不明原因绒毛炎致滋养细胞凋亡在胎儿生长受限发病中的作用

瞿琳，周欣，孙丽洲

胎儿生长受限（fetal growth restriction，FGR）是指胎儿在宫内受各种因素的影响而未达到其预期的生长潜能。临床上多种围生儿不良结局，如胎儿畸形、胎儿窘迫、死胎、新生儿窒息和新生儿死亡等均与FGR 的发生有关，我国FGR 发生率约为8.77%[1]。目前FGR 发病机制不明，尚无有效的临床治疗措施。不明原因绒毛炎（villitis of unknown etiology，VUE）是妊娠中、晚期常见的来源不明的胎盘炎症性改变，在所有妊娠晚期胎盘中发生率为5%～15%[2]，可能与主要组织相容性复合体Ⅱ（major histocompatibility complexⅡ，MHCⅡ）类抗原的表达随着胎龄的增加而增加有关[3]，以母体T 细胞浸润绒毛间质和细胞因子 [如肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、γ 干扰素（interferon-γ，IFN-γ）、白细胞介素1β（interleukin-1β，IL-1β）和细胞间黏附分子1（intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1）等]失调为特征，炎性细胞因子促进滋养细胞凋亡，与FGR 的发生关系密切[4-5]。目前，VUE 导致胎盘滋养细胞凋亡在FGR 发生中的机制尚不明确。现就VUE 时滋养细胞凋亡在FGR 发病中的作用进行综述。

1 正常妊娠时的滋养细胞凋亡

细胞凋亡即程序性细胞死亡，机体通过凋亡清除体内衰竭细胞和非必要细胞以保持适当的细胞数量，是机体维持正常体内稳态及生理功能的重要生命现象。凋亡是正常妊娠发展的生理现象，可发生于正常胎盘中各类型滋养层细胞、基质细胞和脐血管内皮细胞。滋养细胞凋亡保持动态平衡在胚胎发育、维持机体正常生理机能和自身免疫耐受方面都发挥重要作用。妊娠晚期随着孕周的增长，胎盘滋养细胞凋亡增加[6]，提示凋亡可能是正常的胎盘衰老过程。

滋养细胞凋亡调控的途径主要有内源性线粒体途径、外源性死亡受体途径和内质网应激（endoplasmic reticulum stress，ERS）途径3 种。①内源性线粒体途径。当滋养细胞受到内源性刺激，如缺氧、生长因子缺乏和氧化应激等，B 细胞淋巴瘤2（B cell lymphoma-2，Bcl-2）家族促凋亡相关蛋白Bid（BH3 interacting death agonist）、Bim（Bcl-2 interacting mediator of cell death）等可以直接诱导促凋亡基因Bax（Bcl-2 associated X），使其发生构象变化，导致线粒体外膜电位失衡，通透性增加，促凋亡因子释放至细胞质内，释放的细胞色素C（cytochrome C，Cyt C）结合凋亡蛋白酶活化因子-1（apoptotic protease activating factor-1，Apaf-1），与半胱氨酸天冬氨酸蛋白 酶9（cysteine aspartic acid specific protease-9，caspase-9）形成凋亡小体，激活线粒体caspase 级联反应，促进滋养细胞凋亡。②外源性死亡受体途径，即由跨膜受体介导的蛋白发生相互作用的信号通路。死亡受体为肿瘤坏死因子受体（tumor necrosis factor receptor，TNFR）超家族成员，包含FS7 相关细胞表面抗原（FS7-associated cell surface antigen，Fas）、TNFR-1、TNFR-2、死亡受体3（death receptor 3，DR3）、DR4 和DR5 等。DR 与其配体或调节蛋白结合形成复合物，如Fas/FasL（Fas ligand）和TNF/TNFR，通过催化caspase-8 前体（procaspase-8），使其成为有活性的caspase-8，进而激活下游的caspase-3，启动caspase 酶级联放大反应引起滋养细胞凋亡。③ERS 途径属于内源性凋亡信号通路，内质网是真核细胞中重要的细胞器，是蛋白质翻译、合成和细胞内Ca2+的储存场所，通过调节Bcl-2 家族相关促凋亡因子和（或）抑凋亡因子，调节内质网上的Ca2+，当Ca2+稳态发生改变，会导致蛋白质未折叠或错误折叠从而在内质网上蓄积，启动ERS 途径，促进滋养细胞凋亡。

