趋化因子与子宫内膜异位症的关系研究进展

袁洁玲,郝晓莹,吕杰,师向荣,高介芳

(1.山西医科大学，太原 030000； 2.山西医科大学第二医院妇产科，太原 030001)

子宫内膜异位症(endometriosis，EMT)定义为子宫体以外出现有活性的子宫内膜组织(腺体和间质)[1]，其是一种常见的妇科慢性炎症性疾病，在育龄期妇女中的发病率为6%～10%，并呈明显上升趋势[2]。EMT常见的临床症状包括慢性盆腔疼痛、进行性痛经、性交痛、不孕以及月经异常等，对女性的生活质量和身心健康有严重影响[3]。EMT的诊治是医学上的一个难题，只有通过侵入性方法(腹腔镜检查或开腹手术)获取组织进行病理检查才能确诊，这不但增加患者的手术风险和费用，还会造成诊断延迟[4]；而非侵入性方法如血液检测、经阴道超声检查、CT及磁共振成像等无法快速、准确地对EMT做出诊断[5]。因此，寻找高特异性和高敏感性的非手术方法，对EMT患者进行早期诊断、及时治疗以及病情监测有重要意义，也是近年来研究的热点。目前EMT的确切病因及具体发病机制尚不明确，自1927年Sampson[6]提出“经血逆流”学说，随后多种理论学说相继被提出。近年来研究表明，EMT的发生与机体免疫调节异常及慢性炎症相关[7]，其中趋化因子的作用不可忽视。趋化因子及其受体可通过多种机制参与EMT的发生发展[8]。现就趋化因子与EMT的关系予以综述。

1 趋化因子

1.1趋化因子的来源 趋化因子是一类由70～90个氨基酸组成的小分子可溶性蛋白，各趋化因子间具有相似的分子结构。趋化因子可以趋化并激活血细胞、免疫细胞、肿瘤细胞及上皮细胞等，参与免疫细胞的发育、迁移及病理募集，不仅在炎症反应和免疫反应中发挥作用，还参与血管的生成调节[9]。趋化因子具有广泛的生物学活性，与机体的多种生理和病理过程相关，参与艾滋病、EMT等多种疾病的发生。自1987年发现第一个趋化因子后，到目前为止已经克隆并鉴定出近60种趋化因子和25种趋化因子受体[7]，已经阐明的趋化因子有30多种。

1.2趋化因子的分类 20%～50%的趋化因子具有基因同源性，趋化因子多肽键一级结构中有4个保守的半胱氨酸(Cysteine，Cys)，根据其一级结构中N端第1和第2位点Cys的排列分布、氨基酸残基数目以及位置可将趋化因子分为4类[10]:① CXC亚族趋化因子。其结构特点是1个氨基酸残基插入到N端第1与第2位点Cys之间，主要与中性粒细胞的趋化活性相关，成员包括白细胞介素(interleukin，IL)-8、生长调节致癌基因(growth-regulated oncogene，GRO)-α、γ干扰素诱导蛋白-10、中性粒细胞活化蛋白-2、粒细胞趋化蛋白-2、上皮中性粒细胞活化蛋白-78等。②CC亚族趋化因子。它是趋化因子中最大的一个亚家族，其N端第1和第2位点的Cys相连，不存在氨基酸残基，广泛作用于单核细胞、嗜酸粒细胞、嗜碱粒细胞、T淋巴细胞以及自然杀伤细胞等，主要成员有正常T淋巴细胞表达和分泌的激活调节因子(regulated upon activation normal T cell expressed and secreted，RANTES)、单核细胞趋化蛋白(monocyte chemoattractant protein，MCP)-1、MCP-2、MCP-3、巨噬细胞炎性蛋白 (macrophage inflammatory protein，MIP)-1α、MIP-1β、胸腺激活相关趋化因子等。③ C亚族趋化因子。亦称为淋巴细胞激活素，其N端仅有1个Cys位点，仅对淋巴细胞有趋化性，对其他细胞无作用。④ CX3C亚族趋化因子。亦称中性粒细胞激活素，其N端第1和第2位点的Cys被3个氨基酸所分隔，Fractalkine(FKN)是目前所发现的CX3C亚族的唯一成员。在这4个亚家族中，CXC和CC是主要亚家族，C和CX3C是次要亚家族。

1.3CC趋化因子受体(chemokine receptor，CCR) CCR是趋化因子发挥生物学作用的主要结合位点，属于G蛋白偶联受体，由7个疏水性跨膜区域组成，被3个胞内环和3个胞外环所分隔[11]。CCR家族成员包括识别CC亚族趋化因子的10种受体(CCR1～10)、识别CXC亚族趋化因子的6种受体(CXCR1～6)以及识别C和CX3C亚族趋化因子的2种受体(XCR1和CX3CR1)。趋化因子与其受体的结合非常复杂，几种配体可以与同一种受体结合，而数种受体也可与同一种配体结合。

