子宮內(nèi)膜異位癥影響子宮內(nèi)膜容受性生物標(biāo)志物的研究進(jìn)展

嚴(yán)紅蓮，馬天仲

(1.廣東醫(yī)科大學(xué)順德婦女兒童醫(yī)院，佛山 528300；2.廣東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院，湛江 524023)

子宮內(nèi)膜異位癥(EMs)，簡稱為內(nèi)異癥，是子宮內(nèi)膜組織(包括間質(zhì)、腺體)種植在子宮體以外的部位[1]。子宮內(nèi)膜容受性是指精卵結(jié)合形成胚胎后，被子宮內(nèi)膜接受的能力。子宮內(nèi)膜容受性降低也被認(rèn)為是EMs導(dǎo)致不孕的原因之一。EMs在某些方面與惡性腫瘤相似，如病情的發(fā)生與進(jìn)展、侵襲性生長、雌激素依賴性生長、復(fù)發(fā)以及轉(zhuǎn)移等。雖然EMs的病因尚不清楚，但最廣泛接受的觀點如下：(1)腹膜EMs的發(fā)病機(jī)制是經(jīng)血逆行；(2)可能與免疫系統(tǒng)異常、遺傳因素、環(huán)境以及生活方式等因素有關(guān)，其中幾個因素協(xié)同發(fā)揮了作用，或者這些疾病的特定亞型是由于特定的潛在生物學(xué)途徑造成的；(3)我國郎景和院士提出了“在位內(nèi)膜決定論”，提出子宮內(nèi)膜碎片能否在逆流血液中“異體”粘附、侵入和生長決定于子宮內(nèi)膜自身的生物學(xué)特性，子宮內(nèi)膜的差異性是EMs發(fā)生的基本條件和決定性因素[1-3]。子宮內(nèi)膜通過控制細(xì)胞的增殖和凋亡，由此引起EMs的病灶在體內(nèi)誘發(fā)局部炎癥反應(yīng)，伴隨大量巨噬細(xì)胞的出現(xiàn)，導(dǎo)致腹腔微環(huán)境發(fā)生很大的異常改變。這些異常變化也可能對卵泡微環(huán)境產(chǎn)生重大影響，嚴(yán)重?fù)p害卵母細(xì)胞的正常功能[4]。臨床研究發(fā)現(xiàn)，EMs患者的子宮內(nèi)膜不易接受胚胎植入；同時，強(qiáng)有力的臨床證據(jù)表明，子宮內(nèi)膜結(jié)構(gòu)和功能的變化與該疾病導(dǎo)致的女性周期性生殖能力降低之間存在顯著相關(guān)性[5]。子宮內(nèi)膜通過維持各種分泌信號，包括復(fù)雜的自分泌、旁分泌和內(nèi)分泌，性類固醇、細(xì)胞因子、趨化因子和細(xì)胞內(nèi)信號，最終達(dá)到可接受胚胎著床的狀態(tài)。EMs引起的子宮內(nèi)膜容受性變化已被廣泛研究。EMs患者的子宮內(nèi)膜組織與健康女性相比，在表觀基因組、轉(zhuǎn)錄組及蛋白質(zhì)組學(xué)的分子水平上均有異常調(diào)控發(fā)生[6]。子宮內(nèi)膜活檢發(fā)現(xiàn)了很多與子宮內(nèi)膜容受性相關(guān)的生物標(biāo)志物，例如四分子交聯(lián)體5、骨橋蛋白、同源框基因HOXA10、非編碼RNA等。本文就EMs影響子宮內(nèi)膜容受性的生物標(biāo)志物作一綜述。

一、四分子交聯(lián)體5(Tspan 5)

