摘要

多囊卵巢綜合征（PCOS）是育齡女性常見的內(nèi)分泌代謝疾病，其發(fā)病機(jī)制尚不清楚。越來越多的研究表明 PCOS患者常伴有肥胖、胰島素抵抗和慢性、低級別炎癥，這與子宮內(nèi)膜功能障礙密切相關(guān)。來自北京大學(xué)第三醫(yī)院婦產(chǎn)科李蓉教授團(tuán)隊近期發(fā)表在Gynecology and Obstetrics Clinical Medicine 2022年第3期的Effects of immune cells and cytokines on the endometrial immune microenvironment in polycystic ovary syndrome 總結(jié)了免疫細(xì)胞和炎性細(xì)胞因子對PCOS患者子宮內(nèi)膜免疫微環(huán)境的作用，肥胖和胰島素抵抗對子宮內(nèi)膜炎癥穩(wěn)態(tài)的影響，以及可能的藥物干預(yù)措施。

引言

多囊卵巢綜合征（PCOS)是一種常見的內(nèi)分泌代謝疾病，是育齡女性無排卵性不孕的主要原因。PCOS在中國漢族女性中的患病率為7.8%。根據(jù)鹿特丹診斷標(biāo)準(zhǔn)，滿足以下三種特征中的兩種時，即可診斷為PCOS，（1）高雄激素血癥；（2）稀發(fā)排卵；（3）卵巢多囊形態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)，PCOS患者需要輔助生殖技術(shù)(ART)助孕的可能性是無PCOS患者的8到10倍。

PCOS患者在控制性超促排卵后可獲得更多卵母細(xì)胞，但卵母細(xì)胞質(zhì)量往往較差，受精率、卵裂率和著床率較低，流產(chǎn)風(fēng)險較高。即使有自發(fā)排卵的PCOS患者發(fā)生不良妊娠結(jié)局的風(fēng)險也比非PCOS女性增加5倍。這提示除排卵障礙外，其他因素也對PCOS女性妊娠結(jié)局有一定影響。研究發(fā)現(xiàn)，在PCOS患者的著床窗口期，一些與子宮內(nèi)膜容受性相關(guān)的標(biāo)記分子表達(dá)明顯改變，子宮內(nèi)膜功能異?？赡苁荘COS患者生育能力低下和妊娠結(jié)局不良的另一個重要因素。

胚胎著床誘導(dǎo)子宮內(nèi)膜免疫激活和穩(wěn)態(tài)重建。在子宮內(nèi)膜蛻膜化過程中，固有免疫細(xì)胞，特別是巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞（DC）、和子宮自然殺傷細(xì)胞（uNK）通過調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)、生長因子水平和子宮血管的適應(yīng)，促進(jìn)滋養(yǎng)細(xì)胞入侵。炎性細(xì)胞因子如腫瘤壞死因子α（TNF-α）、 白細(xì)胞介素6（IL-6）、IL-1β和干擾素γ（IFN-γ）也參與了這一過程。

一項Meta分析顯示，PCOS患者血漿C反應(yīng)蛋白（CRP）、IL-18、IL-6、趨化因子配體3（CCL3）、單核細(xì)胞趨化蛋白1（MCP-1）、巨噬細(xì)胞遷移抑制因子（MIF）和白細(xì)胞（WBC）計數(shù)均升高。其中，MIF水平與黃體生成素和游離睪酮水平呈正相關(guān)。動物實(shí)驗發(fā)現(xiàn)雄激素可以通過激活NF-κB和NLRP3信號通路誘導(dǎo)卵巢局部炎癥反應(yīng)。大鼠經(jīng)DHT處理后，血清炎性細(xì)胞因子（TNF-α和IL-1β）水平增加，卵巢炎癥細(xì)胞聚集。此外，雄激素是蛻膜化的重要調(diào)節(jié)劑，參與調(diào)節(jié)子宮內(nèi)膜修復(fù)和增殖，子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)大量雄激素受體。這些結(jié)果表明雄激素可能介導(dǎo)PCOS患者子宮內(nèi)膜慢性低級別炎癥的發(fā)展。

除生殖障礙外，PCOS女性常伴有代謝異常。孟德爾隨機(jī)化分析反映了BMI/胰島素抵抗（IR）與PCOS之間的因果關(guān)系。BMI和胰島素抵抗較高的PCOS女性接受ART治療后自然流產(chǎn)風(fēng)險增加 。因此，肥胖和胰島素抵抗可能影響PCOS患者的子宮內(nèi)膜免疫微環(huán)境。這篇綜述聚焦于PCOS患者子宮內(nèi)膜免疫微環(huán)境的特點(diǎn)，為更深入地了解PCOS的發(fā)病機(jī)制提供思路。

