子的生物学特性

趋化因子是一组由70～90个氨基酸组成的小分子可溶性蛋白，其分子量介于8～14 KD，趋化因子中大多存在4个保守的半胱氨酸(CYs)，它们是能够趋化细胞定向移动的单链蛋白质，至今已发现的趋化因子有60余种，是细胞因子中最大的家族，趋化因子必须与其相应受体结合才能发挥其生物学效应。绝大多数趋化因子受体都含有与G蛋白耦联的7次跨膜结构，信号传导通过与G蛋白耦联进行。受体(氨基端)区域是决定与其配体结合的重要部位。目前已被确定的趋化因子受体有18种，大部分趋化因子与其受体之间可以一对一的结合而发挥复杂的生物学功能。

1.1 趋化因子的结构与分类 趋化因子根据其N端保守CYs的数量及排列方式可分为4个亚族，目前认为2个亚族中的趋化因子IL-8、MCP-1、RANTES最常见。

趋化因子的基因定位反映了其同源性。人CXC亚族其基因紧密连接于第4号染色体的q12-21区，CC亚族基因定位于第17号染色体的q11-32区，C和CX3C亚族基因分别定位于第1号和第16号染色体。而CXC、CC两亚族成员间氨基酸序列的同源性很高，提示可能来自于同一祖基因［2］。

IL-8、MCP-1、RANTES及其受体可由子宫内膜细胞和胚胎滋养层细胞产生，它们激活和趋化特定的靶细胞，如IL-8主要趋化中性粒细胞，MCP-1主要趋化单核细胞和淋巴细胞，RANTES则特异性趋化T细胞［3，4］。多种趋化因子除了协同调控白细胞的游走与功能外，还参与调控妊娠过程中的胚胎植入、宫颈成熟、分娩发动等重要环节［5］，在妊娠全过程中发挥着重要的调节作用。研究发现RANTES还能作为特异性免疫封闭因子阻抑母体与配偶间的混合淋巴细胞反应(mixed lymphocyte reaction，MLR)，对维持正常妊娠起着极其重要的作用［2］。

1.2 常见趋化因子的生物学特性

1.2.1 IL-8首先于1986年发现，其基因定位于第4号染色体，有7个外显子和3个内含子，属于趋化因子CXC亚族，主要由单核细胞产生［6］。此外，巨噬细胞、中性粒细胞、成纤维细胞、内皮细胞、腹膜间皮细胞也可分泌IL-8。其主要功能是激活趋化中性粒细胞促进其脱颗粒，还参与胚胎植入调控，在早产中促宫颈成熟易致早产，羊水中高浓度IL-8还可加重宫内感染。

1.2.2 MCP-1其基因定位于第17号染色体，为碱性蛋白，属于趋化因子CC亚族。人体内包括成纤维细胞、内皮细胞、白细胞、巨噬细胞、子宫内膜细胞、异位内膜细胞在内的多种细胞都可分泌MCP-1。其功能主要为募集单核细胞，嗜碱性细胞与T细胞至炎症部位而使各种炎性细胞发挥作用。此外，它还可以激活嗜碱性细胞、单核细胞和巨噬细胞、导致嗜碱性细胞脱颗粒和组织胺释放。在妊娠过程中，MCP-1参与胚胎植入、宫颈成熟、分娩发动的调控。此外，MCP-1也与羊膜腔感染有关。

1.2.3 RANTES其基因定位于第17号染色体长臂，有3个外显子和2个内含子，RANTES属于趋化因子CC亚族。主要来源于活化的T细胞，也可由内皮细胞、成纤维细胞、肾脏、肝脏、及角膜基质细胞产生。它能特异性地趋化T细胞、嗜酸性细胞和单核细胞，在免疫应答中对杀伤T细胞的活化起重要作用，在妊娠中参与宫颈成熟与分娩的发动机制。最值得关注的是RANTES还具有封闭抗体效应，其产生不足可导致母胎之间的免疫耐受的平衡被破坏，母体免疫系统把胚胎、胎儿视为异物而排斥，最终导致妊娠提前终止。

2 趋化因子与反复性流产的相关性

反复性自然流产(recurrent spontaneous abortion，RSA)是指连续发生3次或3次以上自然流产，妊娠不足20周或者胎儿体重小于500 g而终止者，是妊娠期的常见并发症，发生率约0.8% ～1%，其中40% ～60%原因不明［7］。从免疫学角度看，RSA是母-胎免疫平衡破坏，趋化因子功能失调导致母体对胎儿免疫耐受打破的结果，封闭抗体(blocking antibody，BA)缺乏也是目前受到认可的病因之一［8，9］。

2.1 趋化因子与滋养层的增殖、迁移和侵袭 滋养层上存在晚期糖基化终末产物受体(RAGE)，晚期糖基化终末产物(AGES)可刺激滋养层上趋化因子CCL3和CCL4的分泌，使人绒毛促性腺激素(HCG)分泌减少并促进滋养层细胞凋亡。研究发现，一氧化氮合酶抑制剂、转录因子抑制剂能显著的抑制CCL3和CCL4的分泌，同时这些抑制剂也能抑制AGES对HCG的作用，减少滋养层细胞的凋亡。因此，在滋养层，AGES通过趋化因子的作用可能导致胚胎种植及胎盘形成的障碍［10］。

