方炳燕，邓月秀，冯婉琴，刘敏娟，马颖△

子宫内膜异位症（endometriosis，EM）是指具有功能的子宫内膜出现在子宫腔以外的部位，常伴有严重的下腹痛、不孕、月经异常和盆腔粘连等症状，严重影响了育龄期女性的健康和生活质量。EM 的发病机制尚不明确，发病率逐年上升，高达5%～15%。1921 年Sampson 提出异位种植学说，认为经期脱落的子宫内膜会随经血逆流进入盆腔种植［1］。该学说虽被大多数学者接受，却无法解释近90%的女性有经血逆流的现象，远远高于EM的发病率，表明EM的病因应更为复杂。

EM虽然是一种良性疾病，却具有恶性肿瘤的特点，如组织侵袭、局部播散、复发转移等。同时，EM也是一种与炎症反应密切相关的疾病，盆腔局部异常的炎症环境是导致异位内膜组织定植和生长的重要因素。近年来许多研究表明，肠道菌群稳态失衡与许多恶性肿瘤及炎性疾病的发生有密不可分的关系。EM 与肿瘤、炎性疾病有着诸多相似之处，由此可以推测菌群与EM的发生具有相关性。探索菌群与EM 之间的关系，可进一步了解EM 的发病机制，为其临床诊疗提供参考。

1 不同部位菌群与EM的相关性

1.1 肠道菌群 目前关于菌群与EM 病因的研究，绝大部分关注的是肠道菌群。人类肠道微生物群的总细菌数约为100 万亿，比人体细胞总数还要多10倍。肠道微生物群的稳态对宿主的健康十分重要，当肠道菌群与人体之间的相对平衡被打破时，会影响许多疾病的发展与转归［2］。有研究对EM 患者与健康对照者的肠道菌群分析显示，EM患者肠道中链球菌、大肠杆菌、志贺菌较为丰富，而普氏菌、奇异菌属、杆菌属和巨型球菌则减少，且埃希氏菌/志贺菌的比例增高［3］，表明肠道菌群失调。研究发现肠道菌群失调时，革兰阴性细菌大量繁殖，同时肠壁通透性增高、免疫完整性遭到破坏，致病菌群释放的细菌内毒素脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）有机会大量入血，导致全身炎症性反应［4-5］。LPS 一方面通过激活Toll 样受体（toll-like receptors,TLR）-4 信号诱导上皮-间质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）［6］，这一转化对于异位子宫内膜成功侵袭宫腔外部位有着关键影响。另一方面，LPS 入血持续激活程序性死亡蛋白-1（programmed death-1，PD-1）通路，促使PD-1和程序性死亡蛋白配体-1（PD-L1）过度表达［7］，导致T细胞的活化和增殖受到抑制，引起免疫耐受，这为异位内膜组织的生长提供了条件。

1.2 生殖道菌群 虽然女性阴道内聚集了数万亿的细菌，但子宫和输卵管内一直被认为是无菌环境。有研究分别在女性下生殖道，包括阴道下1/3部、阴道后穹隆、宫颈管黏液，以及上生殖道，包括子宫内膜、输卵管、腹腔液等6 个部位进行菌群分析，结果显示下生殖道内pH 值较低，以乳酸杆菌为主；上生殖道内呈弱碱性，以变形杆菌、放线菌和拟杆菌为主［8］，这一结果说明细菌确实存在于女性上生殖道内，而且从下生殖道到上生殖道这一连续的通道内，乳酸杆菌的浓度逐渐下降，细菌丰度增加。

研究表明，与对照组相比，EM 患者的宫颈和阴道表面微生物群不存在奇异菌属，并且加德纳菌的数量增多［3］，2组间菌群结构的明显差异提示生殖道菌群失衡与EM的发生具有相关性［9］。与此同时，也有研究发现EM患者的生殖道微生物群在参与鞭毛组装和芳香氨基酸生物合成的途径中尤为丰富，而非EM患者的生殖道微生物群在磷酸转移酶系统和脂肪酸生物合成中较为丰富［8］。因此，就目前研究所知女性生殖道菌群生态与EM 的发生存在相关性，但具体作用机制还需要进一步探索。