PCOS患者子宮內(nèi)膜免疫細(xì)胞成分的變化

研究表明，在早孕期間，30%~40%的脫落細(xì)胞是白細(xì)胞，在胚胎著床時，許多免疫細(xì)胞被招募到著床位點(diǎn)，以建立母體對半異體胎兒的特異性耐受。蛻膜免疫細(xì)胞由65%~70%的uNK細(xì)胞、10%~20%的巨噬細(xì)胞、2%~4%的DC細(xì)胞和少量T細(xì)胞組成。最近一項研究表明，體重正常的女性中，PCOS患者子宮內(nèi)膜中免疫細(xì)胞的數(shù)量與正常對照組不同，表現(xiàn)為CD68+和CD163+ M2巨噬細(xì)胞、CD1a+未成熟樹突狀細(xì)胞、CD83+成熟樹突狀細(xì)胞（DC)和CD8+T細(xì)胞的百分比升高。PCOS患者的晚期分泌期子宮內(nèi)膜中CD56+/CD16-和CD56bright/CD16-百分比較低，而CD3+細(xì)胞百分比較高。

此外，PCOS患者外周血中T調(diào)節(jié)細(xì)胞（Treg）數(shù)量減少。Treg細(xì)胞的數(shù)量在排卵期子宮內(nèi)膜達(dá)到峰值，子宮蛻膜中的Treg細(xì)胞在孕中期升高，出生前下降。此外，Treg細(xì)胞可釋放炎癥因子，如轉(zhuǎn)化生長因子-β（TGF-β）、IL-10和CTLA4，介導(dǎo)M2巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞抗炎和耐藥表型的激活，抑制uNK細(xì)胞在蛻膜化過程中的細(xì)胞活性。PCOS患者的上述變化將打破母胎界面微環(huán)境的動態(tài)免疫平衡。滋養(yǎng)層侵入障礙，蛻膜血管重構(gòu)缺陷，母體耐受能力不足，這些因素對胚胎的著床和妊娠細(xì)胞的維持都有不利影響。免疫細(xì)胞對子宮內(nèi)膜局部微環(huán)境的影響及其機(jī)制仍有待進(jìn)一步研究。

PCOS患者子宮內(nèi)膜細(xì)胞因子的變化

研究發(fā)現(xiàn)正常體重的PCOS女性存在病理性子宮內(nèi)膜炎癥，表現(xiàn)為子宮內(nèi)膜NF-κB p65（Rel A）表達(dá)升高。NF-κB p65（Rel A）與PCOS患者血清總睪酮水平呈正相關(guān)。NF-κB信號通路的激活抑制巨噬細(xì)胞向M2亞群分化，促進(jìn)炎性細(xì)胞因子釋放和滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡，從而影響胚胎著床。PCOS患者增殖期子宮內(nèi)膜中促炎因子IL-18表達(dá)增加（表 1）。研究表明PCOS 增殖期子宮內(nèi)膜炎癥反應(yīng)的激活可能是由toll樣受體4 (TLR4) -干擾素-調(diào)節(jié)因子7（IRF-7）- NF-κ b信號通路引起的，并可被二甲雙胍抑制。

此外，增殖期PCOS女性患者的子宮內(nèi)膜蛋白質(zhì)組學(xué)研究顯示，PCOS患者子宮內(nèi)膜中Haptoglobin（Hp）水平明顯降低，載脂蛋白A1（ApoA1）水平升高。這一結(jié)果表明，抗炎因子的差異表達(dá)介導(dǎo)的慢性炎癥激活可能參與了PCOS患者子宮內(nèi)膜功能障礙。

PCOS女性分泌期子宮內(nèi)膜中，循環(huán)TNF-α和IFN-γ水平顯著升高，這與CD44和骨橋蛋白（OPN，為子宮內(nèi)膜容受性標(biāo)志物)的表達(dá)呈正相關(guān)。先前的研究表明趨化因子配體10（CXCL10）、IL-15和IL-18參與了蛻膜化過程中uNK細(xì)胞的激活。PCOS女性分泌期子宮內(nèi)膜中 CXCL10、IL-15和IL-18 mRNA和蛋白表達(dá)水平均低于正常對照組（表1）。此外，PCOS女性子宮內(nèi)膜蛻膜化受損可能是由子宮內(nèi)膜基質(zhì)成纖維細(xì)胞炎癥細(xì)胞因子的分泌增強(qiáng)介導(dǎo)的，包括IL-6、IL-8、MCP1、CCL5和粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子（GM-CSF）、基質(zhì)金屬蛋白酶2（MMP2）和MMP3。這些促炎因子的異常激活破壞了子宮內(nèi)膜的免疫穩(wěn)態(tài)，可能最終導(dǎo)致胚胎著床障礙。

