子宫内膜异位症相关巨噬细胞的研究进展

黄艺舟，林俊

普通妇科疾病及相关研究

子宫内膜异位症相关巨噬细胞的研究进展

黄艺舟，林俊△

子宫内膜异位症（EMs）是妇科常见病，表现为血管化的子宫内膜组织在子宫腔以外的部位出现和生长，其发病机制尚未阐明。巨噬细胞是腹腔液中数量最多的白细胞，近年研究表明，巨噬细胞在EMs的发生、发展过程中发挥关键作用。巨噬细胞被招募到EMs微环境中并浸润于EMs组织中，发生选择性活化。活化的巨噬细胞分泌多种细胞因子促进黏附、生长、侵袭，参与信号传递。巨噬细胞吞噬能力受损、凋亡增加，造成了相对免疫耐受的微环境，有助于EMs细胞的存活。巨噬细胞通过分泌血管内皮生长因子（VEGF）和表达Tie-2促进血管新生，在EMs病灶的生长过程中不可或缺。巨噬细胞的许多促EMs发生、发展的作用可能与其在局部发生的选择性活化状态有关。综述巨噬细胞在EMs发生、发展中的作用与功能，此领域的深入研究有助于解释EMs的病因并发展新的免疫学诊疗方法。

子宫内膜异位症；巨噬细胞；血管新生；巨噬细胞选择性活化

【Abstract】Endometriosis is a common gynecological disease characterized by the persistence and growth of vascularized endometrial tissue at ectopic sites，whose mechanisms are still poorly understood.Recently，studies have suggested that macrophages，which are the most abundant cells in the peritoneal fluid，play a critical role in the pathogenesis and pathophysiology of endometriosis.Macrophages are recruited to the microenvironment of endometriosis and infiltrate endometriotic lesions where they undergo alternative activation.These macrophages secrete various cytokines that stimulate adhere，growth，invasion and deliver signals.Macrophages facilitate endometrial cell survival mainly because of their impaired phagocytosis and increased apoptosis，thus create an immune tolerant environment.Microphages produce VEGF and express Tie-2 to promote angiogenesis and enhance endometrial lesions growth.The endometriosis-promoting functions of macrophages is associated with their"alternatively activated"phenotype involved in tissue repair and remodel.This review focuses on the roles and functions of macrophages in endometriosis.And further study revealing molecular mechanisms of macrophages would encourage the development of novel diagnosis and treatments for endometriosis.

【Keywords】Endometriosis；Macrophages；Angiogenesis；Alternatively activated macrophages （J Int Obstet Gynecol，2016，43：449-453）

子宫内膜异位症（endometriosis，EMs）是育龄妇女的多发病、常见病之一，发病率约为适龄人群的10％～15％。EMs临床表现为血管化的子宫内膜组织在子宫腔以外的部位生长，引起疼痛、不育和盆腔包块［1］。关于EMs的发病机制仍有争论，目前广为接受的是Sampson提出的种植学说，该学说认为脱落的子宫内膜细胞通过经血逆行到达卵巢或者腹腔内壁导致内膜异位生长［2］。已知经血逆流发生在50％～90％的妇女身上，却只有少数妇女发生EMs。近年研究认为EMs是一种与免疫相关的疾病［3］，随经血逆行到达子宫外的内膜的黏附、侵袭、生长等行为与局部免疫因素关系密切。巨噬细胞（macrophages）是天然免疫主要的功能细胞，构成了机体免疫的第一道防线，腹腔液中约85％的白细胞是巨噬细胞。巨噬细胞在炎症和宿主防御中发挥中心作用，包括吞噬、抗原递呈、分泌多种细胞因子和生长因子。随后的研究还发现巨噬细胞参与组织修复和血管的新生［4］。近年来巨噬细胞在EMs发生、发展中的作用受到了广泛关注，研究表明EMs相关巨噬细胞（endometriosis associated macrophages）在活化状态和功能上接近选择性活化（M2）的巨噬细胞，与肿瘤相关巨噬细胞（tumor-associated macrophages，TAMs）有一定相似性，是一群抗炎、促修复的巨噬细胞［5］，在促进内膜组织存活，EMs血管生成，病灶生长等病理过程中发挥重要作用。本文就EMs相关巨噬细胞在EMs的发生、发展中的作用综述如下。