男性生殖道菌群与EM 的发生同样具有相关性。研究发现，男性和女性的生殖道微生物群落间存在相互作用，在性交过程中，附着在男性精液上的菌群以及精液自身的菌群会随着射精来到女性生殖道，进而影响女性生殖道微生物群的数量和种类［10］。对于有伴侣的EM 患者，其伴侣的生殖道菌群对于患者菌群的影响也是在临床治疗中必须考虑到的一个重要因素。

1.3 盆腹腔液菌群 盆腹腔是EM 的主要致病部位，盆腹腔的菌群状态对EM的发病具有一定影响。有研究取EM 与非EM 不孕患者的腹腔液做菌群分析，发现2组均存在多种菌群，主要以变形菌门和厚壁菌门为主，但在菌群属水平上存在差异［11］。EM的发生与盆腹腔菌群组成的具体关系需要进一步研究。

EM 是一种免疫反应受损的相关慢性炎症性疾病，在菌群的调节下腹腔巨噬细胞的产物构造了腹腔液内的特殊微环境，进而促进了疾病的发展。研究发现，EM 组的干细胞生长因子-β（stem cell factor，SCF-β）、白细胞介素-8（interleukin-8，IL-8）、肝细胞生长因子（hepatocyte growth factor，HGF）、单核细胞趋化蛋白-1（monocyte chemotactic protein 1，MCP-1）水平明显高于对照组［12］。这些细胞因子是由巨噬细胞等免疫细胞分泌的小分子蛋白，参与体内的炎症反应、细胞增殖和分化等活动。其中，IL-8是参与EM相关炎症反应的重要趋化因子［13］。腹腔液内高水平的IL-8 一方面通过上调细胞的金属蛋白酶和整合素依赖性蛋白酶活性增强异位子宫内膜的侵袭能力；另一方面上调子宫内膜细胞死亡受体（FasL）的表达，诱导活化的T淋巴细胞凋亡，进而支持异位内膜的存活［14-15］。因此，可推测在盆腹腔菌群失调的情况下，腹腔巨噬细胞大量分泌各种具有趋化促炎作用的细胞因子（如IL-8），形成了腹腔内的炎症状态，进而促进了异位子宫内膜病灶的形成。

2 菌群对EM常见症状发病机制的影响

2.1 下腹痛和痛经 疼痛是EM 的主要临床症状，典型症状为继发性痛经、进行性加重。目前，其病理机制尚未完全阐明。研究表明，EM引起的慢性疼痛是由多因素所致的免疫炎性疼痛［16］。有研究显示，由花生四烯酸在环氧化物酶-2（cyclooxygenase-2，COX-2）的作用下合成的不饱和脂肪酸前列腺素（prostaglandins，PGs）是EM 所引起的慢性疼痛中的重要炎症因子，其中前列腺素E2（prostaglandin E2，PGE2）作为主要的致痛因子在EM 患者体内高表达［17］。肠道菌群失调导致细菌产物LPS大量入血所引起的炎症反应，使COX-2 表达增高进而使PGE2的合成增多，从而引起了EM的慢性下腹痛。EM患者体内存在相比正常者更高比例的氧化应激和脂质过氧化反应，会诱导巨噬细胞等许多致痛因子的产生并且影响调节疼痛的蛋白活性［16］。由此可知，调节肠道菌群生态系统可作为治疗EM患者慢性下腹痛的一个靶点。

2.2 不孕 EM 患者不孕率高达40%，引起不孕的原因十分复杂。近年来有研究表明，肠道微生物群失衡所引起的炎症反应中，腹腔液内大量巨噬细胞所分泌的肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）具有胚胎毒性，能通过影响精子活力导致患者生育力下降［18］。且有研究发现，复发性流产、反复植入失败、不孕的患者子宫菌群主要由厚壁菌门、拟杆菌门和变形杆菌门组成［19］，这也提示了生育能力与子宫菌群的相关性。有研究基于微生物学模型区分EM 所致的不孕和非 EM 所致的不孕［8］，由此可见EM所致的不孕与微生物群的改变有着必要联系。

