趨化因子與子宮內膜異位癥的關系研究進展

袁潔玲,郝曉瑩,呂杰,師向榮,高介芳

(1.山西醫科大學，太原 030000； 2.山西醫科大學第二醫院婦產科，太原 030001)

子宮內膜異位癥(endometriosis，EMT)定義為子宮體以外出現有活性的子宮內膜組織(腺體和間質)[1]，其是一種常見的婦科慢性炎癥性疾病，在育齡期婦女中的發病率為6%～10%，并呈明顯上升趨勢[2]。EMT常見的臨床癥狀包括慢性盆腔疼痛、進行性痛經、性交痛、不孕以及月經異常等，對女性的生活質量和身心健康有嚴重影響[3]。EMT的診治是醫學上的一個難題，只有通過侵入性方法(腹腔鏡檢查或開腹手術)獲取組織進行病理檢查才能確診，這不但增加患者的手術風險和費用，還會造成診斷延遲[4]；而非侵入性方法如血液檢測、經陰道超聲檢查、CT及磁共振成像等無法快速、準確地對EMT做出診斷[5]。因此，尋找高特異性和高敏感性的非手術方法，對EMT患者進行早期診斷、及時治療以及病情監測有重要意義，也是近年來研究的熱點。目前EMT的確切病因及具體發病機制尚不明確，自1927年Sampson[6]提出“經血逆流”學說，隨后多種理論學說相繼被提出。近年來研究表明，EMT的發生與機體免疫調節異常及慢性炎癥相關[7]，其中趨化因子的作用不可忽視。趨化因子及其受體可通過多種機制參與EMT的發生發展[8]?，F就趨化因子與EMT的關系予以綜述。

1 趨化因子

1.1趨化因子的來源 趨化因子是一類由70～90個氨基酸組成的小分子可溶性蛋白，各趨化因子間具有相似的分子結構。趨化因子可以趨化并激活血細胞、免疫細胞、腫瘤細胞及上皮細胞等，參與免疫細胞的發育、遷移及病理募集，不僅在炎癥反應和免疫反應中發揮作用，還參與血管的生成調節[9]。趨化因子具有廣泛的生物學活性，與機體的多種生理和病理過程相關，參與艾滋病、EMT等多種疾病的發生。自1987年發現第一個趨化因子后，到目前為止已經克隆并鑒定出近60種趨化因子和25種趨化因子受體[7]，已經闡明的趨化因子有30多種。

1.2趨化因子的分類 20%～50%的趨化因子具有基因同源性，趨化因子多肽鍵一級結構中有4個保守的半胱氨酸(Cysteine，Cys)，根據其一級結構中N端第1和第2位點Cys的排列分布、氨基酸殘基數目以及位置可將趨化因子分為4類[10]:① CXC亞族趨化因子。其結構特點是1個氨基酸殘基插入到N端第1與第2位點Cys之間，主要與中性粒細胞的趨化活性相關，成員包括白細胞介素(interleukin，IL)-8、生長調節致癌基因(growth-regulated oncogene，GRO)-α、γ干擾素誘導蛋白-10、中性粒細胞活化蛋白-2、粒細胞趨化蛋白-2、上皮中性粒細胞活化蛋白-78等。②CC亞族趨化因子。它是趨化因子中最大的一個亞家族，其N端第1和第2位點的Cys相連，不存在氨基酸殘基，廣泛作用于單核細胞、嗜酸粒細胞、嗜堿粒細胞、T淋巴細胞以及自然殺傷細胞等，主要成員有正常T淋巴細胞表達和分泌的激活調節因子(regulated upon activation normal T cell expressed and secreted，RANTES)、單核細胞趨化蛋白(monocyte chemoattractant protein，MCP)-1、MCP-2、MCP-3、巨噬細胞炎性蛋白 (macrophage inflammatory protein，MIP)-1α、MIP-1β、胸腺激活相關趨化因子等。③ C亞族趨化因子。亦稱為淋巴細胞激活素，其N端僅有1個Cys位點，僅對淋巴細胞有趨化性，對其他細胞無作用。④ CX3C亞族趨化因子。亦稱中性粒細胞激活素，其N端第1和第2位點的Cys被3個氨基酸所分隔，Fractalkine(FKN)是目前所發現的CX3C亞族的唯一成員。在這4個亞家族中，CXC和CC是主要亞家族，C和CX3C是次要亞家族。