2 与EMT相关的趋化因子

EMT患者腹膜液中多种趋化因子存在过表达，并与疾病严重程度相关。趋化因子的过表达可导致多种炎症细胞、细胞因子以及生长因子分泌增加，活性增强，导致异位病灶更易植入和生长。同时，过表达的趋化因子也可促进异位灶局部血管的生成，抑制异位灶细胞凋亡，促进异位灶形成和发展。与EMT相关的趋化因子有IL-8、RANTES、MCP-1、MIP-1α、FKN、GRO-α、CXC趋化因子配体(CXC chemokine ligand，CXCL)16、基质细胞衍生因子-1(stromal cell derived factor-1，SDF-1)及嗜酸细胞活化趋化因子等。

2.1与EMT异位内膜细胞增殖相关的趋化因子

2.1.1IL-8 IL-8属于趋化因子CXC亚家族，体内多种细胞可分泌IL-8，包括中性粒细胞、子宫内膜间质细胞、子宫内膜腺细胞、单核巨噬细胞、成纤维细胞、内皮细胞及腹膜间皮细胞等[12]。研究发现，EMT患者腹腔液和血液中IL-8的水平显著高于非EMT女性，并与EMT的严重程度呈正相关[13]。IL-8 及其受体同时表达于子宫内膜细胞，结合后能趋化、激活炎症细胞，主要是中性粒细胞、T淋巴细胞等，并释放多种细胞因子和生长因子，以自分泌形式促进异位子宫内膜细胞增殖，肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)可为通过激活核因子(nuclear factor，NF)κB 促进异位子宫内膜细胞分泌IL-8，并协同IL-8促进异位子宫内膜细胞增殖[14]。该研究还发现，促性腺激素释放激素类似物可通过减少TNF-α诱导的NF-κB活化，减弱IL-8的表达[14]。

脱落的子宫内膜细胞黏附到腹膜间皮上是EMT发病的重要过程。研究显示，IL-8以浓度依赖的方式参与了此过程，而使用IL-8抗体可以明显抑制该过程[15]。众所周知，基质金属蛋白酶能够降解纤连蛋白、胶原蛋白、蛋白多糖以及弹性蛋白等多种细胞外基质成分，Mulayim等[12]研究发现，IL-8通过上调基质金属蛋白酶的活性，增加子宫内膜基质细胞对细胞外基质的侵袭，腹腔液中高水平的IL-8可将子宫内膜基质细胞降解为多个具有侵袭性的小个体，从而促进异位子宫内膜植入病灶。

IL-8也是一种强效的血管生成因子和调节因子。研究发现，EMT患者腹腔液中IL-8的表达水平与活性病灶的体积及血管生成相关[11]。体外研究表明，IL-8可促进细胞凋亡诱导信号FasL蛋白及其受体在子宫内膜间质细胞和T淋巴细胞表达，降低子宫内膜间质细胞和T淋巴细胞的凋亡率，降低自然杀伤细胞和细胞毒性T淋巴细胞的活性，促进异位灶子宫内膜的免疫耐受，增强机体对异位组织的容受性，使异位子宫内膜的存活时间延长[16]，从而促进EMT的形成和发展。

综上，IL-8 作为中性粒细胞和T淋巴细胞的主要趋化蛋白，通过影响异位内膜细胞的增殖、黏附、血管生成以及免疫耐受等在EMT的发病中发挥重要作用。

2.1.2GRO-α GRO-α又被称为CXCL1，属于趋化因子CXC亚族，最初以刺激人黑色素瘤细胞生长而为人们所熟知，随后发现其还参与了炎症反应、血管生成、切口愈合以及肿瘤发生等过程。GRO-α对中性粒细胞具有强大的趋化活性，是IL-8的10倍，主要通过与其高度亲和力受体结合而发挥作用[17]。细胞培养发现，TNF-α、IL-1可刺激子宫内膜细胞和间皮细胞分泌GRO-α[18]。此外，子宫内膜异位组织中的中性粒细胞产生的IL-17A也可以刺激子宫内膜细胞分泌GRO-α，从而在EMT中募集更多的中性粒细胞，诱导持续的炎症反应[19]。

