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维生素D在复发性流产中的免疫作用机制与研究进展

2019-01-16李仁燕杨学妞李练兵马明福徐晓鸥

中国计划生育学杂志 2019年3期
关键词:母体流产内膜

李仁燕 杨学妞 李练兵 马明福 徐晓鸥

1.重庆市人口和计划生育科学技术研究院,国家卫生计生委出生缺陷与生殖健康重点实验室(400020);2.重庆市人口和计划生育科学技术研究院附属医院

复发性流产(RM)一般指与同一配偶发生连续≥3次自然流产,目前已知的常见病因有免疫因素、凝血功能异常、染色体异常等,因其发病机制复杂,治疗进程缓慢,所以一直是国内外基础与临床研究的难点与热点。同时由于RM患者常感到内疚、羞耻及孤立等,影响婚姻关系和生活状态[1]。维生素D(VD)是一种脂溶性维生素,主要在暴露于阳光下的皮肤中合成,来自饮食中的量比较少要与VD结合蛋白(VDBP)结合,但也可以通过与血清白蛋白和脂蛋白结合,运输到肝脏。在肝脏中VD通过线粒体形式的25-羟化酶进行第一次酶促转化,产生25(OH)D,这是VD在体内的主要循环活性形式。第二次酶促转化主要在肾脏中,经1α-羟化酶(CYP27B1)和24α-羟化酶(CYP24)产生1,25-二羟基维生素D或1,25(OH)2D,这是VD的活性代谢产物[3]。1,25(OH)2D通过与其具有特异性和高亲和力的VD受体(VDR)介导发挥作用。VDR是类固醇-甲状腺激素的核受体超家族的成员,广泛存在于人体的多种组织细胞中,如子宫、卵巢、胎盘等部位,主要介导VD对靶细胞的生物学效应。近年来,国内外多项研究表明,VD除了经典的维持钙磷平衡外,在人类生殖过程中还具有免疫调节作用。研究表明,当调整了孕妇的年龄、种族、BMI及胚胎的移植数后,卵泡液中的25(OH)D水平可以作为独立预测辅助生殖体外受精成败的指标;当VD严重缺乏时(<10 ng/ml),将导致临床妊娠率降低2倍,而卵泡液中25(OH)D的水平每增加1 ng/ml,其临床成功妊娠的几率将增加6%[4]。VD缺乏可引起女性生殖内分泌紊乱,妊娠早期孕妇VD水平下降容易引起流产,甚至可能影响胎儿的生长发育。本文对近年来由于VD缺乏导致的RM的机制及其研究进展进行综述。

1 VD对RM的免疫抑制机制

从生殖免疫学的角度,妊娠属于一种同种异体移植的过程,依赖于母体对胎儿的正确识别和免疫耐受,而RM的发生则是同种异体移植失败的表现[5]。VD通过促进母体对胚胎产生免疫耐受,避免母体对胚胎发生免疫排斥反应,促进成功妊娠。临床上,将VD水平进行分类,以25(OH)D水平<50nmol/L定义为缺乏,将20~30ng/ml(50~75nmol/L)定义为不足,>30ng/ml(>75nmol/L)定义为正常[1]。目前关于VD促进成功妊娠的途径主要有以下3个方面:降低自身抗体,Th1/Th2型的Th2型细胞因子偏移,及NK细胞数量、功能异常等。

1.1 降低自身抗体

自身免疫型RM主要与4种疾病的4种自身抗体相关,抗磷脂抗体综合征[抗磷脂抗体(APA)]、系统性红斑狼疮[抗核抗体( ANA)]、干燥综合征(抗可抽提的核抗原抗体)、甲状腺自身免疫性疾病[甲状腺抗体,包括甲状腺过氧化物酶抗体(TPO-Ab)和甲状腺球蛋白抗体(TG-Ab)][6-7]。研究表明,在RM患者中,VD含量与APA,ANA及TPO-Ab水平呈显著负相关[8]。VD通过抑制活化的B细胞的持续增殖及诱导B细胞凋亡,调节自身抗体产生,而VD缺乏可诱导B细胞过度活化,介导自身抗体水平增加[9],进而促使VD水平与自身免疫性疾病的易感性及严重程度密切相关[10]。既往研究发现,在VD<30ng/ml组的RM患者中,外周血CD19+B细胞水平明显高于VD>30ng/ml的RM患者[8],升高的CD19+B细胞是自身免疫激活的表现,进而不利于成功妊娠[11-12]。从以上研究中推测,VD通过调节B淋巴细胞增殖及其功能的发挥,影响自身免疫抗体的产生,进而影响妊娠过程,但其具体机制仍需进一步探讨。

