肠道菌群与子宫内膜异位症发病关系的研究进展

王炎，聂晓博，刘姣，程杰

(1.河北中医学院药学院，石家庄 050090； 2.河北省中医院药学部，石家庄 050011；3.河北省中药制剂产业技术研究院，石家庄 050011)

子宫内膜异位症(endometriosis，EMS)是指具有功能的子宫内膜组织在子宫腔以外的部位生长而导致的一系列改变。EMS虽然是一种良性疾病，但具有黏附、侵袭和血管生成等恶性肿瘤的生物学性质，导致其病理及临床表现多样，缺少特异性[1]。关于EMS的发生机制最经典的是“经血逆流学说”，该学说认为EMS产生的主要原因是经期脱落的子宫内膜碎片随着经血逆流经输卵管进入腹腔并种植、生长，继而发展为异位病灶[2]。然而，有研究表明，约90%的女性月经期会有经血逆流现象发生，但仅有约10%的女性患EMS[3]。郎景和[4]提出的“在位内膜决定论”认为，EMS发生的决定性因素是子宫内膜上某些决定性基因发生突变。而“上皮化生学说”则认为，体腔间皮组织可化生为子宫内膜上皮和间质细胞，从而导致EMS，而化生可能起源于骨髓多能干细胞的重编程[5]。还有研究发现，EMS的发生发展与肠道菌群密切相关[6-9]。Chadchan等[10]应用抗生素治疗自体移植诱导的EMS小鼠以抑制其病变生长，然后再采用粪便灌胃的方式使小鼠的肠道微生物群紊乱，结果发现病变的生长和相关的炎症均恢复，提示肠道微生物与EMS的发展密切相关。现就肠道菌群与EMS关系的研究进展予以综述。

1 肠道菌群概述

人体肠道内栖息的微生物种类繁多且数量庞大。正常的肠道菌群是人体的天然屏障，在保障人体正常机体功能和免疫防御功能方面发挥重要作用。人体内正常的肠道菌群主要由厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门、放线菌门等构成。根据对人体健康影响的不同，肠道菌群可分为生理性细菌、致病菌和病原菌三大类，三者之间维持动态平衡，共同维持肠道内环境稳态。肠道微生物群失衡亦被称为生态失调，具有重要的病理学意义。生态失调可通过减少细菌多样性、增加厚壁菌/拟杆菌比率破坏内稳态，进而产生对肠道上皮有害的炎症反应和代谢紊乱，如炎性肠病、代谢综合征、肝脏疾病、癌症等[11]。肠道微生态失调还可通过影响女性生殖道菌群、盆腹腔液菌群等直接或间接影响女性妇科疾病的发生和发展。因此，通过增加肠道微生物群多样性、减少炎症反应、改变代谢物组成等重新建立内环境稳态，从而减轻生态失调的影响，干预妇科疾病的进展。

2 肠道菌群参与EMS的机制

2.1肠道菌群与雌激素 EMS是一种雌激素依赖性疾病，其病理特征是子宫以外的部位存在子宫内膜腺和间质细胞[12]。雌激素在维持女性生殖发育中具有重要作用，雌激素可通过增加上皮厚度、提高糖原水平、促进黏液分泌等途径调节女性下生殖道微环境，并通过提高乳酸菌丰度和乳酸水平间接降低阴道pH值[13]。研究发现，雌激素可通过刺激女性生殖道上皮细胞增殖诱发增殖性疾病，如EMS、子宫内膜癌、子宫肌瘤等[14-15]。雌激素的代谢主要发生于肝脏，肝脏可产生性激素结合球蛋白，而性激素结合球蛋白与雌激素结合可使其失去生物活性[16]。共轭雌激素在胆汁中排泄并进入肠道，由肠道微生物分泌的β-葡萄糖醛酸酶解偶联，经肠黏膜重新吸收，并通过门静脉进入循环系统；有活性的游离雌激素重吸收后被传送至远端黏膜部位，与雌激素受体α和雌激素受体β结合，从而引起下游基因激活和表观遗传效应，导致生殖系统的生理变化，并调节远端黏膜的内稳态[17]。Ervin等[18]研究发现，肠道微生物分泌的β-葡萄糖醛酸酶可影响肠道雌激素代谢以及体内激素依赖性肿瘤的生长。而肠道微生物失调则导致β-葡萄糖醛酸酶大量产生，引起循环中雌激素代谢物水平升高，刺激子宫内膜组织生长，进而推动EMS的发生发展[19]，这可能是EMS发生发展的重要机制。