Tspan-5，又稱為TM4SF9，屬于四跨膜蛋白超家族(TM4SF)，包含268個氨基酸，參與其他跨膜蛋白及其膜內(nèi)分子相互作用。TM4SF9可以與許多其他類型的膜蛋白如整合素、粘附分子、蛋白酶、生長因子受體等，膜內(nèi)信號蛋白如蛋白激酶C、磷脂酰肌醇-4-激酶，以及其他四跨膜蛋白超家族成員相互作用，共同形成多分子跨膜蛋白復(fù)合體，發(fā)揮以下生物學(xué)效應(yīng)，包括細(xì)胞的粘附、擴(kuò)散、遷移和分化，基質(zhì)降解，新血管形成，蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運，腫瘤侵襲等，從而參與調(diào)控細(xì)胞增殖、發(fā)育、運動和活化等[7]。有研究表明，Tspan5不僅在滋養(yǎng)層細(xì)胞上有表達(dá)，在內(nèi)膜上也有表達(dá)[8]；Tspan5主要表達(dá)于蛻膜/子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞(DSC/ESC)和腺上皮細(xì)胞的胞質(zhì)和胞膜，而其表達(dá)獨立于胚胎存在，且其表達(dá)水平的異?？赡芘c妊娠丟失及異位妊娠相關(guān)，這都提示Tspan5密切參與了胚胎植入過程[9-11]。另有研究發(fā)現(xiàn)，EMs患者中Tspan5 mRNA表達(dá)高低排序：異位內(nèi)膜>在位內(nèi)膜>正常內(nèi)膜，證明Tspan5的過度表達(dá)與EMs的發(fā)生存在密切聯(lián)系，可能與異位子宮內(nèi)膜的粘附和遷移能力增強(qiáng)有關(guān)；該研究同時發(fā)現(xiàn)，在正常的子宮內(nèi)膜中，Tspan5表達(dá)呈周期性，分泌期>增殖期，并且與血清雌孕激素水平呈正相關(guān)[12]。

二、骨橋蛋白(OPN)

OPN又稱分泌磷酸化蛋白1(SPP-1)，是一種分子大小為70 kD的磷酸化糖蛋白，是癌癥進(jìn)展和轉(zhuǎn)移的重要分子標(biāo)志物之一。OPN最初從骨基質(zhì)中分離出，又發(fā)現(xiàn)于腎臟、大腦、胰腺、肺支氣管、分泌腺、唾液腺、母乳喂養(yǎng)的乳腺以及一些腫瘤組織中；主要由活化的免疫細(xì)胞分泌，如巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞和Kupffer細(xì)胞[13]。OPN包含整合素αvβ3、凝血酶、糖基化、鈣離子和肝素的結(jié)合位點。研究表明，OPN在許多惡性腫瘤(如肺癌、子宮內(nèi)膜癌、乳腺癌和黑色素瘤)中的過度表達(dá)與抗凋亡、血管生成、細(xì)胞粘附和遷移有關(guān)[14]。據(jù)報道，OPN具有調(diào)控卵巢癌細(xì)胞、鼻咽癌細(xì)胞和人肺腺癌細(xì)胞的增殖作用[12]。表皮干細(xì)胞(ESCs)的過度增殖也被認(rèn)為是EMs的發(fā)病機(jī)制之一[13-16]。OPN對ESCs的主要作用可能是通過調(diào)節(jié)細(xì)胞遷移，而不是增殖。體腔上皮化生學(xué)說認(rèn)為，子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞的增殖參與了EMs的發(fā)病機(jī)制[1]。以上結(jié)果不一致可能是由于上皮細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞中OPN的表達(dá)不同。有研究顯示，OPN基因作為轉(zhuǎn)移基因參與了惡性腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移，OPN在EMs患者異位內(nèi)膜細(xì)胞中高表達(dá)也證明OPN同樣具有促進(jìn)EMs患者子宮內(nèi)膜細(xì)胞增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移的能力[17-18]。Tang等[19]證實，OPN在EMs異位組織中高表達(dá)，認(rèn)為OPN與EMs有著密切聯(lián)系，提示血清OPN可能是EMs進(jìn)展的潛在預(yù)測因子。在人類EMs患者中，OPN和基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)-9在Ⅲ/Ⅳ期的在位內(nèi)膜表達(dá)高于Ⅰ/Ⅱ期；在EMs和非EMs的在位內(nèi)膜中，MMP-9和OPN在分泌期的表達(dá)明顯高于增殖期；提示OPN和MMP-9表達(dá)水平之間存在因果關(guān)系，OPN和MMP-9表達(dá)水平的升高可能引發(fā)子宮內(nèi)膜的粘附、粘連和向子宮外組織遷移。MMP-9被稱為基質(zhì)金屬蛋白酶家族中最大的明膠酶，是一種鋅依賴的內(nèi)肽酶，具有促進(jìn)組織纖維化，破壞基底膜完整性等作用[20]。最近有報道稱，OPN激活PI3-K/Akt通路，通過與整合素v3結(jié)合上調(diào)HIF-1α，并通過MMP-9和uPA促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)降解，介導(dǎo)癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移[21-22]。有研究發(fā)現(xiàn)，OPN在分泌中后期的表達(dá)明顯強(qiáng)于增殖期和分泌早期[23-24]。MMP-9在分泌期晚期比在月經(jīng)周期的其他階段表達(dá)更強(qiáng)烈。OPN和MMP-9在月經(jīng)周期同期的表達(dá)水平升高，提示這兩種蛋白的表達(dá)可能存在相關(guān)性。研究表明，MMP-9在子宮內(nèi)膜生長周期和組織破裂的變化中起著非常重要作用，并影響EMs病變中子宮內(nèi)膜細(xì)胞的遷移[23-24]。涉及OPN和MMP-9的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路可能在EMs中的子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞(EEC)的遷移中起著重要的作用[24]。雌激素在局部水平上可能與EMs患者子宮內(nèi)膜細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和增殖有關(guān)。推測OPN可能由于局部雌激素濃度升高而上調(diào)MMP-9的表達(dá)，對子宮內(nèi)膜細(xì)胞遷移具有促進(jìn)作用，最終導(dǎo)致子宮內(nèi)膜異位。