表1 多囊卵巢綜合征(PCOS)子宮內(nèi)膜中炎癥因子表達(dá)及主要功能綜述

↑上調(diào)；↓下調(diào)。

IL：白介素；CCL2：C-C基序趨化因子配體2；CXCL10：趨化因子配體10;

TNF-α：腫瘤壞死因子α；IFNγ：干擾素γ；TGF-β：轉(zhuǎn)化生長因子-β；uNK：子宮NK細(xì)胞

肥胖對PCOS患者子宮內(nèi)膜的影響

一項包括不同地區(qū)和種族的meta分析顯示，PCOS女性的肥胖率為49%。研究發(fā)現(xiàn)PCOS患者中WBC計數(shù)與睪酮水平和BMI呈正相關(guān)，MCP-1和CCL3水平與中央脂肪團(tuán)呈正相關(guān)。此外，BMI和IR是PCOS中CRP水平升高的主要預(yù)測因素。一些研究也表明，肥胖和IR而非高雄激素血癥是導(dǎo)致PCOS女性WBC計數(shù)升高的主要因素。因此，我們推測PCOS患者的子宮內(nèi)膜炎癥不僅由雄激素調(diào)節(jié)，還可能與肥胖和IR有關(guān)。

超重PCOS患者子宮內(nèi)膜NF-κB p65（Rel A）表達(dá)增加，CD68+巨噬細(xì)胞比例和數(shù)量升高；增殖期子宮內(nèi)膜IL-6水平升高，子宮內(nèi)膜間質(zhì)成纖維細(xì)胞多種炎癥因子表達(dá)上調(diào)，包括補(bǔ)體成分4A和4B（C4A/B）， C-C motif 趨化因子配體2（CCL2），細(xì)胞間粘附分子1（ICAM1），TNFAIP等，而子宮內(nèi)膜間充質(zhì)干細(xì)胞中只有IL-8和ICAM1的表達(dá)上調(diào)。超重PCOS患者增殖期子宮內(nèi)膜IL-18表達(dá)升高，但與IR無關(guān)。肥胖PCOS患者分泌期子宮內(nèi)膜TNF-α受體2（TNFR2）表達(dá)增加，這可能與子宮內(nèi)膜NF-κB細(xì)胞核含量增加有關(guān)。因此，肥胖是導(dǎo)致PCOS中子宮內(nèi)膜炎癥反應(yīng)激活的重要因素之一。

PCOS患者胰島素抵抗對子宮內(nèi)膜的影響

先前研究顯示，大約50%~70%的PCOS患者有IR。與對照組相比，多囊卵巢患者發(fā)生妊娠期糖尿病的風(fēng)險增加3倍，早產(chǎn)風(fēng)險增加2倍。一方面，IR引起的高血糖狀態(tài)可增強(qiáng)炎癥反應(yīng)和高雄激素血癥。BMI的升高直接加重了PCOS患者的IR程度。肥胖女性 PCOS患者的IL-18水平較高，且與胰島素敏感性呈負(fù)相關(guān)。此外，PCOS患者的CD56+NK、CD163+M2巨噬細(xì)胞百分比和子宮內(nèi)膜NF-κB表達(dá)與IR顯著正相關(guān)。胰島素處理子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞系可激活NF-κB，導(dǎo)致體內(nèi)TNF-α、IL-6等炎性因子表達(dá)增加。在伴有 IR的PCOS患者中，子宮內(nèi)膜葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體4（GLUT4）表達(dá)明顯降低，抑制葡萄糖攝取，誘導(dǎo)IR。

另一方面，炎癥因子水平升高可能加劇PCOS中胰島素信號的異常。體外實(shí)驗證實(shí)，TNF-α處理子宮內(nèi)膜細(xì)胞可增加胰島素受體底物-1（IRS1）-s270磷酸化，而IL-6可降低IRS1-y61249磷酸化。此外，TNF-α還可降低子宮內(nèi)膜細(xì)胞中GLUT4 的表達(dá)，從而引起子宮內(nèi)膜局部IR。因此，IR可能加劇PCOS患者子宮內(nèi)膜免疫穩(wěn)態(tài)的破壞。

