李大金

成功妊娠意味著母體免疫系統(tǒng)對胚胎抗原的免疫耐受;作為同種移植物的胎兒能夠在母體內(nèi)存活，直至分娩而未被母體排斥，是免疫學原理的唯一例外。母-胎界面是這一免疫耐受過程的核心部位，在母胎免疫調(diào)節(jié)中的作用已受到生殖免疫學乃至免疫學領(lǐng)域的廣泛重視。母-胎界面Th2型免疫優(yōu)勢，及調(diào)節(jié)性T細胞擴增是母-胎免疫耐受及成功妊娠的標志。母-胎免疫耐受的建立和維持需由多種細胞和細胞因子介質(zhì)的參與和協(xié)同作用。這種耐受機制的失調(diào)可導致母體對胚胎的免疫排斥，主要表現(xiàn)為反復自然流產(chǎn)和子癇前期等妊娠并發(fā)癥。尋求安全有效的臨床防治策略是根本性解決自然流產(chǎn)對人類生殖健康威脅的重要課題。雖然目前配偶淋巴細胞免疫治療在反復自然流產(chǎn)的臨床防治中起到積極作用，但其療效機制尚不確切。因此，揭示母-胎免疫耐受調(diào)節(jié)的確切機制，以獲得免疫耐受生理機制的研究突破，不僅對于重新框架和制定人類以及動物反復自然流產(chǎn)等妊娠疾患的防治策略具有重要意義，而且對于旨在誘導宿主對移植物產(chǎn)生免疫耐受的移植免疫學研究，以及旨在突破腫瘤微環(huán)境的免疫耐受，有效產(chǎn)生抗腫瘤免疫效應(yīng)的腫瘤免疫學研究，均將產(chǎn)生深遠的影響。

一、母-胎界面免疫微環(huán)境協(xié)同刺激信號降調(diào)節(jié)

母-胎界面的細胞組成相當復雜，根據(jù)其來源大致可分為3類:第一類是胚胎來源的絨毛滋養(yǎng)細胞及侵入蛻膜的絨毛外滋養(yǎng)細胞;第二類為骨髓源性蛻膜免疫活性細胞(DIC)，主要包括自然殺傷細胞、T淋巴細胞、巨噬細胞等;第三類為子宮內(nèi)膜源性細胞，以蛻膜基質(zhì)細胞(DSC)及腺上皮細胞為代表。后兩類細胞又可統(tǒng)一概括為母體來源的細胞。母體來源的細胞、胚胎來源的滋養(yǎng)細胞以及這些細胞產(chǎn)生的各種細胞因子、生長因子、激素等共同構(gòu)成了母-胎界面特殊的免疫微環(huán)境，共同參與維持正常妊娠。

協(xié)同刺激信號CD80/CD86-CD28/血細胞毒性T淋巴細胞相關(guān)抗原-4(CTLA-4)在T細胞活化、增殖及輔助性T細胞(Th)的分化中起重要調(diào)節(jié)作用。干預協(xié)同刺激信號是目前誘導抗原特異性免疫耐受和調(diào)控Th細胞分化的重要手段。在抗原致敏期干預協(xié)同刺激信號可成功誘導抗原特異性免疫耐受[1]。

筆者的研究表明，CD86，CD28及CTLA-4在正常人妊娠早期蛻膜組成性表達;CD80在兩組中不表達或低表達。自然流產(chǎn)患者蛻膜CD86轉(zhuǎn)錄水平明顯高于正常妊娠早期蛻膜;而CTLA-4轉(zhuǎn)錄水平則低于正常妊娠早期蛻膜[2]。正常妊娠蛻膜局部富含有 CD4+CD25+Treg，其組成性高表達 CTLA-4[3]。Treg經(jīng)由CTLA-4-CD80/CD86介導其免疫抑制性調(diào)節(jié)作用，在誘導外周免疫耐受中具有重要地位。由此可見，CD86/CD80及CTLA-4/CD28在人妊娠早期蛻膜細胞的組成性表達，尤其是CTLA-4的高表達，在維持正常妊娠母-胎界面免疫耐受微環(huán)境中發(fā)揮重要作用;蛻膜CD86過表達及CTLA-4低表達密切相關(guān)可能導致人類早期妊娠失敗。