2 胎盘中VUE 病理变化及绒毛炎症细胞

FGR 胎盘主要表现为胎盘绒毛及胎儿血管系统的发育不良，在大体标本中表现为胎盘实质不均匀受累。FGR 患者胎盘中VUE 的发生率从8%到90%不等，远高于正常妊娠[5]。VUE 是一种非特异性炎性反应，在VUE 的胎盘组织切片中发现，病灶仅累及伴有淋巴细胞浸润的末端绒毛，除了周围绒毛的一些反应性血管增生外，胎盘未受影响的部分通常完全正常，这也是VUE 区别于感染性绒毛炎的基本特征之一[7]。根据炎性改变累及绒毛树的不同部位，VUE 包含3 种不同的表现形式：①仅局限于终末绒毛，约占50%，常伴有绒毛周围纤维素沉积；②累及近端绒毛干，约占30%，常伴闭塞性胎儿血管病变（fetal thrombotic vasculopathy，FTV），有时可见广泛无血管绒毛[8]；③变异VUE，炎症累及锚定绒毛，约占20%[9]。VUE 是一种未能明确感染源的炎症免疫反应的过程，其炎症浸润细胞主要来源于母体的CD8+T 淋巴细胞和来源于胎儿的霍夫鲍尔细胞（Hofbauer cells，HBCs）[10]。

2.1 母体CD8+细胞毒性T 细胞正常妊娠过程中，T 细胞在执行特异性细胞免疫应答中起关键作用，CD4、CD8 分子是T 细胞重要的表面物质。CD4+T细胞主要有辅助性T 细胞（Th）、迟发性超敏反应性T 细胞（TDTH）；CD8+细胞主要为杀伤性T 细胞（TCL/Tc）和抑制性T 细胞（Ts）。正常情况下，CD4+和CD8+T 淋巴细胞之间保持动态平衡，VUE 中CD8 阳性率高于CD4（CD4/CD8 比值范围为0.1～0.5）[11]。

CD8+细胞毒性T 细胞是一类具有特异性杀伤活性的T 细胞亚群。当CD8+细胞毒性T 细胞被激活后，可释放颗粒酶和穿孔素，直接杀伤表达特异性抗原的靶细胞，如滋养细胞和间质细胞等，导致胎盘损伤；研究显示，VUE 时，CD8+细胞毒性T 细胞可释放细胞毒性细胞因子，如TNF-α 和IFN-γ 等，放大并增强免疫效应，致使胎盘绒毛及其血管间质损伤[12]。CD8+细胞毒性T 细胞被激活后可产生FasL，与滋养细胞表面的Fas 抗原结合，从而激活滋养细胞的外源性死亡受体途径，诱导滋养细胞凋亡[4]。

2.2 胎儿来源的HBCsHBCs 起源于胎盘绒毛间质细胞，是胎盘巨噬细胞，位于绒毛间质，与胎儿血管相邻，移行于母体和胎儿之间。研究表明，HBCs 通过MHCⅡ类抗原表达的上调而被激活[13]，其可存在于整个妊娠期的人类胎盘绒毛中，数量随妊娠时间的增加而表达减少[14]。VUE 时，绒毛周围的闭塞性血管病变，可能引起绒毛的局灶性水肿或梗死，促使HBCs 增多，HBCs 增多可能是对缺氧的一种适应性反应。