胚胎植入的过程与调节滋养层迁移的过程同步进行，胚胎植入的内膜局部分泌的趋化因子随着滋养层细胞的增殖和分化对胚胎的粘附和侵袭造成影响。目前已分离鉴定出妊娠早期蜕膜细胞上的趋化因子表达，发现人滋养层组织内可表达CX3CRI、CCRI，研究者们使用体外迁移的方法说明，受到这些受体的刺激后出现滋养层的迁移，而且迁移作用可因CX3CL1和CCL4抗体的中和而减弱。经γ干扰素(IFNr)处理后能明显观察到滋养层细胞迁移，而拮抗了CXCL19、CXCL10的作用后IFNr这一作用显著下降，提示IFNr通过这些趋化因子促进了滋养层的迁移，从而促进了胚胎种植，说明蜕膜上的这些趋化因子是滋养层细胞的化学引诱物。另外，研究发现子宫自然杀伤细胞(μNK)表达和分泌的趋化因子CXCL8和CXCL10促进了人滋养层的迁移和侵袭，进一步向母体血管归巢［11］，提示蜕膜层uNK细胞和入侵的滋养层之间存在由趋化因子介导的相互作用。

上述理论提示，处于种植窗的子宫内膜为胚胎着床提供了一个富含趋化因子的免疫微环境，并通过这些趋化因子调节滋养层的迁移和侵袭及白细胞的招募，共同促进胚胎植入。

2.2 趋化因子与封闭抗体［4，12－15］BA是一种抗配偶淋巴细胞的特异性IgG抗体，存在于正常女性血清中。BA从怀孕初期开始产生至妊娠头3个月达到最高水平，继后逐渐下降，分娩时复又上升，其表达水平随妊娠次数增多而增加。BA可抑制母体与配偶间混合淋巴细胞反应，封闭母体淋巴细胞对滋养层的细胞毒作用，防止辅助性T细胞识别胎儿抗原，阻抑母体免疫系统对胎儿的攻击，具有保护性免疫抑制作用。反复性自然流产的女性中约80%～90%测不到封闭抗体，体内存在未被抑制的细胞毒细胞，这些细胞可直接作用于胚胎，或通过释放炎性介质间接损害胎儿或胎盘，而导致流产。可见封闭抗体的存在对妊娠的维持有重要作用。如前文所述，当前发现的具有封闭抗体效应的趋化因子主要是RANTES。

2.3 趋化因子与RSA Agrawal等［12］对105例复发性自然流产患者和60例可生育的正常妊娠组女性进行临床对照研究发现，RSA组(Ⅰ)、生育年龄而无妊娠史组(Ⅱ)、正常妊娠生育史组(Ⅲ)共3组女性的血清中均能检测到RANTES，其中Ⅲ组女性血清中的RANTES水平最高，Ⅱ组次之，Ⅰ组最低，而且夫妇间的MLR强度明显高于其它组。结果提示，母体之所以不能建立免疫耐受而对作为同种异基因抗原的胎儿产生排斥反应导致流产，这可能与 RANTES 不足有关。Pandey等［13，16－18］研究证实，血清中RANTES水平较正常显著降低的RSA女性在接受配偶的淋巴细胞免疫治疗后，其CD+8T细胞表达的RANTES水平上调而MLR反应强度下降，研究表明接受配偶的淋巴细胞免疫治疗的女性再次妊娠成功率达80%左右，效果显著，提示采用淋巴细胞免疫治疗可刺激产生，而RANTES作为MLR的抑制因子可阻抑母体对胚胎的免疫排斥作用而使妊娠得以维持。对RSA患者用配偶淋巴细胞进行主动免疫治疗，取得较满意的效果［7，14，19］。

3 展望

趋化因子作为生殖免疫学研究热点日益受到国内外学者的关注，仍有许多未知的作用与机制值得探索，有很大的研究价值。检测妊娠女性的血清、羊水、宫颈分泌物中的IL-8水平作为早产的早期预测指标是可行的。此外，RANTES在早期诊断免疫性流产、预测主动免疫治疗后的效果方面有着广阔前景。总之，趋化因子的种种作用的发掘为胚胎种植和胎盘形成的详细机制的研究带来了崭新的思路，而且趋化因子也越来越多的与临床工作相结合。数个或任何一个趋化因子的表达及作用的障碍，都有可能破坏机体整个免疫系统的平衡而最终对妊娠结局造成不利影响。要阐明胚胎种植失败和流产的病理机制并最终纠正其发生，改善妊娠结局需要我们对趋化因子系统所起的作用及其作用机制有更进一步的理解。趋化因子真正应用于临床也需要更多更深入的研究的支持。

目前关于IL-8、MCP-1、RANTES在女性妊娠全过程中的作用，尤其是其对RSA的影响的相关研究已取得初步进展，但我们对这3种及更多的趋化因子的精确免疫学与分子生物学特性仍缺乏透彻了解，其在妊娠全程各环节中的具体调控机制及作用尚需进一步探索，其真正应用于临床还需要更进一步的研究。

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