Toll样受体与输卵管疾病

徐海花 孙蓬明

输卵管作为动态的生殖器官，在配子运输、雌雄配子最终成熟、受精、胚胎早期发育以及胚胎向子宫运输等方面起着重要作用，健康的输卵管是成功妊娠的先决条件。虽然先前认为女性生殖道的上部是无菌的，但已发现阴道中的病原体可从宫颈和子宫上升到输卵管。因此，输卵管与女性生殖道的其他部分一样，受到免疫系统的保护，使其免受病原体侵袭。病原微生物感染后是否发病，除了与病原体的毒性有关，还和宿主的免疫密切相关。同一病原体入侵，宿主正常免疫反应能及时充分地清除病原体，不能或仅能造成轻微的组织损伤；相反，免疫反应不足，不能及时彻底清除病原体，就会导致持续感染，诱发慢性炎症病变。近年来的研究发现，免疫因素在生殖道感染中发挥重要作用。本文就TLRs在输卵管妊娠和输卵管慢性炎的相关研究进展进行综述。

Toll样受体(Toll like receptors，TLRs)是一类进化保守的模式识别受体，是迄今认识的机体通过直接感知病原体做出防御反应的第一个天然免疫受体。1988年Hashimoto等首次在果蝇体内发现了Toll基因的表达产物TLRs[1]，1997年Medzhitov等发现了人类第一种TLR[2]。至今在哺乳动物中发现了13种受体；在人类和小鼠中都发现了TLR1～10，但TLR11～13仅在小鼠中表达[3]。TLRs主要表达于那些最可能首先接触微生物的固有免疫细胞(如中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞)和与外界因素接触的机体上皮细胞(如皮肤、胃肠道、呼吸道、泌尿道、生殖道等)，成为机体防御微生物入侵的第1道防线。

一、TLRs的结构、信号转导和功能

TLRs分子是一种Ⅰ型跨膜蛋白，由胞外富含亮氨酸重复序列(LRR)结构域、胞内保守的Toll/IL-1 受体(TIR)结构域和跨膜结构域3部分组成。根据TLRs在细胞的定位分为两大类：一类表达于膜表面，包括TLR1、TLR2、TLR4、TLR5、TLR6，主要识别微生物的膜组成成分，如脂质、脂蛋白和蛋白质；另一类表达于细胞内的囊泡如内质网、核内体等，包括TLR3、TLR7、TLR8、TLR9、TLR10，主要识别病原微生物的核酸。TLR通过病原相关分子模式(pathogen associated molecular pattern，PAMP)和损伤相关分子模式(damage-assosiated molecular patterns，DAMP)两种模式介导识别各种病原体的脂质、脂蛋白、核酸以及机体自身异常代谢产物[4]。髓系分化因子88(mye-loid differentiation primary response gene 88，MyD88)是主要与TLR相关联的接头蛋白，大部分TLR通过此通路传导，即MyD88依赖性信号转导通路，但TLR3是通过非MyD88依赖性信号转导通路传导[5]。通过模式识别受体对其相应的病原体相关分子模式进行识别、结合，经向胞内传递信号，激活转录因子，诱导白细胞介素-6、白细胞介素-8、肿瘤坏死因子-α及干扰素-γ等多种炎症细胞因子表达，在病原体入侵的早期阶段即启动天然免疫；在感染的后期阶段，还可促进树突状细胞的分化成熟，增强共刺激分子(CD80、CD86)表达和抗原递呈作用，参与细胞的激活与分化，启动获得性免疫，共同参与抗感染。TLRs通过几个相关的受体，以独特的方式激活宿主免疫系统对种类众多病原体的防御反应，有利于机体抵抗病原微生物的感染和组织损伤，但过强的免疫反应也可带来不利的影响，所以介导的免疫反应必须得到合理调控，才能使这些不良后果避免发生。目前已经报道了许多关于TLR介导的免疫反应的负性调控机制，其中包括可溶性TLR。可溶性Toll样受体2(soluble toll-like receptor 2，sTLR2)是TLR2的可溶性形式，被认为在调控的过度启动和激活方面起关键性作用，目前为止是唯一一个发现的哺乳类动物TLR的可溶性形式；它是由单核细胞合成的，存在于人类血浆、乳汁、羊水等，可使得炎症反应有效发生，并得到了适当的调控[6]。