一项针对FGR 胎盘的研究显示，肥胖妇女胎盘中VUE 发生率显著增高，可能与胎盘中HBCs 增多有关，考虑肥胖妇女脂代谢异常、动脉粥样硬化发生风险增加，胎盘血管硬化，绒毛血管闭塞，从而致胎盘中HBCs 增多[15]。VUE 时，异常增加的HBCs 可促使多种细胞因子大量表达，如IL-1、IL-8、TNF-α、IFN-γ 和集落刺激因子（colony stimulating factor，CSF）等。Reyes 等[14]提出，HBCs 在VUE 中表现出慢性炎症表型，如TNF-α 阳性的HBCs 数量增加，细胞因子信号转导抑制因子1（suppressors of cytokine signaling-1，SOCS-1）阳性的HBCs 数量减少等，导致胎盘损伤，与FGR、早产等不良妊娠结局有关。

3 VUE 时滋养细胞凋亡与FGR 的发生

3.1 VUE 时相关细胞因子改变与滋养细胞凋亡VUE时，增加的CD8+T 淋巴细胞及HBCs 活化后可分泌多种细胞因子，如TNF-α、IFN-γ、IL-1β 和ICAM-1等，构成FGR 胎盘炎症微环境，细胞因子及相关受体的表达异常与滋养细胞凋亡关系密切[16]。Ito 等[17]研究发现，VUE 胎盘的炎性病变中，滋养细胞凋亡核明显增多，滋养细胞凋亡又促进炎性细胞因子释放，形成恶性循环。

3.1.1 TNF-α TNF-α 是多功能细胞因子，存在于人体胎盘合体滋养细胞与细胞滋养细胞中，参与调控细胞的生长、胎盘形成及着床等多种正常妊娠生理过程。TNF-α 是胎盘部位炎症反应中重要的细胞因子。研究认为，TNF-α 可增强人原代滋养细胞的氧化应激，促使Bax/Bcl-2 比值及裂解caspase-3/caspase-3比值增加，从而诱导滋养细胞凋亡[18]。TNF-α 受体有2 种类型——TNFR1 和TNFR2，不同类型的受体介导的生物学功能不同，活化TNFR1 可诱导细胞凋亡，TNFR2 可能与信号传递和细胞增殖有关，TNF-α的生物学作用主要是通过TNFR1 传递。正常滋养细胞表达FasL，但Fas 表达水平低，VUE 胎盘局部TNF-α 增高，TNF-α 可促进滋养细胞表面Fas 的表达，增强其对FasL 的敏感性，从而促进滋养细胞凋亡。人胎盘滋养细胞同时表达Fas 和FasL，Fas/FasL途径是调控滋养细胞凋亡的主要途径之一。此外，TNF-α 还能激活细胞凋亡蛋白酶级联反应的主要效应蛋白caspase-3，诱导靶细胞的凋亡[19]。

3.1.2 IFN-γ IFN-γ 是一种重要的炎症细胞因子，其与受体结合后，可刺激Fas mRNA 表达量显著增加[20]，或诱导Fas 受体膜转位[21]，增加滋养细胞表面Fas 受体表达，通过Fas/FasL 途径促进靶细胞凋亡。IFN-γ 可以通过激活JAK 激酶/信号转导及转录激活因子1（Janus kinase/signal transducer and activator of transcription 1，JAK/STAT1）途径，增加磷酸化JAK、磷酸化STAT1 和caspase-3 的表达，促进滋养细胞凋亡[22]。研究表明，IFN-γ 可能通过下调胰岛素样生长因子2 受体（insulin like growth factor receptor-2，IGFR-2）的表达，诱导滋养细胞凋亡[23]，还可通过诱导内质网应激相关标志物，如诱导型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS）的表达增加，引起caspase-4 表达上调，增加滋养细胞凋亡[24]。