2.3 异常子宫出血 15%～30%的EM 患者有经量增多、经期延长等症状。EM 作为雌激素依赖性疾病，其发生发展、症状形成与雌激素水平密切相关［20］。肠道微生物群作为循环雌激素的主要调节因子之一，能够分泌β-葡萄糖醛酸酶，使雌激素发生解偶联作用变成有活性的游离态，进而与雌激素受体结合发挥生理作用。当菌群失调时，β-葡萄糖醛酸酶分泌增多使体内雌激素水平增高，促使异位子宫内膜病灶生长和出血［8,21］。因此，调节菌群生态系统可能有助于降低EM 患者的雌激素水平，进而改善患者异常子宫出血的临床症状。

2.4 盆腔粘连 盆腔粘连作为EM 的常见症状之一，本质上是腹膜对于炎性损伤的过度生理反应。EM病灶周围会发生纤维增生、组织挛缩等局部组织结构改变，进而导致盆腔粘连，常伴随慢性盆腔疼痛［22］。有研究表明在EM 患者中，有粘连患者腹腔液内转化生长因子β1（transforming growth factor-β 1，TGF-β1）水平明显高于无粘连患者［23］。机体在炎症作用下，TGF-β1 能够促进黏附分子的表达，使子宫内膜细胞与间皮细胞间的黏附性增强，由此促进盆腔粘连的形成［24］。与此同时，TGF-β1 可刺激多种细胞分泌纤维连接素及胶原蛋白，并对巨噬细胞、中性粒细胞和成纤维细胞等具有趋化作用，提示TGF-β1 在EM 的发生和盆腔粘连上起着重要作用［25-26］。菌群失调所致的炎症反应可促使腹腔内的巨噬细胞大量分泌TGF-β，由此可知菌群生态与盆腔粘连的发生有着必然联系。目前在EM的治疗上多主张行手术治疗，但盆腔粘连增加了手术难度以及并发症的风险，因此通过菌群干预使盆腔粘连的症状缓解可成为一个研究方向。

3 菌群与EM的双向作用

3.1 菌群与EM的双向调节过程 机体内存在大量的微生物群，机体与微生物群之间具有互利共生的双向作用。目前绝大多数学者聚焦于菌群对EM发生产生的单向作用，然而EM 对于人体菌群生态系统同样具有调节作用。已有研究表明，EM可诱导小鼠肠道内微生物群的改变，使其厚壁菌门与拟杆菌门的比例增高和双歧杆菌的增加［8］。受肠道菌群调节的雌激素对肠道上皮屏障的完整性有保护作用，使其具有更强的抵抗力［27］。由此可说明雌激素所驱动的疾病（如EM）的代谢情况和肠道菌群之间是双向作用的关系。

不同水平的雌激素和孕酮会影响女性生殖道菌群的稳定性。目前已经确定构成阴道菌群的关键微生物中乳酸菌是最主要的菌种，阴道乳酸菌可以减少病原体的感染和防止微生物失调。乳酸菌一方面可以通过产生乳酸维持低pH值的环境［28］，这不利于大多数细菌的生长甚至会抑制病原体的产生［29］；另一方面是通过产生过氧化氢（H2O2）促进机体分泌乳铁蛋白，这是一种宿主来源的糖蛋白，通过与革兰阴性细菌细胞壁结合破坏细胞壁的稳定性，增加细菌外膜对周围固有杀菌剂的渗透性［30］。然而在EM患者的腹腔液中可检测到乳铁蛋白水平下降。这不仅说明了EM 患者乳酸菌数量的减少，还进一步揭示了EM 患者的抗菌能力下降，可能会进一步导致微生物的失调。