1.3CC趨化因子受體(chemokine receptor，CCR) CCR是趨化因子發揮生物學作用的主要結合位點，屬于G蛋白偶聯受體，由7個疏水性跨膜區域組成，被3個胞內環和3個胞外環所分隔[11]。CCR家族成員包括識別CC亞族趨化因子的10種受體(CCR1～10)、識別CXC亞族趨化因子的6種受體(CXCR1～6)以及識別C和CX3C亞族趨化因子的2種受體(XCR1和CX3CR1)。趨化因子與其受體的結合非常復雜，幾種配體可以與同一種受體結合，而數種受體也可與同一種配體結合。

2 與EMT相關的趨化因子

EMT患者腹膜液中多種趨化因子存在過表達，并與疾病嚴重程度相關。趨化因子的過表達可導致多種炎癥細胞、細胞因子以及生長因子分泌增加，活性增強，導致異位病灶更易植入和生長。同時，過表達的趨化因子也可促進異位灶局部血管的生成，抑制異位灶細胞凋亡，促進異位灶形成和發展。與EMT相關的趨化因子有IL-8、RANTES、MCP-1、MIP-1α、FKN、GRO-α、CXC趨化因子配體(CXC chemokine ligand，CXCL)16、基質細胞衍生因子-1(stromal cell derived factor-1，SDF-1)及嗜酸細胞活化趨化因子等。

2.1與EMT異位內膜細胞增殖相關的趨化因子

2.1.1IL-8 IL-8屬于趨化因子CXC亞家族，體內多種細胞可分泌IL-8，包括中性粒細胞、子宮內膜間質細胞、子宮內膜腺細胞、單核巨噬細胞、成纖維細胞、內皮細胞及腹膜間皮細胞等[12]。研究發現，EMT患者腹腔液和血液中IL-8的水平顯著高于非EMT女性，并與EMT的嚴重程度呈正相關[13]。IL-8 及其受體同時表達于子宮內膜細胞，結合后能趨化、激活炎癥細胞，主要是中性粒細胞、T淋巴細胞等，并釋放多種細胞因子和生長因子，以自分泌形式促進異位子宮內膜細胞增殖，腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)可為通過激活核因子(nuclear factor，NF)κB 促進異位子宮內膜細胞分泌IL-8，并協同IL-8促進異位子宮內膜細胞增殖[14]。該研究還發現，促性腺激素釋放激素類似物可通過減少TNF-α誘導的NF-κB活化，減弱IL-8的表達[14]。

脫落的子宮內膜細胞黏附到腹膜間皮上是EMT發病的重要過程。研究顯示，IL-8以濃度依賴的方式參與了此過程，而使用IL-8抗體可以明顯抑制該過程[15]。眾所周知，基質金屬蛋白酶能夠降解纖連蛋白、膠原蛋白、蛋白多糖以及彈性蛋白等多種細胞外基質成分，Mulayim等[12]研究發現，IL-8通過上調基質金屬蛋白酶的活性，增加子宮內膜基質細胞對細胞外基質的侵襲，腹腔液中高水平的IL-8可將子宮內膜基質細胞降解為多個具有侵襲性的小個體，從而促進異位子宮內膜植入病灶。