三、同源框基因HOXA10

臨床研究表明，胞飲突是內(nèi)膜容受性的良好標(biāo)志物[25]，而現(xiàn)有研究證明HOXA10與胞飲突的存在相關(guān)[22]。研究顯示，HOXA10基因在子宮內(nèi)膜的分化以及發(fā)育中起著不可或缺的作用，同時在內(nèi)膜接受胚胎的容受性以及胚胎成功著床中扮演著重要角色；HOXA10基因的影響包括內(nèi)膜的增殖分化、種植窗的開放、容受性的建立、胚胎的黏附以及子宮內(nèi)膜的蛻膜化等[26]。關(guān)于HOX基因的表達(dá)譜研究發(fā)現(xiàn)，EMs患者與對照組相比，在位和異位條件下 HOX 簇(A-D) 及其輔助因子的表達(dá)模式均發(fā)生了變化；尤其需要注意的是，與對照組相比，來自EMs患者的在位內(nèi)膜樣本中的基因譜也發(fā)生了比較多的變化[27]。在對分泌期EMs和非EMs的不孕婦女的在位子宮內(nèi)膜中孕酮受體-A(PGR-A)和孕酮受體-B(PGR-B)的甲基化模式的研究發(fā)現(xiàn)，PGR-A基因在對照組和EMs組中均未顯示DNA 甲基化(未甲基化)[28]；PGR-B基因在大多數(shù)EMs患者顯示出部分甲基化模式，高于對照組的甲基化，據(jù)此認(rèn)為PGR-B甲基化百分比增加可能與基因表達(dá)降低有關(guān)，這可能會損害EMs患者的子宮內(nèi)膜容受性而導(dǎo)致種植失敗。Adamczyk等[29]研究確定了在位組織中基因啟動子區(qū)域受損的 DNA 甲基化模式，其致病機(jī)制為甲基化造成受精卵著床障礙，導(dǎo)致不孕[30]。在患有EMs的小鼠及婦女的子宮內(nèi)膜中也發(fā)現(xiàn)，HOXA10基因片段甲基化和HOXA10的表達(dá)下降[26]。Adamczyk等[29]的實驗研究表明，EMs婦女內(nèi)膜中HOXA基因的DNA甲基化水平遠(yuǎn)高于非EMs的婦女。以上研究證實，內(nèi)膜的DNA異常甲基化對于EMs婦女來說，是比較普遍存在的[31]。