2.2肠道菌群与免疫炎症 EMS虽然是雌激素依赖性疾病，但有研究发现，即使在卵巢切除的动物体内，异位病灶的生长仍在继续，表明除了卵巢类固醇激素外，盆腔环境中的先天免疫系统也可调节EMS异位病灶的生长；哺乳动物的天然免疫细胞(如巨噬细胞和树突状细胞)可以被微生物成分(非自身)激活，如来自革兰阴性菌的内毒素或脂多糖[20]。先天免疫细胞上表达的宿主模式识别受体可识别病原体相关分子模式。Toll 样受体(Toll-like receptor，TLR)是一组表达于巨噬细胞、树突状细胞、中性粒细胞、自然杀伤细胞和上皮细胞的模式识别受体，其中TLR4是脂多糖识别的必需受体，可保护宿主免受细菌和病毒的感染。Khan等[21]提出的细菌污染学说认为，肠道菌群可通过影响免疫调节导致EMS的发生，即EMS患者周期性逆行经血中的大肠埃希菌污染可能是腹腔液中脂多糖的持续来源，而大肠埃希菌产生的脂多糖又可通过脂多糖/TLR4级联反应引起盆腔的促炎反应和子宫内膜异位病灶的生长。

2.2.1脂多糖在EMS中的作用 研究显示，初始炎症介质(脂多糖)和次级炎症介质(细胞因子/生长因子)均参与了EMS的发生发展，且TLR在巨噬细胞和其他树突状细胞中均有表达[7，22-24]。还有研究表明，巨噬细胞可在脂多糖刺激下促进炎症介质[如肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor，HGF)、血管内皮生长因子、白细胞介素(interleukin，IL)-6 和肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)]释放，进而促进EMS的炎症浸润、增生和血管新生[21，25]。Khan等[26]发现，抗TLR4抗体预处理可显著抑制子宫内膜异位病灶腺上皮细胞和基质细胞的生长。以上研究表明，脂多糖可通过TLR4诱导炎症反应和子宫内膜异位病灶生长。Iba等[27]认为，脂多糖可促进内膜间质细胞增殖，还可使内膜间质细胞以剂量和时间依赖性方式产生大量TNF-α和IL-8，而以抗TNF-α抗体和抗IL-8抗体孵育则可拮抗脂多糖的刺激作用；此外，核因子κB(nuclear factor kappa-B，NF-κB)抑制剂也可显著减少脂多糖刺激内膜间质细胞产生的TNF-α和IL-8，并抑制内膜间质细胞增殖。因此，作为一种初始的炎症介质，脂多糖的功能活性不仅受细胞表面受体TLR4的影响，还受细胞核中NF-κB的调节。

2.2.2脂多糖与应激反应、雌激素的联合作用 应激刺激(热休克、辐射、细菌感染、盆腔炎等)可导致细胞内应激、诱导蛋白合成增加，还可与脂多糖共同促进EMS的发生发展。有研究表明，作为组织应激反应的另一种形式，氧化应激本身即可促进NF-κB或TLR4介导的EMS异位病灶的生长；此外，脂多糖还可通过巨噬细胞产生活性氧，而过多的活性氧产生或氧化应激均可能与EMS有关[28]。Khan等[29]报道，卵巢类固醇激素可直接刺激腹腔液中的巨噬细胞分泌HGF和血管内皮生长因子，当卵巢类固醇激素与脂多糖联合作用时，巨噬细胞分泌的HGF和血管内皮生长因子显著增加，促进异位内膜细胞增殖，表明炎症反应和卵巢类固醇激素可联合作用，共同调节盆腔环境中大分子的产生。

2.3肠道菌群与EMS的肿瘤特性 EMS与肿瘤具有类似的生物学性质，如黏附、侵袭、转移，因此EMS亦被称为“具有恶性性质的良性肿瘤”。而肠道微生物产生的脂多糖在肿瘤的发生发展和转移中起重要作用。