目前，有研究对EM 和非EM 患者的子宫内膜、血浆和腹腔液进行免疫组织化学染色分析，发现EM组患者腹腔液内活化的巨噬细胞数量增加，确定EM是一种炎症状态［31］。EM 患者腹腔液巨噬细胞分泌大量TNF-α，使盆腹腔血管穿透性增加、炎性渗出物产生，导致腹腔液内微环境异常［11］。一方面EM 可导致患者腹腔液内的IL-8水平增高，另一方面细胞黏附本身会增强IL-8的表达，进而导致腹腔内炎症和EM 的发生。因此，EM 作为一种炎症性疾病，与腹腔液内微环境相互作用，处于不断调节的过程。总而言之，通过上述EM与肠道、生殖道、盆腹腔液3个部位菌群之间的研究发现，菌群失调会促进EM的发展，而EM 的发展同样对患者体内微生物菌群的生态平衡产生影响。

3.2 菌群、EM、癌症三者之间的相关性 EM 具有组织侵袭、局部播散、复发转移等与恶性肿瘤相似的特点。研究表明，在EM 的发生机制上有可能涉及原癌基因和抑癌基因的突变，导致异位子宫内膜组织具有迁移、复发、播散等癌性生物学行为［32］。EM与癌症都是免疫性疾病，慢性炎症反应在其形成过程中起到了重要作用。LPS作为慢性炎症反应最常见的诱因，会使TLR-4、IL-10、IL-27 等相关细胞因子过度表达，导致细胞的抗凋亡能力增强，且在EM与癌症患者的体内都发现了相似的行为［4-7］。同时有报道称肠道菌群失衡在慢性炎症的作用下对肠道恶性肿瘤的发展起到了诱导作用［32-34］。因此，从EM与癌症之间相似的生物学行为和具有相同的慢性炎症性反应过程可推测EM的发病机制与癌症的诱因存在相关性。

1925 年Sampson 首次报道恶性肿瘤与EM 并存于同一病变中，认为EM 可以发生恶变。有研究表明，EM作为良性病变在一定条件或诱因下会发生恶变，且与卵巢癌的发病密切相关［35］。在诱导EM 恶变的因素中，雌激素水平的增高是高危因素之一。高雌激素水平可通过EM患者腹腔内的巨噬细胞促进异位内膜在腹腔种植、生长，进而发生恶变。研究发现，肠道菌群失调可导致雌激素水平增高［36］。芳香化酶P450 是雌激素合成的最后一步限速酶，PGE2能够促进环磷酸腺苷（cAMP）形成，cAMP会增强启动子的转录活性，促使子宫内膜芳香化酶基因（CYP19）表达，进而促进雌激素的合成［37］。如前所述，肠道菌群失衡时，炎症反应的发生能够导致COX-2表达增加，进而使PGE2合成增多［17］。因此，菌群与EM恶变的发生发展依然具有相关性。根据目前菌群在EM 发病机制中的研究进展，还需要大量的研究证明能否通过菌群调节控制EM 恶变的进程。

综上所述，菌群与EM 发病机制密切相关，但现阶段的菌群研究还存在一些问题：（1）研究大多停留在菌群与EM的相关性上，目前已知菌群与EM的发病机制、症状形成以及恶变均具有相关性，但并未能了解其具体内在机制。（2）研究大多聚焦于肠道菌群在EM 发病机制中的作用，对于女性生殖道和盆腹腔液菌群的研究仍待进一步探索。（3）人体内菌群种类数量较多，并且存在异质性，在研究分析上存在一定的困难。

菌群在EM 发病机制中的作用依然是研究热点，一方面可通过探索微生物群中是否存在某类特征细菌或菌种比例、细胞因子来作为EM 的诊断标志物；另一方面，由于目前已有调节肠道内生态系统的菌群移植（FMT）治疗运用于临床，所以可探索能否通过调节菌群生态来对EM进行临床治疗或者预防。最后，已知EM 与恶性肿瘤具有相似的生物学行为，提示可从癌变基因的角度对EM 的病理机制进行分析，而且在EM治疗上需注重预防恶变。