二、输卵管中TLRs的表达及其时空变化

输卵管上皮细胞由分泌细胞和纤毛细胞构成。Amjadi等提出输卵管上皮表达TLR1～10是有细胞特异性的，作者通过免疫组化方法检测了输卵管纤毛上皮细胞中TLR1～10的表达，均呈阳性免疫染色。而在分泌细胞中，观察到TLR1～8的弱染色，以及TLR9或TLR10的无染色[7]。研究表明TLRs在人输卵管纤毛和分泌细胞中的不同定位和功能，纤毛细胞在检测感染中起重要作用[8]。当输卵管受到刺激时，纤毛上皮细胞比非纤毛上皮细胞产生更多的IL-6和IL-8，纤毛细胞可能通过产生更多的促炎细胞因子，在预备配子以及促进胚胎支持环境方面发挥关键作用。如何进一步阐明TLRs及其在纤毛细胞中的功能，需要进一步的研究。近年来，性激素已经被越来越多的学者发现其与妇科疾病的联系，其失调能够引起输卵管功能的异常，从而发生输卵管妊娠。Zandieh[9]等采用实时定量聚合酶链反应和免疫组化技术对输卵管上皮细胞系(OE-E6/E7细胞)中TLR基因的表达进行检测，在OE-E6/E7细胞中仅检测到TLR1-6的表达。且运用不同浓度雌二醇和孕酮测定性激素对OE-E6/E7细胞系中TLR表达的影响，证明不同浓度雌二醇和孕酮对输卵管细胞系TLR1-6基因的表达无明显影响，但是雌二醇及孕酮联合培养时TLR1-6表达增高。这些结果证实了雌二醇及孕酮共同存在对TLR1-6表达的刺激作用。在不同浓度的雌二醇和孕酮(模拟月经周期)水平下TLR的表达模式与月经周期子宫内膜组织中TLR的表达模式相似[10]；另一方面，与月经期相比，TLRs在增殖期或分泌期的高表达对排卵或早期胚胎发育时维持输卵管中安全的微环境是关键因素。

三、TLR2和TLR4与输卵管妊娠和慢性输卵管炎

在抗感染免疫方面，TLR2和TLR4是TLRs家族中最具有代表性的受体。TLR2可识别革兰氏阳性菌、分支杆菌、野生型麻疹病毒血凝素蛋白以及各种不同的微生物组分如酵母多糖、肽聚糖、脂多糖等，TLR4可识别革兰氏阴性菌黏多糖等[11]。TLR2和TLR4主要表达于上生殖道(子宫内膜和输卵管)；而下生殖道很少发现(宫颈外口和阴道)[12]，这种表达模式可以最大程度降低对下生殖道富有的寄生菌产生免疫反应，同时能快速有效识别入侵上生殖道的病原体，从而有效防止感染。

1.TLR2和TLR4与输卵管妊娠：输卵管妊娠为异位妊娠中发生最多的类型，是妇产科常见急腹症之一，给家庭和社会带来巨大经济负担，还是早期妊娠相关死亡的最常见原因。近年来输卵管妊娠的发病率国内外报道均呈上升趋势[13]，其发病机制尚未明确，不同学者研究输卵管妊娠时TLR的表达情况也不相同。有学者运用免疫组织化学染色配合图象半定量分析的方法检测TLR4、NF-κB(nuclear factor kappa-B)、TNF-α(tumor necrosis factor-α)在18例因子宫肌瘤等良性疾病同时切除正常输卵管的输卵管壶腹部组织和30例输卵管壶腹部异位妊娠标本的表达情况，结果发现TLR4、NF-κB、TNF-α在两组标本的壶腹部黏膜上皮细胞中均有表达；但输卵管妊娠组TLR4、NF-κB、TNF-α的表达明显高于正常输卵管组，推测TLR4、NF-κB、TNF-α表达的增强导致炎性反应造成输卵管局部病变加剧可能是输卵管妊娠发病机制中的关键环节[14]。但在另一研究中则发现在输卵管妊娠时TLR2表达变化与TLR4相反；Ji等[15]在输卵管壶腹部妊娠的输卵管组织(输卵管妊娠组)及正常输卵管的壶腹部组织(对照组)比较时发现与对照组相比，输卵管妊娠组的TLR2 mRNA及蛋白表达降低，而TLR4 mRNA及蛋白表达增高；此研究中虽然输卵管妊娠组总的TLR2蛋白表达低于对照组，但若将输卵管妊娠组的输卵管分为胚胎植入部位组(在妊娠包块5 mm以内的区域)和胚胎非植入部位组时；在胚胎植入部位组、胚胎非植入部位组、对照组等这三组中，胚胎植入部位组TLR2蛋白表达水平最高，胚胎非植入部位TLR2蛋白表达水平最低；并通过免疫组化实验发现TLR2、TLR4主要在细胞质中表达(而正常情况下主要是在细胞膜上)，在胚胎植入部位的输卵管官腔中发现了可溶性的颗粒状TLR2；推测可能是局部感染导致了输卵管细胞膜上的TLR2移位，以避免过度的炎症反应；而胚胎植入部位的输卵管官腔中的可溶性TLR2对输卵管细胞膜上的TLR2有负反馈作用，抑制了细胞膜上TLR2 mRNA的表达，但细胞膜上TLR2蛋白表达变化滞后于mRNA。在妊娠早期，在植入部位发生广泛的组织重塑，伴有细胞凋亡、上皮细胞破坏和细胞外基质降解，产生了大量内源性配体；因TLR4是宿主对这些内源性配体的反应的主要介质[16]，所以在这些配体的刺激作用下，输卵管妊娠组的TLR4 mRNA及蛋白表达增高；TLR2和TLR4的不同表达模式及调节机制可能是输卵管妊娠的发病机制。