IL-8也是一種強效的血管生成因子和調節因子。研究發現，EMT患者腹腔液中IL-8的表達水平與活性病灶的體積及血管生成相關[11]。體外研究表明，IL-8可促進細胞凋亡誘導信號FasL蛋白及其受體在子宮內膜間質細胞和T淋巴細胞表達，降低子宮內膜間質細胞和T淋巴細胞的凋亡率，降低自然殺傷細胞和細胞毒性T淋巴細胞的活性，促進異位灶子宮內膜的免疫耐受，增強機體對異位組織的容受性，使異位子宮內膜的存活時間延長[16]，從而促進EMT的形成和發展。

綜上，IL-8 作為中性粒細胞和T淋巴細胞的主要趨化蛋白，通過影響異位內膜細胞的增殖、黏附、血管生成以及免疫耐受等在EMT的發病中發揮重要作用。

2.1.2GRO-α GRO-α又被稱為CXCL1，屬于趨化因子CXC亞族，最初以刺激人黑色素瘤細胞生長而為人們所熟知，隨后發現其還參與了炎癥反應、血管生成、切口愈合以及腫瘤發生等過程。GRO-α對中性粒細胞具有強大的趨化活性，是IL-8的10倍，主要通過與其高度親和力受體結合而發揮作用[17]。細胞培養發現，TNF-α、IL-1可刺激子宮內膜細胞和間皮細胞分泌GRO-α[18]。此外，子宮內膜異位組織中的中性粒細胞產生的IL-17A也可以刺激子宮內膜細胞分泌GRO-α，從而在EMT中募集更多的中性粒細胞，誘導持續的炎癥反應[19]。

2.2與EMT異位內膜細胞黏附相關的趨化因子

2.2.1FKN FKN又被稱為neurotactin，是目前CX3C亞族的唯一成員，是迄今為止發現的分子量最大的趨化因子，也是第1個被報道的具有跨膜型和可溶型兩種存在形式的趨化因子。人體的FKN基因在骨骼肌、心臟、腦、肺、腎、睪丸等多種組織器官以及神經元細胞、樹突狀細胞、內皮細胞、上皮細胞等多種細胞表達。FKN的受體CX3CR1主要在單核細胞、T淋巴細胞和自然殺傷細胞表達。FKN與其受體CX3CR1結合后能誘導、促進免疫活性細胞活化及黏附，觸發G蛋白偶聯信號轉導，使表達該受體的細胞產生定向遷移信號并使之遷移到血管外特定部位，參與炎癥區域效應細胞的聚集[20]。炎癥刺激因子如IL-1β、γ干擾素、TNF-α和脂多糖可依賴NF-κB途徑誘導內皮細胞產生FKN[21]，從而在炎癥反應中發揮重要作用。FKN及其受體CX3CR1在多種炎癥性疾病中高表達，如類風濕關節炎、動脈粥樣硬化、銀屑病、腎小球腎炎、急性肝炎等，提示FKN/CX3CR1在炎癥性疾病中發揮重要作用[22-23]。羅雪珍等[24]在EMT患者的在位子宮內膜和異位灶組織中檢測到CX3CR1信使RNA的轉錄，其中EMT患者在位內膜中CX3CR1信使RNA的轉錄率明顯高于非EMT女性的正常在位內膜，這一差異使EMT患者脫落逆流入腹腔的子宮內膜細胞更易黏附到腹膜間皮上，導致EMT的發生發展。此外，FKN與神經性疼痛的中樞致敏指標脊髓小膠質細胞的激活有關，推測異位子宮內膜中高表達的FKN/CX3CR1可能與EMT的疼痛機制有關[25]。