2.2与EMT异位内膜细胞黏附相关的趋化因子

2.2.1FKN FKN又被称为neurotactin，是目前CX3C亚族的唯一成员，是迄今为止发现的分子量最大的趋化因子，也是第1个被报道的具有跨膜型和可溶型两种存在形式的趋化因子。人体的FKN基因在骨骼肌、心脏、脑、肺、肾、睾丸等多种组织器官以及神经元细胞、树突状细胞、内皮细胞、上皮细胞等多种细胞表达。FKN的受体CX3CR1主要在单核细胞、T淋巴细胞和自然杀伤细胞表达。FKN与其受体CX3CR1结合后能诱导、促进免疫活性细胞活化及黏附，触发G蛋白偶联信号转导，使表达该受体的细胞产生定向迁移信号并使之迁移到血管外特定部位，参与炎症区域效应细胞的聚集[20]。炎症刺激因子如IL-1β、γ干扰素、TNF-α和脂多糖可依赖NF-κB途径诱导内皮细胞产生FKN[21]，从而在炎症反应中发挥重要作用。FKN及其受体CX3CR1在多种炎症性疾病中高表达，如类风湿关节炎、动脉粥样硬化、银屑病、肾小球肾炎、急性肝炎等，提示FKN/CX3CR1在炎症性疾病中发挥重要作用[22-23]。罗雪珍等[24]在EMT患者的在位子宫内膜和异位灶组织中检测到CX3CR1信使RNA的转录，其中EMT患者在位内膜中CX3CR1信使RNA的转录率明显高于非EMT女性的正常在位内膜，这一差异使EMT患者脱落逆流入腹腔的子宫内膜细胞更易黏附到腹膜间皮上，导致EMT的发生发展。此外，FKN与神经性疼痛的中枢致敏指标脊髓小胶质细胞的激活有关，推测异位子宫内膜中高表达的FKN/CX3CR1可能与EMT的疼痛机制有关[25]。

2.2.2CXCLl6 CXCL16是CXC亚家族成员，是继FKN后第2种同时具有跨膜型和可溶型两种存在形式的趋化因子。CXCR6是CXCL16的特异性受体，主要在单核-巨噬细胞、树突状细胞、B淋巴细胞表达。CXCL16可作为冠心病的临床诊断标志物[26]，与肾病的炎症反应、纤维化[27]，肿瘤的进展、转移及血管生成相关[28]。CXCL16可作为细胞黏附分子在多种疾病的发生发展中发挥作用，可溶型CXCL16还可作为化学引诱剂促进细胞迁移[29]。CXCL16在异位灶中过表达，可促进IL-8分泌和迁移，通过IL-8调控细胞间黏附分子-1和血管细胞黏附分子-1的表达，参与异位子宫内膜的黏附、种植，进而参与EMT的发生发展[30]。

2.3与EMT局部炎症粘连反应相关的趋化因子

2.3.1RANTES RANTES属于趋化因子CC亚族,是单核巨噬细胞系中最强的趋化因子，主要由巨噬细胞、活化的T淋巴细胞及子宫内膜间质细胞分泌，RANTES通过与G蛋白偶联受体(主要是CCRl、CCR3、CCR4和CCR5)结合诱导白细胞迁移[31]，是一种强有力的白细胞激活剂，参与许多疾病的炎症病理过程，如同种异体移植排斥反应、动脉粥样硬化、关节炎、哮喘、迟发型超敏反应、肾小球肾炎、子宫内膜异位症以及一些神经系统疾病(如阿尔茨海默病)和某些恶性肿瘤。研究发现，EMT患者腹腔液和血液中RANTES的水平明显高于非EMT女性，且水平与EMT严重程度呈正相关[32]。此外，RANTES还具有热变性，腹腔液中添加抗RANTES抗体可以中和EMT患者腹腔液的趋化性[32]。Khorram等[33]研究发现，RANTES在EMT患者的在位内膜中同样也高表达，RANTES高表达的子宫内膜碎片逆流入腹腔，导致腹腔局部致炎活性增强，伴随腹腔液中多种细胞因子的作用，进一步增加异位灶RANTES的表达，使其趋化活性相应增强，从而形成一个正反馈环。