1　巨噬细胞在EMs微环境中活化、募集

巨噬细胞是由血液内的单核细胞穿出血管后分化而成的，在炎症和异物的刺激下发生活化和聚集，参与免疫应答和维持局部稳态。EMs是一种慢性炎症过程，逆行到腹腔的子宫内膜引起局部炎症，腹腔液中多种细胞因子升高，以巨噬细胞为主的白细胞数量明显增加，大量巨噬细胞浸润于异位内膜组织内［6］。巨噬细胞在细胞因子和雌激素的作用下发生活化［7］，活化的巨噬细胞产生一系列效应，释放多种白细胞介素（IL，如IL-1，IL-6，IL-8）、趋化因子、生长因子、血管新生因子、肿瘤坏死因子α（TNF-α），这些细胞因子能促进内膜组织在腹腔中黏附、增殖、侵袭、血管新生［8-10］。同时在EMs微环境中的巨噬细胞也受到诱导和调控，发生基因表达和行为功能的改变，高表达G蛋白偶联的雌激素受体（GPER），从而增强对雌激素的敏感性，参与EMs的发展过程［11］。

巨噬细胞的招募、活化过程受多种因素调控，腹腔中的巨噬细胞能感知随经血逆行到腹腔内的内膜发出的各种信号，主要包括炎症因子、局部缺氧、局部出血及铁超载、组织碎片等，巨噬细胞在趋化因子的作用下聚集在腹腔微环境中，清除组织碎片和维持局部的稳态［5］，在这一过程中巨噬细胞也参与传递促生长和促血管新生的信号。激素水平也是影响巨噬细胞活动的重要因素，实验表明，雌激素处理的EMs小鼠病灶中巨噬细胞的募集和活化增强，体外环境中雌激素能刺激巨噬细胞释放神经因子，从而参与介导疼痛的发生［12］。近年也有学者提出原本定居于在位子宫内膜的巨噬细胞能随着经血逆流进入腹腔，在腹腔环境中存活并参与病灶的炎症微环境［13］。巨噬细胞的募集、浸润、活化现象广泛存在于肿瘤、肥胖、纤维化等许多慢性炎性疾病中［14］，巨噬细胞在EMs中的作用值得深入研究。

2　巨噬细胞促进异位内膜存活

有学者认为，EMs是一种免疫缺陷疾病［3］。正常情况下，免疫系统能监视并清除出现在腹腔的内膜细胞，其中起主要功能的是巨噬细胞和自然杀伤细胞（NK细胞）的吞噬和杀伤作用，而EMs患者局部免疫细胞失能造成了机体腹腔微环境的免疫缺陷，从而有利于异位内膜的存活和后续的种植、生长［15］。当内膜组织进入腹腔时，巨噬细胞分泌基质金属蛋白酶9（MMP-9）降解细胞外基质，将内膜组织裂解为碎片，随后在清道夫受体CD36的介导下吞食这些组织碎片。然而在EMs患者腹腔液高前列腺素E2（PGE2）的环境中，巨噬细胞MMP-9和CD36的表达及活性受到抑制［16-17］，使巨噬细胞吞噬能力减弱，造成了相对耐受的免疫微环境。在吞噬能力减弱的同时，EMs环境中的巨噬细胞更易发生凋亡，由于逆流的经血及病灶的周期性出血导致腹腔环境内铁超载，继而产生过量的一氧化氮（NO），过量的NO通过诱导巨噬细胞的凋亡削弱巨噬细胞对内膜细胞的清除能力，从而促进了异位内膜细胞在腹腔中的存活和免疫耐受［18］。

内膜组织进入腹腔后获得的免疫逃逸能力与巨噬细胞密切相关，巨噬细胞可以通过释放细胞因子和信号转导调控内膜细胞增殖与凋亡行为，活化的巨噬细胞分泌的IL-1和TNF-α能激活异位内膜细胞的核因子κB（NF-κB），放大炎症反应，同时上调刺激细胞增殖、抑制凋亡基因的转录［19］；Han等［20］发现造模小鼠异位内膜组织中雌激素受体β（ER-β）的表达和活性均较对照组升高，进一步研究发现活化的ER-β能与异位内膜细胞内的凋亡复合物相互作用，抑制由TNF-α诱导的凋亡信号，使异位内膜细胞发生免疫逃逸，推测很可能是包括巨噬细胞在内的微环境因素的改变诱导了异位内膜与在位内膜的基因表达和活性的差异。另外，巨噬细胞可以调节其他免疫细胞的清除能力，巨噬细胞活化使腹腔液中IL-6上升，IL-6的增加能下调NK细胞的颗粒酶B和穿孔素的表达，抑制NK细胞的细胞毒性，更多的内膜细胞得以存活和增殖［21］。