1.2 调控TH1/TH2比例偏移

根据妊娠中的Th1/Th2模式,Th1细胞表现为细胞免疫,Th2细胞促进体液免疫。在正常妊娠过程中,当Th2型细胞因子(如IL-4,IL-5,IL-6,IL-9,IL-10 及IL-13)占主导地位时,则增强母体体液免疫功能,抑制母体细胞免疫发生,促进成功妊娠。但当Th1细胞因子(如IFN-γ、IL-2及TNF-α)占主导地位时,可减少免疫营养因子的产生,抑制胎盘滋养细胞的生长和诱导胎儿-母体界面血栓形成和炎症的发生等,并破坏母体免疫耐受,导致流产的发生[13]。研究证实VD可调控活化T细胞,促进其分化及免疫耐受[14],抑制Th1细胞增殖并限制其产生细胞因子,诱导Th2型细胞因子产生[15]。但体外实验证实,VD的浓度为20ng/ml或50nmol/L时,不足以引起Th1/Th2比例的改变,只有当VD浓度达到100nmol/L才可引起Th1/Th2的转变[15]。而VD在RM患者体内如何调控Th1/Th2型细胞因子产生,需要进一步深入研究。

1.3 调控NK细胞数量及功能

NK细胞为异质性细胞群体,通过自然杀伤和细胞毒性反应对同种异体抗原发挥细胞毒作用,可在绒毛间隙中与绒毛直接接触并杀伤胚胎[16]。因此,NK细胞的数量与毒性对妊娠的建立与维持及胎盘的发育具有重要作用。早期妊娠女性其外周血NK细胞活性显著低于非妊娠女性,且在RM患者外周血中NK细胞数量与毒性均显著增加[17],同时在核型正常情况下,孕前检查外周血NK细胞水平,能够预测下次妊娠结局[18],在妊娠中NK细胞水平升高还可预测RM[19],以上结果表明,NK细胞的数量与毒性的降低可促进成功妊娠,而NK细胞数量与毒性的增加是导致RM的重要因素之一[20]。研究发现,NK细胞数量及细胞毒性与VD水平呈负相关[8],同时25(OH)D<30ng/ml组外周血CD56+百分比高于25(OH)D>30ng/ml组,推测VD同时参与NK细胞数量和细胞毒性的调控[21]。

2 研究进展

根据检测VD取样位点的差异,将目前研究主要分成3个部分:外周血、子宫内膜、母胎界面,下面将从以上3个部分分别阐述VD的研究进展。

2.1 外周血

Chen等[22]对比分析了35名血清中VD水平正常的RM患者与64名VD≤30ng/ml的RM患者,结果显示,VD≤30ng/ml的RM组中,B细胞百分比、NK细胞毒性均高于VD正常的孕妇。在孕4~10周,检测了98例孕早期血清中25(OH)D3含量,对胎儿流产进行了预测,结果显示,对妊娠女性进行早期血清25(OH)D3水平检测,对胎儿流产的预测率为80%[23]。对比分析136例自然流产孕妇与60例正常体检的孕妇血清中25(OH)D水平差异,结果发现,自然流产组25(OH)D的缺乏率为44.12%,正常组25(OH)D缺乏率为26.67%,差异有统计学意义,表明25(OH)D的缺乏可能增加自然流产的发生[24]。

2.2 子宫内膜和母胎界面

大部分研究都集中在外周血中进行检测,但胎儿与母亲之间形成的微环境对成功妊娠更关键。因此,检测RM患者子宫内膜及胎儿-母体界面的VD水平,对准确分析VD对妊娠的重要性至关重要。