為闡述協(xié)同刺激信號在母-胎免疫耐受建立和維持中的免疫調(diào)控作用，我們于自然流產(chǎn)模型小鼠的著床期以CD80/CD86單克隆抗體干預協(xié)同刺激信號，進一步分析了母-胎界面局部Th1型及Th2型細胞因子表達格局，及外周調(diào)節(jié)性T細胞水平及功能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，于著床期干預協(xié)同刺激信號后，自然流產(chǎn)模型(CBA×DBA/2)胚胎吸收率顯著下降至接近正常妊娠模型水平。母體T細胞對父系抗原的應(yīng)答能力及白細胞介素2(IL-2)的產(chǎn)生顯著下調(diào)，孕鼠體內(nèi)免疫細胞表面CD80，CD86和CD28的表達顯著下降;而CTLA-4的表達顯著升高。脾臟內(nèi)CD4+CTLA-4+以及CD4+IL-10+T細胞比例顯著增加。而CTLA-4和IL-10是T細胞介導耐受的重要的分子與細胞因子介質(zhì)[4]。于孕早期阻斷CD86協(xié)同刺激信號后，母-胎界面IL-4和-10，轉(zhuǎn)化生長因子-β2(TGF-β2)表達均顯著增加;而 γ干擾素(IFN-γ)和腫瘤壞死因子α(TNF-α)表達顯著下降。孕鼠脾臟CD4+CD25+T細胞亞群得到顯著擴增;而且CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細胞對同種反應(yīng)性T細胞具有免疫抑制效應(yīng)明顯增強[5]。因此，孕早期母-胎界面微環(huán)境協(xié)同刺激信號降調(diào)節(jié)有助于誘導母體對胚胎的免疫耐受，并最終改善自然流產(chǎn)模型孕鼠的妊娠預后。

二、母-胎界面IDO來源并誘導母-胎免疫耐受

母胎界面是一種特殊的免疫微環(huán)境，來自胚胎的滋養(yǎng)細胞及來自母體的蛻膜免疫細胞是其重要的功能細胞。早期研究發(fā)現(xiàn)，母胎界面高豐度表達吲哚胺雙加氧酶(IDO)。IDO通過耗竭免疫微環(huán)境色氨酸，使T細胞饑餓，導致免疫耐受[1]。在上述母-胎界面功能細胞中，胚胎來源的滋養(yǎng)細胞及母體來源的單核-吞噬細胞均可表達 IDO[6，7]。滋養(yǎng)細胞表達的IDO可直接導致T細胞向Th2型分化;IDO抑制劑通過抑制滋養(yǎng)細胞IDO活性介導T細胞呈現(xiàn)Th1型免疫優(yōu)勢[7]。新近研究發(fā)現(xiàn)，蛻膜NK細胞可通過分泌IFN-(誘導CD14+單核-吞噬細胞表達IDO，進而導致調(diào)節(jié)性T細胞分化與擴增及免疫抑制。蛻膜NK細胞能夠抵御IDO代謝產(chǎn)物犬尿素介導的抑制作用;而外周NK細胞則不能抵御這種抑制作用。進一步研究還發(fā)現(xiàn)，外周來源的NK細胞及CD14+細胞共培養(yǎng)則不能誘導調(diào)節(jié)性T細胞[8]。因此，母-胎界面胚胎來源的及母體來源的IDO，通過誘導調(diào)節(jié)性T細胞及Th2型免疫優(yōu)勢，參與建立母-胎界面免疫耐受微環(huán)境，使生理性妊娠得以維持。

三、母-胎界面表達的細胞因子介導母-胎免疫耐受

蛻膜免疫細胞在母胎界面免疫耐受微環(huán)境中發(fā)揮重要的作用;dNK是蛻膜主要免疫細胞(70%);T細胞占10%～15%;單核-吞噬細胞占15%;他們的來源是生殖免疫學領(lǐng)域重要的熱點科學問題。雖然來自胚胎的滋養(yǎng)細胞不是經(jīng)典的免疫細胞，但作為上游功能細胞在母胎界面免疫耐受微環(huán)境中發(fā)揮著極其重要的免疫調(diào)節(jié)作用。