2.2.2CXCLl6 CXCL16是CXC亞家族成員，是繼FKN后第2種同時具有跨膜型和可溶型兩種存在形式的趨化因子。CXCR6是CXCL16的特異性受體，主要在單核-巨噬細胞、樹突狀細胞、B淋巴細胞表達。CXCL16可作為冠心病的臨床診斷標志物[26]，與腎病的炎癥反應、纖維化[27]，腫瘤的進展、轉移及血管生成相關[28]。CXCL16可作為細胞黏附分子在多種疾病的發生發展中發揮作用，可溶型CXCL16還可作為化學引誘劑促進細胞遷移[29]。CXCL16在異位灶中過表達，可促進IL-8分泌和遷移，通過IL-8調控細胞間黏附分子-1和血管細胞黏附分子-1的表達，參與異位子宮內膜的黏附、種植，進而參與EMT的發生發展[30]。

2.3與EMT局部炎癥粘連反應相關的趨化因子

2.3.1RANTES RANTES屬于趨化因子CC亞族,是單核巨噬細胞系中最強的趨化因子，主要由巨噬細胞、活化的T淋巴細胞及子宮內膜間質細胞分泌，RANTES通過與G蛋白偶聯受體(主要是CCRl、CCR3、CCR4和CCR5)結合誘導白細胞遷移[31]，是一種強有力的白細胞激活劑，參與許多疾病的炎癥病理過程，如同種異體移植排斥反應、動脈粥樣硬化、關節炎、哮喘、遲發型超敏反應、腎小球腎炎、子宮內膜異位癥以及一些神經系統疾病(如阿爾茨海默病)和某些惡性腫瘤。研究發現，EMT患者腹腔液和血液中RANTES的水平明顯高于非EMT女性，且水平與EMT嚴重程度呈正相關[32]。此外，RANTES還具有熱變性，腹腔液中添加抗RANTES抗體可以中和EMT患者腹腔液的趨化性[32]。Khorram等[33]研究發現，RANTES在EMT患者的在位內膜中同樣也高表達，RANTES高表達的子宮內膜碎片逆流入腹腔，導致腹腔局部致炎活性增強，伴隨腹腔液中多種細胞因子的作用，進一步增加異位灶RANTES的表達，使其趨化活性相應增強，從而形成一個正反饋環。

2.3.2MCP-1 MCP-1屬于趨化因子CC亞家族。內皮細胞、子宮內膜細胞、成纖維細胞、中性粒細胞、巨噬細胞等均可分泌MCP-1。Pizzo等[34]的研究發現，EMT患者腹腔液和血漿中MCP-1的水平均顯著高于正常女性，腹腔液中MCP-1的水平與疾病嚴重程度呈正相關，而血漿中MCP-1的升高僅在疾病早期階段顯著，提示MCP-1可能與EMT的發病相關。研究顯示，MCP-1與其受體結合后可趨化激活單核/巨噬細胞，使多種細胞因子如TNF-α、IL-1等的分泌增多，這些細胞因子也可以反向促進MCP-1分泌，從而形成惡性循環[35]。加入MCP-1阻斷劑可抑制約50%單核細胞的遷移活動[36]，表明MCP-1是吸引單核細胞遷移到異位病灶的主要介質。研究發現，Ⅱ型IL-1受體水平的下降與EMT患者子宮內膜腺體中MCP-1表達的增加存在顯著的相關性，特別是在疾病早期階段，但與更晚期階段的相關性較小[36]。Arici等[37]發現,腹膜間皮細胞可產生MCP-1,而TNF-α和IL-1可促進腹膜間皮細胞產生MCP-1，當腹部間皮里襯的完整性受到破壞時，該作用會加更明顯，這可能是EMT在合并盆腔炎的患者中更常見的原因。該研究還發現，增殖期腹腔液中MCP-1的水平較分泌期更高，表明MCP-1可能在子宮內膜細胞的增殖中起直接或間接作用[37]。Zeyneloglu等[38]研究發現，與無盆腔粘連的女性相比，盆腔粘連患者腹腔液中MCP-1的水平顯著升高，并在粘連區域發現了MCP-1蛋白及信使RNA的表達，表明MCP-1參與盆腔粘連的形成。此外，MCP-1可刺激異位子宮內膜間質細胞分泌更多的血管內皮生長因子，促進血管生成及異位灶的生長[38]。