2.TLR2、TLR4与输卵管炎症：输卵管炎可导致输卵管发生粘连、增粗硬化、梗阻、积水等炎症病变，成为输卵管性不孕的主要原因，严重影响女性的生育健康。在输卵管炎的研究中发现，炎症病变的输卵管组织中TLR2、TLR4表达发生改变，但研究结果不尽相同。

生殖道感染的病原体不同，TLR的表达变化情况也不相同。生殖支原体是人类泌尿生殖道的重要病原体，目前研究表明它与输卵管性不孕相关，认为可能与Mg感染生殖道黏膜包括输卵管黏膜上皮细胞后启动天然免疫引起相应细胞因子分泌而发生炎症反应有关[17]。王冬莲等[18]将40例输卵管不孕且伴生殖道支原体感染并行手术患者及20例为同期非支原体感染输卵管不孕手术治疗的患者采用免疫组织化学方法检测输卵管中Toll样受体2和受体4的表达；结果发现40例支原体感染致不孕者与对照组输卵管TLR2 和TLR4均为阳性，但TLR2和TLR4在支原体所致输卵管不孕患者中表达增加，认为TLR2和TLR4通过病原体相关分子模式进行识别，导致炎症细胞因子释放而参与输卵管炎症病变。而陈晓等[19]发现在金黄色葡萄球菌感染的输卵管黏膜中，随着感染时间延长TLR2 mRNA表达逐渐降低。炎症初期金黄色葡萄球菌大量入侵输卵管黏膜，TLR2识别病原菌，通过一系列信号转导，使单核巨噬细胞产生大量的TNF-α等促炎细胞因子，高于生理水平的TNF-α诱导机体产生一些有害物质，通过其细胞毒作用及促炎因子间的协同作用，导致输卵管黏膜上皮细胞发生变性、坏死等一系列炎症反应，最终坏死物质被溶解吸收。炎症后期TLR2启动炎症反应终止机制，输卵管的炎症病变减轻。

输卵管病变程度不同，TLR表达水平也不尽相同。武孟香等[20]用免疫组化检测发现在积水或积脓的输卵管组织上TLR4表达增加，而陈淑芳等[21]发现在积水的输卵管上皮中TLR4 mRNA的表达减少。张红霞等[22]则用免疫组化和定量PCR检测TLR2、TLR4在输卵管正常组、轻度病变组和重度病变组中的表达，发现TLR2、TLR4的表达与输卵管慢性炎症病变程度有关，TLR2、TLR4在黏膜轻度病变的输卵管组织中表达增高，而在积水的重度病变输卵管组织中表达下降，推测TLR2、TLR4的表达与感染时炎症反应阶段有关；并认为初次感染时，输卵管TLR2、TLR4表达上调，动员各种免疫细胞分泌炎性因子清除病原体，保持黏膜上皮完整，使输卵管正常或仅为黏膜炎症；当TLR2、TLR4介导的局部炎症反应过强或过弱，不足以及时彻底清除病原体以致持续激活，则诱发组织损伤，输卵管上皮受损后TLR2、TLR4表达减少，抵抗再次感染的免疫屏障功能受损，在病原体反复感染时最终发生积水等严重病变。同时，TLR2、TLR4在感染的不同阶段，发挥作用也不同。感染早期，主要是TLR4介导单核细胞分泌炎性因子和清除细菌，然后再通过TLR2激活巨噬细胞的信号途径。TLR2不仅诱导炎性因子分泌，更是终止炎症反应强有力的介导因子，它及时启动和终止炎症反应，从而最大程度清除病原体和避免机体组织损害。临床上，在感染早期及时有效控制炎症，有利于保持输卵管上皮的完整性，从而保护了其固有免疫，避免输卵管严重炎症病变的发生。

TLRs是生殖系统防御的关键分子，病原体感染后TLRs介导适度的免疫反应是清除病原体和避免组织损伤的关键。TLR与输卵管炎症、输卵管妊娠之间具体的内在关系仍然需要更深入的探索，且目前尚未见输卵管妊娠的动物模型的文献，所以输卵管妊娠的发生机理仍然需要探索。TLR在不同激素水平、输卵管炎症不同病变程度、感染的不同病原体等产生什么样的作用也需要更深入的研究。