Tavakoli等[25]研究了RM患者子宫内膜的VD代谢情况,通过对8名RM患者与8名年龄匹配的女性,利用活检刮匙获得的子宫内膜样本,发现子宫内膜间质细胞的细胞核中高表达VDR,细胞质中高表达CYP27B1,表明子宫内膜间质细胞是VD作用的靶细胞。在RM组的子宫内膜细胞中,IFN-γ的表达显著高于对照组,该研究还表明,VD能够调节炎症反应引起的免疫效应[25]。该团队随后的研究还表明,在RM组与正常对照组中,子宫内膜的VDR,CYP27B1及CYP24A1表达无显著差异,且子宫内膜将25(OH)3转换成1,25(OH)2D3的能力是一致的[26]。结果提示,在RM与正常对照组女性的子宫内膜中,VD的受体及相关酶的量与功能是无差异的。

有研究比较了40名RM患者与40名孕龄相匹配并自愿终止妊娠(此前至少有1次成功妊娠,且无自然流产经历)的女性,取其绒毛膜绒毛和蜕膜检测VDR的mRNA与蛋白的表达水平,结果表明,RM组的VDR表达水平显著低于正常对照组,提示VDR在RM组的胎儿-母体界面表达水平降低,对妊娠不利,同时检测出血清中的VDR水平也降低,因此血清中的VDR含量能预测胎儿-母体界面的VDR表达水平[27]。该团队进一步研究发现,CYP27B1在绒毛和蜕膜组织中均表达,且CYP27B1的mRNA与蛋白表达水平在RM组中显著低于对照组,同时,在RM组中,IL-10显著低于对照组,而TNF-α,IL-2与INF-γ显著高于对照组的绒毛和蜕膜组织,表明CYP27B1在胚胎植入过程中发挥局部关键作用[28]。Li等[29]检测了RM患者蜕膜组织,VDR水平明显降低,但CYP27B1的表达无显著差异,该研究结果与Wang等[28]相反,因此,需要通过研究进一步证实在蜕膜组织中CYP27B1的表达水平。通过对不同取样位点VD、VDR及相关酶表达水平的检测,进一步验证了VD在预测与预防RM中的重要作用。

3 治疗

由于VD不足者RM的患病率较VD含量正常者显著升高,这可能与免疫失调相关,因此对RM的女性可通过补充VD以利于妊娠。Chen等[22]用1,25(OH)2D治疗VD<30ng/ml的RM女性2个月,降低了B细胞百分比和NK细胞毒性。Ota等[30]研究显示,RM女性补充1,25(OH)2D3组与仅载体(不含VD)处理组比较,载体组显示更高的NK细胞毒性,而服用VD后,下调了TNF-α与INF-γ,可改善NK细胞免疫功能及促进RM女性成功妊娠。Ibrahim等[31]利用VD的免疫调节作用,预防RM再次发生,对40名RM孕妇(孕周≤6周)随机分成2组,接受口服VD3类似物补充剂(0.25 mcg,2次/d),孕酮直肠栓剂(400 mg/d),低剂量阿司匹林(81 mg/d)和叶酸(5mg/d的研究组),和除VD3外接受相同治疗的对照组,服用至孕14周的结果显示,口服VD3类似物组的IFN-γ水平显著降低,RM降低约15%的风险。Samimi等[32]研究了VD补充剂在RM患者中的作用,将77名有RM史的孕妇随机分成接受口服VD(400 U/d)和阴道放置黄体酮(400mg/d)的研究组,和接受无活性成分的类似于VD3片剂和阴道放置黄体酮(400mg/d)的对照组,研究结果表明,VD可以减少女性RM的发生率。另外也有对99例VD<30ng/ml的RM患者补充1,25(OH)2D,可降低NK细胞毒性[33]。

母体对VD的摄入量是常人的1~2倍,因此在全世界都普遍存在妊娠期母体血清VD水平较低,不利于胎儿生长甚至可能流产等,然而关于VD与免疫性RM之间的关联及机制仍需进一步深入研究。在RM患者孕前或孕早期补充VD,有助于妊娠,也可作为一种新的辅助治疗RM的方案。但在临床实践中,关于应在孕前还是孕早期补充VD以及补充VD的剂量,都需进一步系统研究。

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