2.3.3MIP-1α MIP-1α是趨化因子CC亞族成員，可被激活的T淋巴細胞、B淋巴細胞、中性粒細胞、單核細胞、巨噬細胞、內皮細胞、平滑肌細胞等分泌[39]。MIP-1α可趨化炎癥細胞向炎癥部位遷移，并刺激炎癥細胞分泌IL-1、IL-6和TNF-α等促炎介質，參與多種炎癥性疾病的病理過程。研究發現，與正常內膜相比，異位內膜能產生大量MIP-1α，趨化及募集炎癥細胞，使異位灶炎癥細胞持久浸潤，啟動免疫反應，導致EMT腹腔內炎癥反應進一步擴大[40]。

2.3.4嗜酸粒細胞活化趨化因子 嗜酸粒細胞活化趨化因子又稱CCL11，是趨化因子CC亞族成員，與受體CCR3結合后發揮作用。CCL11是嗜酸粒細胞最強的趨化因子，體內局部注射CCL11可發現局部組織嗜酸粒細胞顯著增加[41]。免疫組織化學研究顯示，CCL11和CCR3在正常子宮內膜細胞和子宮內膜異位細胞中表達，其在上皮細胞強烈表達，在間質細胞表達較弱[42]。細胞實驗顯示，雌激素、醋酸甲羥孕酮、TNF-α、γ干擾素可增加異位上皮細胞CCL11的表達，增加的CCL11可使嗜酸粒細胞趨化，導致局部組織炎癥細胞浸潤，參與EMT的發展[43]。

2.4與EMT異位灶血管生成相關的趨化因子 異位子宮內膜組織必須建立起新的血供才能異位種植，因而血管形成是EMT發病的主要標志。IL-8可作為血管生成因子促進異位病灶血管生成，導致異位病灶的生長與擴散[13]。局部組織中的CCL11不僅可以增加嗜酸粒細胞等炎癥細胞的趨化活性，還可通過募集人微血管內皮細胞向異位灶浸潤轉移，從而促進局部組織微血管生成，參與EMT的發病及進展[44]，CCL11抗體可以完全阻斷該作用。

2.5其他機制 SDF-1屬趨化因子CXC亞家族，也稱為CXCL12，由骨髓細胞(基質細胞、成骨細胞、內皮細胞)分泌，在多種細胞和組織表達，通過與其特異性受體CXCR4結合形成SDF-1/CXCR4軸，廣泛參與體內多種生理及病理過程。SDF-1/CXCR4對腫瘤的影響最為顯著，目前已發現20多種不同類型的腫瘤細胞表達CXCR4，包括婦科腫瘤如卵巢癌、子宮內膜癌、宮頸癌等[45]。SDF-1/CXCR4在子宮內膜的增殖中起重要作用，雌二醇是體外胚胎干細胞中SDF-1基因和蛋白水平的有效誘導劑,其可以增加子宮內膜基質細胞中SDF-1的表達[45]。Ruiz等[46]研究發現，EMT患者的在位內膜、病灶周圍組織及異位病灶組織中均有SDF-1和CXCR4的表達，且明顯高于對照組正常內膜組織，表明SDF-1/CXCR4參與了EMT的形成和發展。

3 小 結

趨化因子可通過多種機制參與EMT的發病，但各種機制并不是獨立存在的，其相互促進，共同作用導致EMT的形成與發展。趨化因子作為非手術檢測指標，具有檢測方便、費用較低、無手術相關風險等優點，有望成為未來EMT篩查、診斷及監測的重要指標。目前EMT相關趨化因子的研究尚處于起步階段，具體的生物學特性以及作用機制仍未完全闡明，還需進一步深入研究。通過干預EMT相關的趨化因子及其受體的表達，有望為EMT的治療提供新靶點。