3.1.3 ICAM-1 ICAM-1 是一种跨膜糖蛋白，主要表达于血管内皮细胞及活化的T 淋巴细胞表面，是内皮细胞黏附分子，在正常妊娠中浓度较低，可参与胎盘血管的发育，诱导细胞间的黏附，促使细胞间信息传递，与T 细胞介导的免疫炎症反应有关。VUE时，大量单核细胞浸润绒毛间隙，ICAM-1 表达显著增加[25]，促使滋养细胞对循环单核细胞的黏附，来自母体的免疫细胞依赖于细胞间的ICAM-1 越过滋养层屏障向绒毛间质迁移，炎症相关细胞及因子趋化、聚集于滋养细胞表面，扩大了局部炎症反应，诱导滋养细胞凋亡[26]。ICAM-1 与其受体白细胞功能相关抗原-1（lymphocyte function-associated antigen-1，LFA-1）结合又能促进TNF-α 的释放，共同诱导滋养细胞凋亡[27]。

3.1.4 IL-1β IL-1β 由单核巨噬细胞分泌，是一种强有力的细胞炎症因子，是IL-1 家族的主要成员之一，在炎性和自身免疫性疾病中起着重要作用，是母胎界面较为活跃的一种细胞炎症因子。研究显示，胎盘局部IL-1β 增加，可能通过损伤胎盘屏障，使其通透性增加，基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）等小分子表达增加，促进胎盘滋养细胞凋亡[28]。体外细胞实验显示，使用不同浓度IL-1β 作用于人胎盘滋养细胞株BeWo 后，滋养细胞凋亡率明显增高，且该作用与IL-1β 的浓度及作用时间呈正相关[29]。另有研究发现，在分离的人FGR 胎盘滋养细胞中，炎症样反应可通过IL-1β 依赖途径诱导滋养细胞凋亡增加[30]。

3.2 滋养细胞凋亡与FGR 发生VUE 时滋养细胞凋亡增加，直接导致执行免疫赦免功能的细胞数目减少，这可能促进了同种异体移植物的排斥，减弱母胎耐受，使得母体内细胞毒性T 细胞可以进入胎盘内，破坏绒毛结构，可进行有效的物质交换的绒毛数减少，从而可能引发FGR 等不良妊娠结局。研究表明，与同期正常妊娠胎盘组织相比，FGR 胎盘组织中胎盘灌注不良及局灶性绒毛梗死的发生率显著增高，FGR 胎盘中滋养细胞凋亡显著增加[31-32]。滋养细胞凋亡可导致螺旋动脉重塑障碍，并累及绒毛茎、绒毛干及绒毛膜血管，闭塞性FTV 发生增加，导致下游绒毛呈缺血性改变，甚至出现大面积无血管绒毛，胎盘实质出现不均匀梗死灶，可发挥胎盘功能的有效面积减小，胎盘功能受损，从而影响母胎间物质转运，与FGR 的发生密切相关。Kawabe 等[33]认为滋养细胞凋亡可波及相邻绒毛膜细胞及蜕膜细胞，导致绒毛膜的坏死，促进炎性细胞因子的释放及前列腺素的产生增加，子宫收缩加强，进而可能发生胎盘早剥。若蜕膜出血灶面积小，可能并不表现出急性临床症状，但可能影响胎盘血流灌注，导致胎盘功能损伤，在FGR 的发生中起到一定作用。

4 结语

妊娠中、晚期胎盘发生VUE 时，增加的CD8+T淋巴细胞及HBCs 等相关细胞活化后可分泌多种细胞因子，如TNF-α 和IFN-γ 等，促进滋养细胞凋亡增加，滋养细胞凋亡可导致胎盘发育不良、绒毛血管闭塞和胎盘血流灌注不足等，导致胎盘功能不全，可能影响母胎物质交换，不能给胎儿提供足够的营养，与FGR 等的发病有关。目前临床上尚无有效干预措施，在对胎盘发生VUE 时相关炎性细胞因子与滋养细胞凋亡相关性研究的基础上，希望通过抑制TNF-α、IFN-γ 等炎性细胞因子的功能，降低滋养细胞凋亡为靶点，为FGR 的有效防治提供理论依据，从而达到阻断FGR 发生、发展的目的，减少围生期不良结局以及FGR 患儿的远期并发症。