四、非編碼RNA

關(guān)于非編碼RNA，目前研究的熱點包括微小RNA(microRNA)、長鏈非編碼RNA(lncRNA)、環(huán)狀RNA(circRNA)，它們在組織發(fā)育、細(xì)胞生長、分化、凋亡及其功能多樣性方面發(fā)揮了重要的作用[32]。有研究證實，microRNA/lncRNA與P2ry6、Adamts7、TP53和Dlx3的異常表達(dá)可能會影響EMs大鼠在種植窗的子宮內(nèi)膜容受性，從而導(dǎo)致種植失敗[33]。

1.microRNA：通過對DNA的轉(zhuǎn)錄調(diào)控來影響子宮內(nèi)膜的容受性。有研究發(fā)現(xiàn)，在EMs不孕婦女的子宮內(nèi)膜中有許多不同的microRNA表達(dá)上調(diào)及下調(diào)，如種植窗口期microRNA-146a-5、pmiRNA-142-5p、microRNA-940、microRNA-1281、miRNA-4634的表達(dá)比非EMs不孕婦女顯著增加，而microRNA-543的表達(dá)則明顯下降，其中microRNA-543、microRNA-146a-5p、microRNA-142-5p可能對子宮內(nèi)膜容受性的影響分子如HOX10、整合素αvβ3及整合素αv進(jìn)行調(diào)節(jié)[34-35]。研究發(fā)現(xiàn)，EMs患者microRNA的高表達(dá)能促進(jìn)異位內(nèi)膜的血管生長；對EMs婦女進(jìn)行MMPs檢測，結(jié)果顯示表達(dá)水平升高[34-36]。研究顯示，microRNA參與調(diào)節(jié)MMPs[24]。異常升高的MMPs在子宮內(nèi)膜生長周期和組織破裂的變化中起著非常重要作用，并影響EMs病變中子宮內(nèi)膜細(xì)胞的遷移。最近的幾項研究表明，在EMs患者中，MMP-9表達(dá)增加可增強(qiáng)細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)降解，進(jìn)一步促進(jìn)異位內(nèi)膜碎片遷移、定植及隨后的組織重塑，利于異位病灶的存活[21-24]。同時近期大量的研究發(fā)現(xiàn)，孕激素抵抗是EMs婦女內(nèi)膜容受性下降的原因之一，而microRNA可以調(diào)節(jié)孕激素抵抗?，F(xiàn)已證實，EMs婦女microRNA-194-3p高表達(dá)，導(dǎo)致MAPK/ERK信號通路被激活，孕激素受體的合成下降，從而產(chǎn)生孕激素抵抗，最終導(dǎo)致內(nèi)膜蛻膜化進(jìn)程受阻，內(nèi)膜容受性下降[37]。Petracco等[38]研究發(fā)現(xiàn)，在EMs婦女的異位病灶中，與增殖期相比，分泌期的 microRNA-135a/b 表達(dá)水平增加，提示microRNA在生殖組織的穩(wěn)態(tài)中起主要的作用。由以上結(jié)果推測，microRNA基因的異常表達(dá)對子宮內(nèi)膜的功能會產(chǎn)生影響，導(dǎo)致胚胎種植失敗。

2.lncRNA：2014年Sun等[39]對EMs和正常婦女的不同時期的在位子宮內(nèi)膜(增殖期、分泌期)進(jìn)行l(wèi)ncRNA全基因組測序，發(fā)現(xiàn)EMs婦女內(nèi)膜microRNA和lncRNA表達(dá)量不同。lncRNA參與子宮內(nèi)膜細(xì)胞的生長、分化、凋亡等過程，可以增強(qiáng)異位內(nèi)膜的種植、侵襲。據(jù)文獻(xiàn)報道，H19號稱“癌胚胎非編碼RNA”，在子宮內(nèi)膜癌中的表達(dá)增高，而在EMs的子宮內(nèi)膜中表達(dá)下降[35]。2015年Ghazal等[40]首次報道，從lncRNA水平揭示EMs 患者發(fā)生不孕的可能病因機(jī)制是：在非EMs婦女中H19在接近排卵期即增殖晚期在位內(nèi)膜間質(zhì)中表達(dá)最高，而在EMs婦女的同期內(nèi)膜中的表達(dá)明顯下降，導(dǎo)致在位內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞增生、存活受到抑制，進(jìn)而引起內(nèi)膜的缺損，使子宮內(nèi)膜的容受性受到影響。