3　巨噬细胞促进异位内膜生长

巨噬细胞通过调控血管新生促进EMs的发展，异位内膜组织内含有丰富的血管，发达的血管网络能保证组织内部的氧气和营养供应。血管新生是从先前存在的血管上通过出芽的方式形成新血管的生理过程，在个体发育、生长，组织损伤修复和肿瘤的形成与恶化中都有重要作用，也是EMs发展的先决条件［1］。血管新生是依赖多种细胞之间相互作用、细胞外基质、细胞因子和生长因子的复杂过程，其中血管内皮生长因子（VEGF）家族及其受体和血管生成素及其细胞膜表面的受体Tie-2系统发挥了主要的调控作用［22］。

裸鼠模型实验表明，用VEGF-A的抗体抑制血管新生可以显著抑制内膜在腹腔内的生长，提示VEGF介导的血管新生环节在EMs病灶形成中的关键作用［23］。EMs患者腹腔液中VEGF含量升高，用流式细胞术将患者腹腔液中的巨噬细胞分离出来后可以检测到巨噬细胞内VEGF的高表达，说明巨噬细胞能分泌大量VEGF到腹腔中，同时检测到VEGF受体1（VEGFR-1）、VEGFR-2的表达，提示巨噬细胞可能具有自分泌的调节机制［8］；体外研究发现腹腔巨噬细胞分泌的TNF-α、IL-6可以上调自身VEGF的表达，说明炎症环境下巨噬细胞可以促进血管新生，并且其分泌的细胞因子可以放大这一效应［24］。巨噬细胞的促血管新生、促生长的活性受到激素的调节，患者腹腔液中的巨噬细胞高表达ER和孕激素受体，并在雌激素和（或）孕激素刺激下VEGF、肝细胞生长因子（hepatocyte growth factor，HGF）等生长因子的分泌量显著升高［25］，提示激素系统与巨噬细胞的互相作用在EMs中具有重要调控意义。除了VEGF之外，巨噬细胞分泌的IL-1β、IL-8等因子也具有重要的促血管生成作用［26］。

Tie-2是血管生成素的受体，通常表达于血管内皮细胞。表达Tie-2的巨噬细胞（Tie-2-expressing macrophages，TEMs）是一类具有促血管新生活性的巨噬细胞，能招募循环系统中的内皮祖细胞，并维持新生血管的完整性。表达Tie-2的单核细胞在外周血中极少存在，而浸润于肿瘤组织中的巨噬细胞Tie-2蛋白表达上升，且TEMs选择性地分布于肿瘤新生的血管周围，提示这类细胞在调控肿瘤血管新生中的重要作用［27］。临床组织样本染色发现，在EMs患者的异位内膜组织中TEMs明显增加，且大多浸润于新血管周围；动物模型中，用转基因方法特异性敲除骨髓来源细胞Tie-2表达的小鼠进行EMs造模后，腹腔内异位病灶内部腺体组织损坏明显，血管新生严重受损，血管内皮发生凋亡［28］。

此外，有研究显示EMs是巨噬细胞依赖性的。在小鼠模型中，用氯膦酸盐脂质体或单克隆抗体去除受体小鼠腹腔巨噬细胞，内膜组织可以黏附和定植到腹膜壁上，但不能生长和形成病灶；而当异位病灶初步形成后去除受体小鼠腹腔巨噬细胞，病灶组织不能生长且内部不能形成血管网络和腺体［29］。与此研究结果相似的是，在大鼠模型中去除腹腔巨噬细胞也影响大鼠腹腔异位内膜组织生长与病灶形成［30］。巨噬细胞的促生长作用可以作为治疗的靶点，且部分受到激素调控，Zhao等［31］研究表明，ER的抑制剂在小鼠模型中具有较好的抑制病灶生长作用，这一疗效在去除巨噬细胞后明显减弱。