在證實了滋養(yǎng)細胞分泌趨化因子CXCL12，而蛻膜數(shù)目最多的免疫細胞CD56brightCD16-NK細胞髙表達其受體CXCR4后，我們探討了CXCL12對該細胞的趨化試驗以分析蛻膜NK細胞募集機制。實驗顯示rhCXCL12對蛻膜CD56brightCD16-NK細胞具有顯著趨化作用。在一定范圍內(nèi)隨著rhCXCL12濃度的增加其趨化能力增強;當 rhCXCL12的濃度為10μg/L時，其趨化效應(yīng)最強;當濃度進一步增加為100μg/L時，其趨化效應(yīng)則略有下降。早孕期滋養(yǎng)細胞培養(yǎng)上清液亦顯示出對蛻膜CD56brightCD16-NK細胞明顯的趨化作用。經(jīng)CXCR4中和抗體處理蛻膜NK細胞后，rhCXCL12和滋養(yǎng)細胞培養(yǎng)上清液的蛻膜NK細胞趨化作用明顯降低。因此，我們研究證實了rhCXCL12通過與CXCR4的相互作用引導CD56brightCD16-NK細胞對蛻膜的遷移[9]。

既然滋養(yǎng)細胞同樣分泌趨化因子CXCL16，而其受體CXCR6在人蛻膜和外周血的淋巴細胞不同程度地表達，CXCL16和CXCR6間的對話可能是某些淋巴細胞被募集到子宮蛻膜的原因。我們分離了人外周血單個核細胞和蛻膜免疫活性細胞群，觀察CXCL16和滋養(yǎng)細胞培養(yǎng)上清對其趨化效應(yīng)。結(jié)果顯示，CXCL16可以選擇性地趨化外周血和蛻膜單核細胞及T細胞;對CD56brightCD16-NK細胞也有一定的趨化效應(yīng);但對CD56brightCD16+NK和NKT細胞沒有明顯的趨化作用。當rhCXCL16的處理濃度為100ng/ml時，趨化效應(yīng)最為明顯，CXCL16的中和性抗體可以抑制其趨化效應(yīng)。值得注意的是，在CXCL16的作用下，被趨化的外周血淋巴細胞的構(gòu)成比例與蛻膜免疫細胞組成類似[10]。因此，滋養(yǎng)細胞分泌的趨化因子參與蛻膜3種免疫活性細胞的募集及組成。

胸腺基質(zhì)促淋巴細胞生成素(thymic stromal lymphopoietin，TSLP)是由上皮細胞分泌的細胞因子，參與中樞及外周免疫耐受，及可能參與Th2型免疫病理損傷[11]。我們新近研究發(fā)現(xiàn)，母-胎界面胎兒來源的滋養(yǎng)細胞如何訓導母體來源的蛻膜免疫細胞并促進Th2型優(yōu)勢的形成與發(fā)展，誘導母胎免疫耐受的機制。滋養(yǎng)細胞通過分泌TSLP訓導dDCs，并使dDCs分泌高水平IL-10與CCL17;TSLP-dDCs則誘導dCD4+T細胞呈現(xiàn)Th2型偏移，從而形成有利于正常妊娠的母-胎界面免疫耐受微環(huán)境[12]。

四、母-胎界面表達的HLA-G在母-胎免疫效應(yīng)中的調(diào)節(jié)作用

胎盤滋養(yǎng)細胞表達HLA-G早在20年前被研究證實;然而，迄今為止對HLA-G在母胎界面的生物學功能仍未達成廣泛共識。早期研究證實，滋養(yǎng)細胞特別是絨毛外細胞滋養(yǎng)細胞表達通過表達HLA-G，作用于蛻膜NK細胞KIR受體，啟動NK細胞內(nèi)抑制性信號通路，從而抑制NK細胞的殺傷能力[13]。實際上HLA-G對相應(yīng)受體結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)過程及其復雜，對靶細胞的調(diào)節(jié)作用遠遠超過免疫抑制劑;由受體不同結(jié)構(gòu)通過不同的信號通路產(chǎn)生出功能調(diào)節(jié)的多樣性[14]。最近研究發(fā)現(xiàn)，滋養(yǎng)細胞表達的二聚體HLA-G分別作用于母-胎界面CD14+巨噬細胞代表的LILRB1，及NK細胞代表的KIR2DL4，升調(diào)節(jié)這些細胞分泌IL-6、IL-8和TNF-α等細胞因子，使母-胎界面呈現(xiàn)Th2型免疫優(yōu)勢及促血管形成的細胞因子格局[15]。顯然，胚胎來源的滋養(yǎng)細胞表達的HLA-G在母-胎免疫耐受微環(huán)境中發(fā)揮著多重免疫調(diào)節(jié)作用。