2.3.2MCP-1 MCP-1属于趋化因子CC亚家族。内皮细胞、子宫内膜细胞、成纤维细胞、中性粒细胞、巨噬细胞等均可分泌MCP-1。Pizzo等[34]的研究发现，EMT患者腹腔液和血浆中MCP-1的水平均显著高于正常女性，腹腔液中MCP-1的水平与疾病严重程度呈正相关，而血浆中MCP-1的升高仅在疾病早期阶段显著，提示MCP-1可能与EMT的发病相关。研究显示，MCP-1与其受体结合后可趋化激活单核/巨噬细胞，使多种细胞因子如TNF-α、IL-1等的分泌增多，这些细胞因子也可以反向促进MCP-1分泌，从而形成恶性循环[35]。加入MCP-1阻断剂可抑制约50%单核细胞的迁移活动[36]，表明MCP-1是吸引单核细胞迁移到异位病灶的主要介质。研究发现，Ⅱ型IL-1受体水平的下降与EMT患者子宫内膜腺体中MCP-1表达的增加存在显著的相关性，特别是在疾病早期阶段，但与更晚期阶段的相关性较小[36]。Arici等[37]发现,腹膜间皮细胞可产生MCP-1,而TNF-α和IL-1可促进腹膜间皮细胞产生MCP-1，当腹部间皮里衬的完整性受到破坏时，该作用会加更明显，这可能是EMT在合并盆腔炎的患者中更常见的原因。该研究还发现，增殖期腹腔液中MCP-1的水平较分泌期更高，表明MCP-1可能在子宫内膜细胞的增殖中起直接或间接作用[37]。Zeyneloglu等[38]研究发现，与无盆腔粘连的女性相比，盆腔粘连患者腹腔液中MCP-1的水平显著升高，并在粘连区域发现了MCP-1蛋白及信使RNA的表达，表明MCP-1参与盆腔粘连的形成。此外，MCP-1可刺激异位子宫内膜间质细胞分泌更多的血管内皮生长因子，促进血管生成及异位灶的生长[38]。

2.3.3MIP-1α MIP-1α是趋化因子CC亚族成员，可被激活的T淋巴细胞、B淋巴细胞、中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞、内皮细胞、平滑肌细胞等分泌[39]。MIP-1α可趋化炎症细胞向炎症部位迁移，并刺激炎症细胞分泌IL-1、IL-6和TNF-α等促炎介质，参与多种炎症性疾病的病理过程。研究发现，与正常内膜相比，异位内膜能产生大量MIP-1α，趋化及募集炎症细胞，使异位灶炎症细胞持久浸润，启动免疫反应，导致EMT腹腔内炎症反应进一步扩大[40]。

2.3.4嗜酸粒细胞活化趋化因子 嗜酸粒细胞活化趋化因子又称CCL11，是趋化因子CC亚族成员，与受体CCR3结合后发挥作用。CCL11是嗜酸粒细胞最强的趋化因子，体内局部注射CCL11可发现局部组织嗜酸粒细胞显著增加[41]。免疫组织化学研究显示，CCL11和CCR3在正常子宫内膜细胞和子宫内膜异位细胞中表达，其在上皮细胞强烈表达，在间质细胞表达较弱[42]。细胞实验显示，雌激素、醋酸甲羟孕酮、TNF-α、γ干扰素可增加异位上皮细胞CCL11的表达，增加的CCL11可使嗜酸粒细胞趋化，导致局部组织炎症细胞浸润，参与EMT的发展[43]。

2.4与EMT异位灶血管生成相关的趋化因子 异位子宫内膜组织必须建立起新的血供才能异位种植，因而血管形成是EMT发病的主要标志。IL-8可作为血管生成因子促进异位病灶血管生成，导致异位病灶的生长与扩散[13]。局部组织中的CCL11不仅可以增加嗜酸粒细胞等炎症细胞的趋化活性，还可通过募集人微血管内皮细胞向异位灶浸润转移，从而促进局部组织微血管生成，参与EMT的发病及进展[44]，CCL11抗体可以完全阻断该作用。

2.5其他机制 SDF-1属趋化因子CXC亚家族，也称为CXCL12，由骨髓细胞(基质细胞、成骨细胞、内皮细胞)分泌，在多种细胞和组织表达，通过与其特异性受体CXCR4结合形成SDF-1/CXCR4轴，广泛参与体内多种生理及病理过程。SDF-1/CXCR4对肿瘤的影响最为显著，目前已发现20多种不同类型的肿瘤细胞表达CXCR4，包括妇科肿瘤如卵巢癌、子宫内膜癌、宫颈癌等[45]。SDF-1/CXCR4在子宫内膜的增殖中起重要作用，雌二醇是体外胚胎干细胞中SDF-1基因和蛋白水平的有效诱导剂,其可以增加子宫内膜基质细胞中SDF-1的表达[45]。Ruiz等[46]研究发现，EMT患者的在位内膜、病灶周围组织及异位病灶组织中均有SDF-1和CXCR4的表达，且明显高于对照组正常内膜组织，表明SDF-1/CXCR4参与了EMT的形成和发展。

3 小 结

趋化因子可通过多种机制参与EMT的发病，但各种机制并不是独立存在的，其相互促进，共同作用导致EMT的形成与发展。趋化因子作为非手术检测指标，具有检测方便、费用较低、无手术相关风险等优点，有望成为未来EMT筛查、诊断及监测的重要指标。目前EMT相关趋化因子的研究尚处于起步阶段，具体的生物学特性以及作用机制仍未完全阐明，还需进一步深入研究。通过干预EMT相关的趋化因子及其受体的表达，有望为EMT的治疗提供新靶点。