藥物干預(yù)

許多研究發(fā)現(xiàn)，一些藥物可以改善PCOS患者子宮內(nèi)膜的免疫微環(huán)境。二甲雙胍已被廣泛用于改善PCOS女性的胰島素敏感性。研究表明多囊卵巢患者在體外受精或ICSI之前和期間接受二甲雙胍治療將顯著增加妊娠率和活產(chǎn)率。機(jī)制上，二甲雙胍作用于子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞可降低IL-1β和IL-658表達(dá)，激活p38-MAPK 炎癥信號通路，降低MMP-2、MMP-9和PGR的表達(dá)，從而抑制子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞的蛻膜化。但也有的研究認(rèn)為二甲雙胍不能改善妊娠結(jié)局。

短效GLP-1類似物艾塞那肽可通過降低糖尿病大鼠的子宮內(nèi)膜氧化應(yīng)激和TGF-β水平來減輕子宮內(nèi)膜損傷，抑制纖維化。對小鼠模型的研究發(fā)現(xiàn)，高雄激素小鼠存在子宮內(nèi)膜蛻膜化和血管生成障礙，以及uNK細(xì)胞異常。氟他胺（非甾體抗雄激素）治療可有效改善以上問題。氟他胺可改善PCOS患者子宮動脈低搏動指數(shù)，恢復(fù)經(jīng)睪丸激素處理后子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞系HOXA10的表達(dá)，提高子宮內(nèi)膜容受性。體外實(shí)驗證實(shí)，氟他胺能顯著抑制PCOS子宮內(nèi)膜NF-κb的激活，下調(diào)IFN-α和IFN-?的表達(dá)。因此，氟他胺除了改善代謝紊亂、降低雄激素水平和誘導(dǎo)排卵外，還可改善PCOS的子宮內(nèi)膜功能。

維生素D治療PCOS大鼠模型后，子宮內(nèi)膜、上皮和間質(zhì)厚度均增加，Caspase-3介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡和增殖明顯減少。維生素D能促進(jìn)巨噬細(xì)胞和DC的分化和成熟，增強(qiáng)Treg細(xì)胞的功能，抑制NK細(xì)胞活化和細(xì)胞毒性。然而，沒有充分的臨床證據(jù)表明維生素D能改善PCOS子宮內(nèi)膜容受性和妊娠結(jié)局。因此，需要更多研究來探索和闡明這些藥物改善PCOS患者子宮內(nèi)膜免疫微環(huán)境的機(jī)制。

局限性

目前的研究存在以下局限性。（1）PCOS患者子宮內(nèi)膜炎癥與子宮內(nèi)膜功能障礙之間的因果關(guān)系不確定，相關(guān)分子機(jī)制有待闡明。（2）子宮內(nèi)膜炎癥細(xì)胞和細(xì)胞因子在不同時期表達(dá)譜的變化未揭示，這一研究需要對大量樣本作進(jìn)一步分析。（3）雄激素是否與肥胖和IR協(xié)同調(diào)節(jié)子宮內(nèi)膜免疫反應(yīng)，還需進(jìn)一步研究。

結(jié)論

總之，子宮內(nèi)膜炎癥反應(yīng)的異常激活可能是PCOS患者ART助孕不良妊娠結(jié)局的重要原因。PCOS患者子宮內(nèi)膜免疫細(xì)胞數(shù)量和組成異常，各種細(xì)胞因子紊亂，導(dǎo)致子宮內(nèi)膜局部慢性炎癥的發(fā)生。慢性炎癥反應(yīng)的激活與肥胖、IR和雄激素水平升高密切相關(guān)。此外，藥物干預(yù)有望通過降低炎癥細(xì)胞因子的水平來改善子宮內(nèi)膜功能，但這還需更多研究和臨床數(shù)據(jù)來探索相應(yīng)機(jī)制，進(jìn)而為改善PCOS患者輔助生殖助孕后的妊娠結(jié)局提供新的思路。

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DOI：10.1016/j.gocm.2022.10.001

引用格式：

Ye ZH,Zhao J,Li R. Effects of immune cells and cytokines on the endometrial immune microenvironment in polycystic ovary syndrome. Gynecol Obstet Clin Med.2022;2(3).in press.