綜上所述，母-胎界面免疫耐受微環(huán)境在維持生理性妊娠平穩(wěn)過渡直至分娩過程中發(fā)揮核心作用;母-胎界面多種功能細胞通過表達膜表面分子及分泌可溶性分子，及它們之間的復雜的交互作用，為建立及維持這一免疫耐受微環(huán)境做貢獻。胚胎來源的滋養(yǎng)細胞從來就不是歷來順受;它們通過表達膜表面分子及可溶性分子，訓導母體來源的蛻膜細胞，特別是免疫活性細胞，在母-胎免疫耐受及母-胎免疫調(diào)節(jié)中，發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

1 Greenwald RJ，F(xiàn)reeman GJ，Sharpe AH.The B7 family revisited.Annu Rev Immunol，2005，23:515-548

2 Jin LP，Zhang T，F(xiàn)an DX，et al.The co-stimulatory signal upregulation is associated with Th1 bias at the maternal-fetal interface in human miscarriage.Am J Reprod Immunol，2011，in press.

3 Jin LP，Chen QY，Zhang T，et al.The CD4+CD25brightregulatory T cells and CTLA-4 expression in peripheral and decidual lymphocytes are down-regulated in human miscarriage.Clin Immunol，2009，133(3):402-410

4 Jin LP，Zhou YH，Wang MY，et al.Blockade of CD80 and CD86 at the time of implantation inhibits maternal rejection of the allogeneic fetus in abortion-prone matings.J Reprod Immunol，2005，65(2):133-146

5 Zhu XY，Zhou YH，Wang MY，et al.Blockade of CD86 signaling facilitates a Th2 bias at the materno-fetal interface and expands peripheral CD4+CD25+regulatory T Cells to rescue the abortionprone fetuses.Biol Reprod，2005，72(2):338-345

6 Zhu BT.Development of selective immune tolerance towards the allogeneic fetus during pregnancy:Role of tryptophan catabolites(Review).Int J Mol Med，2010，25(6):831-835

7 Li XL，Gui SQ，Wang HY.Effect of Kidney-replenishing herb on the indoleamine 2，3-dioxygenase of human syncytiotrophoblasts cultured in vitro and the balance of helper T-cell cytokines.Gynecol Endocrinol，2007，23(11):653-661

8 Vacca P，Cantoni C，Vitale M，et al.Crosstalk between decidual NK and CD14+myelomonocytic cells results in induction of Tregs and immunosuppression.Proc Natl Acad Sci U S A，2010，107(26):11918-11923

9 Wu X，Jin LP，Yuan MM，et al.Human first-trimester trophoblast cells recruit CD56bright CD16-NK cells into decidua by way of expressing and secreting of CXCL12/SDF-1.J Immunol，2005，175(1):61-68

10 Huang Y，Zhu XY，Du MR，et al.Human trophoblasts recruited T lymphocytes and monocytes into decidua by secretion of chemokine CXCL16 and interaction with CXCR6 in the first-trimester pregnancy.J Immunol，2008，180(4):2367-2375

11 Liu YJ，Soumelis V，Watanabe，N，et al.TSLP:An epithelial cell cytokine that regulates T cell differentiation by conditioning dendritic cell maturation.Annu Rev Immunol，2007，25:193-220

12 Guo P F，Du M R，Wu H X，et al.Thymic stromal lymphopoietin from trophoblasts induces dendritic cell-mediated regulatory TH2 bias in the decidua during early gestation in humans.Blood，2010，116:2061-2069

13 Apps R，Gardner L，Moffettt A.A critical look at HLA-G.Trends Immunol，2008，29(7):313-321

14 Hunt JS，Langat DL.HLA-G:a human pregnancy-related immunomodulator.Curr Opin Pharmacol，2009，9:462-469

15 Li CL，Houser BL，Nicotra ML，et al.HLA-G homodimer-induced cytokine secretion through HLA-G receptors on human decidual macrophages and natural killer cells.Proc Natl Acad Sci U S A，2009，106(14):5767-5772