3.circRNA：其作用主要包括基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控、參與翻譯蛋白質(zhì)以及和效應(yīng)蛋白發(fā)生相互作用。另外，circRNA還有一項最重要的功能是作為microRNA的分子海綿，發(fā)揮競爭性內(nèi)源性RNA(CeRNA)的作用[41]。Xu等[42]證實了circRNAs在EMs婦女的異位內(nèi)膜、在位內(nèi)膜、非EMs婦女的正常內(nèi)膜之間的表達(dá)不同。鑒于circRNA是一種共價閉環(huán)的非編碼RNA，其穩(wěn)定性更高，未來在預(yù)測EMs子宮內(nèi)膜容受性的相關(guān)研究中可能更有價值。

五、其它標(biāo)志物

1.整合素α1β1、α3β1、α4β1：研究發(fā)現(xiàn)，整合素αv和β3亞單位僅僅在種植窗間出現(xiàn)高表達(dá)，因此其表達(dá)高低可作為子宮內(nèi)膜容受性的評估指標(biāo)。EMs婦女因為孕激素抵抗導(dǎo)致整合素下降，作為激活因子，整合素可以激活內(nèi)膜血管的通透性，整合素的下降通過影響子宮內(nèi)膜血管的通透性從而改變了子宮內(nèi)膜容受性[43]。文獻(xiàn)分析可以得出結(jié)論：整合素在子宮內(nèi)膜容受性、胚胎種植、妊娠維持中起著重要作用。

2.叉狀頭轉(zhuǎn)錄因子3(Foxp3)：Foxp3是叉狀頭轉(zhuǎn)錄因子家族一員，被認(rèn)為是調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的標(biāo)志性分子。有研究表明，F(xiàn)oxp3在不同類型內(nèi)膜中的表達(dá)水平也有所不同，其表達(dá)強(qiáng)度依次為：重度EMs>輕度>非EMs，提示該轉(zhuǎn)錄因子可能與子宮內(nèi)膜容受性有關(guān)[44]。

3.白血病抑制因子(LIF)和白介素(IL)-2：研究發(fā)現(xiàn)，LIF及IL-2在輕度的EMs婦女(手術(shù)病理分期為Ⅰ、Ⅱ期)胚胎植入期中的表達(dá)與非EMs婦女的表達(dá)無明顯差異，故考慮不能作為子宮內(nèi)膜容受性的評估指標(biāo)[45]。

目前，國內(nèi)外學(xué)者對EMs導(dǎo)致不孕癥的原因探討，已經(jīng)從病理解剖、病理生理的方向轉(zhuǎn)為分子層面的免疫及基因異常等方向。上述生物標(biāo)志物如何通過影響子宮內(nèi)膜的容受性，從而導(dǎo)致EMs婦女不孕的作用機(jī)制并不明確，還需要繼續(xù)的研究及探索。與僅僅依靠B超發(fā)現(xiàn)子宮內(nèi)膜異位、觀察子宮內(nèi)膜形態(tài)相比，這些通過子宮內(nèi)膜活檢獲得的子宮內(nèi)膜容受性生物標(biāo)志物更加客觀，對臨床工作具有很好的指導(dǎo)意義。同時對臨床醫(yī)生的操作技巧要求不高，可以避免一些臨床醫(yī)生的主觀判斷，也規(guī)避了由于不同醫(yī)生操作所導(dǎo)致的認(rèn)知偏差。雖然子宮內(nèi)膜活檢屬于有創(chuàng)性檢查，但對于因EMs導(dǎo)致不孕的婦女來說，根據(jù)可靠、準(zhǔn)確的檢查結(jié)果，采取精準(zhǔn)的個體化治療，從而達(dá)到妊娠的目的，這也與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展方向——個體化治療相吻合，故值得生殖內(nèi)分泌領(lǐng)域的專家們繼續(xù)探索。