4　巨噬细胞选择性活化参与EMs发生

巨噬细胞具有高度可塑性，在不同的微环境作用下，巨噬细胞可表现出不同的活化特性，产生表型和功能的分化。在免疫应答过程中，巨噬细胞在γ干扰素（IFN-γ）、脂多糖（LPS）的刺激下发生经典活化（M1），发挥天然免疫功能，分泌促炎因子，帮助机体抵御病原体；在糖皮质激素、IL-4、IL-13和IL-10的刺激下，巨噬细胞发生M2，发挥抗炎作用，清除细胞和组织碎片，促进血管新生，参与组织修复与重构［32］。发生M1或M2活化的过程又称作巨噬细胞的极化。Bacci等［29］报道相比于正常人群，EMs患者的腹腔液中和浸润于病灶组织中的巨噬细胞均高表达M2型活化的标志——CD163和CD206，小鼠EMs模型中的巨噬细胞亦显示同样趋势，提示EMs相关的巨噬细胞向选择性活化方向偏转的表型。体外实验中，将子宫内膜基质细胞与巨噬细胞共培养能诱导巨噬细胞高表达IL-10，并且巨噬细胞向M2型活化方向偏转［33］，同时子宫内膜基质细胞增殖速率增加，转录因子Stat3活化增强［34］。将体外诱导M2型活化的巨噬细胞输入小鼠腹腔，能显著促进EMs异位病灶生长，而M1型活化的巨噬细胞能显著抑制造模后病灶的生长，表明巨噬细胞选择性活化参与了EMs的发生和发展，并能促进血管新生、血管网络形成和病灶组织生长［29］。在人体组织受到损伤时，巨噬细胞被招募到损伤处，发生从M1到M2型活化的转变，促进伤口愈合和组织修复［35］。而伤口愈合过程中的血管重构与EMs病灶血管新生及网络化有许多相似之处，EMs患者的病灶组织血小板活化增强，微血管密度增加，表现出“伤口”修复的特征［36］，由此可以推测巨噬细胞可能将带经血的内膜碎片识别为自身的组织创伤，错误地启动了促修复的M2活化途径，帮助“伤口”在异地愈合，最终促进EMs的发生和发展。

巨噬细胞极化现象广泛存在于许多炎性疾病的发生、发展过程中。在肿瘤微环境中，TAMs主要以M2型活化形式存在，并在肿瘤的血管新生、恶化、转移等过程中起促进作用。巨噬细胞在集落刺激因子1 （CSF-1）、趋化因子2（CCL-2）等作用下被招募到肿瘤微环境中，在IL-4、IL-10等诱导下发生M2型活化，活化的巨噬细胞可以分泌IL-10、TGF-β等抑制适应性免疫对肿瘤的监视和杀伤作用，分泌VEGF、表皮生长因子（EGF）等促进肿瘤血管新生和生长，分泌MMP降解细胞外基质促进肿瘤的侵袭，表达VEGFR介导和促进肿瘤的恶性转移［37］。近年来开展了许多针对TAMs的肿瘤免疫治疗，其中有一些已进入临床试验阶段。Ries等［38］报道用CSF-1受体的抗体阻断CSF-1对巨噬细胞的作用，能显著降低肿瘤患者肿瘤组织内TAMs的数量，该药在对巨细胞瘤患者进行的一期临床试验中表现出明显的治疗作用。巨噬细胞在EMs中的研究才刚刚起步，不断揭示EMs中巨噬细胞极化与局部微环境之间的关系及机制具有重要意义，能提供EMs病因、诊断、治疗上新的理解和思路。

5　结语与展望

最近研究表明，巨噬细胞在EMs的发生、发展过程中发挥着关键作用，能促进内膜细胞在子宫外的存活、血管新生、生长等行为，在极化状态上表现为M2型活化，发挥抗炎作用，参与组织修复与重构。EMs相关巨噬细胞功能和表型的动态变化在EMs的病程进展中发挥重要的调控或决定作用。巨噬细胞与子宫内膜细胞、雌激素、各种细胞因子之间形成了多维的互相作用网络，构成了EMs特殊的免疫微环境。深入研究巨噬细胞在EMs中的作用能为EMs的发病提供免疫学上可能的解释和诊断方法，也可能为开展针对巨噬细胞的免疫治疗提供新的思路。

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［本文编辑王琳］

Research Progress of Endometriosis Associated Macrophages

HUANG Yi-zhou，LIN Jun.Women′s Hospital，School of Medicine，Zhejiang University，Hangzhou 310006，China

310006杭州，浙江大学医学院附属妇产科医院△审校者

2016-01-24）