2.3.1上皮-间充质转化(epithelial-mesenchymal transition，EMT) EMT是一种由上皮细胞获得间质表型的过程，也是多种人类上皮肿瘤的关键过程。EMT在EMS异位组织侵袭、黏附中也具有重要作用[30]。Ying等[31]发现，脂多糖可诱导EMT表型的发生，而这一过程依赖于TLR4表达的上调。作为EMT过程的重要分子，β联蛋白可被多种因素激活，还可与免疫因子或激素相互作用共同促进EMS的进展[32]，提示脂多糖诱导的EMT在异位子宫内膜的侵袭过程中发挥重要作用。Xing等[33]通过观察发绀型先天性心脏病患者骨髓间充质干细胞的早衰和D-半乳糖异常积累现象发现，缺氧可导致肠道微生物群落多样性改变、乳酸杆菌数量显著减少、酶降解的D-半乳糖量显著降低，进而导致骨髓间充质干细胞早衰，并因此诱导D-半乳糖积聚，表明肠道菌群对骨髓间充质干细胞的生长具有重要作用。此外，杨晓蕾[34]研究发现，双歧杆菌裂解物中的生物活性组分可通过抑制人脐带间充质干细胞的TLR2/4通路促进人脐带间充质干细胞增殖、分化。EMS可能由子宫内膜异位或外源性来源(如骨髓)的干细胞脱落引起，骨髓干细胞已被证明可植入异位子宫内膜并引起异位子宫内膜病变；此外，EMS异位病灶包含间充质干细胞样细胞群，存在类似异位子宫内膜的间充质干细胞，而这些干细胞群体在EMS的发生发展中起重要作用[35]。这一发现为肠道菌群失调诱发子宫内膜基质细胞分化并进一步发展为异位病灶提供了新思路。

2.3.2免疫逃逸与侵袭 研究表明，EMS患者体内存在免疫耐受现象，且主要表现为T细胞免疫耐受，而免疫耐受会影响异位内膜的清除[36]。还有研究发现，结肠癌、食管癌、卵巢癌等肿瘤患者的免疫细胞表面存在程序性细胞死亡受体-1(programmed cell death protein 1,PD-1)和程序性细胞死亡配体-1(programmed cell death-ligand 1，PD-L1)过表达，PD-1与PD-L1结合可启动T细胞的程序性死亡，使肿瘤细胞获得免疫逃逸[37]。而PD-1/PD-L1信号通路的过度激活可通过炎症因子刺激产生，表明由脂多糖产生的炎症因子可通过激活PD-1/PD-L1信号通路抑制炎症局部微环境中的T细胞活化、增殖，导致机体免疫能力降低，使异位子宫内膜细胞获得免疫逃逸[38]。

此外，脂多糖还可上调EMS患者腹腔液、异位子宫内膜基质细胞和子宫内膜上皮细胞中的HGF及其受体c-Met的表达，而HGF可参与经期细胞的逆行转移，并于子宫内膜细胞与腹膜间皮接触后介导细胞侵袭[39]。同时，脂多糖也可诱导子宫内膜和盆腔腹膜细胞间黏附分子的表达。如有研究表明，脂多糖可调节细胞间黏附分子及其受体的表达，促进肿瘤细胞的黏附和侵袭，从而直接影响肿瘤的进展[40]。

3 EMS对肠道菌群的影响

肠道菌群对EMS的发展起促进作用，EMS对肠道菌群也有一定影响，表明肠道菌群与EMS存在双向调节作用[19]。而巨噬细胞是子宫内膜异位病灶与肠道微生物区系沟通的潜在调节因子。由于腹腔中异位子宫内膜组织的存在，免疫系统中的巨噬细胞被激活，并通过分泌IL影响CD4+T细胞分化，重塑腹腔免疫环境[41]。Zhang等[42]研究发现，EMS模型小鼠腹腔内的辅助性T细胞17比例显著升高，而辅助性T细胞17可刺激肠上皮细胞产生抗菌蛋白。抗菌蛋白(α-防御素、抗菌肽和C型凝集素等)可通过酶作用裂解细胞壁或内膜，消灭穿透黏液层的细菌，从而对肠道菌群产生一定影响。Yuan等[43]通过研究肠道菌群发现，造模之初EMS小鼠与假手术组小鼠具有相似的微生物丰富度和多样性，但造模42 d后，EMS小鼠的微生物组成发生巨大变化，EMS小鼠的厚壁菌/拟杆菌比率约为假手术组小鼠的2倍，表明EMS的产生可导致肠道菌群失调。

4 小 结

虽然目前关于肠道菌群与EMS关系的相关研究较多，但仍存在某些局限：①肠道菌群与EMS关系的研究多集中于相关性层面，关于其具体作用机制的研究仍较少；②人体肠道菌群的数量及种类均存在个体性差异，其个体化应用是一个重要问题，还需未来进一步研究探索。未来应从全身免疫、代谢、肿瘤等方面深入研究肠道菌群与EMS的相关性，并从缺氧微环境与干细胞角度出发，通过抗生素、粪便微生物转移、益生菌、营养素等手段调节肠道菌群，干预EMS，为EMS的临床治疗提供新思路。