蜕膜化缺陷的临床后果

组织与细胞杂志Tissue and Cell 72 (2021) 101586刊登：蜕膜化缺陷的临床后果，一文。若光医学研究中心医生：尚姣，戴婧，欧罗丹，王静等进行了联合翻译。

译者按：子宫内膜容受性差一直是一个概念性问题，相关内膜容受性检查如超声或内膜检查或转录组等，仍然处于茫然无序或浅层次状态。

子宫内膜异位症相关内膜分泌转化不足，蜕膜化缺陷病理状态的提出，可以说具有里程碑意义。这让更多医生理解子宫内膜异位症在位内膜病理表型，进一步理解子宫内膜炎病理与子宫内膜异位症的关联性。

在世界范围内，特别是国内，几乎所有临床医生对子宫内膜异位症的认知仍处于表面化教材层次。对子宫内膜异位症表型证据链，分子病理生理特征，特别是在位内膜病理变化，以及子宫内膜异位症全身性炎症免疫效应等，大多仍然难以认知和重视。

子宫内膜蜕膜化缺陷相关文献及此篇综述，打开了一个崭新窗口，让雾里看花或欲遮弥障的子宫内膜异位症在位内膜病理表型在分子病理和病理生理层次清晰呈现。

蜕膜化进程，机制，内分泌作用，涉及遗传，炎症，纤维化等多方面的多角度分析，以及蜕膜对胚胎染色体组或基因组异常，种植失败，反复流产，产科病理等释疑，特别是内膜间质和基质作为炎症免疫纤维化场所的病理证据分析，泌乳素在蜕膜化中的病理意义等，文中几乎全部证据点与王若光教授团队多年来对子宫内膜异位症研究观点，不谋而合。

真实科学，分子病理生理及遗传学，病理，内分泌等学科知识交织，这使我们对子宫内膜异位症及内膜炎相关内膜病理蜕膜化缺陷的认知提升到一个新层次。这是科学的意义，更是真实的力量。让形式主义和表面的固执僵化认知有所松动而进展。

蜕膜化缺陷的临床后果

翻译：尚姣，戴婧，欧罗丹，王静

汇总：王静

审校：王若光

（若光医学研究中心，若光云医学）

摘要：蜕膜化的特征是子宫内膜间质发生一系列遗传、代谢、形态、生化、血管和免疫方面的变化，对植入胚胎的反应，甚至在受孕之前，涉及到子宫内膜的间质细胞。这是一种发生在有胎盘的哺乳动物中的基本生殖事件。越来越多的实验和临床证据有力地表明，蜕膜化缺陷或蜕膜化受阻会导致母胎界面异常。蜕膜化缺陷与早期妊娠的反复植入失败、反复妊娠丢失、晚期妊娠的几个重要并发症等均有关联。此外，最近的证据表明，子宫内膜疾病，如慢性子宫内膜炎和子宫内膜异位症，可能会对子宫内膜的蜕膜化反应产生不利影响，可能有助于解释这些疾病为什么会导致生育率降低。目前还需要进一步的研究工作来充分解释异常蜕膜化反应背后的生物分子机制。这将引导开发新的诊断和治疗战略，目的提高妊娠成功概率。

关键词：母胎界面蜕膜化反复妊娠丢失妊娠并发症慢性子宫内膜炎子宫内膜异位

1、引言

尽管在过去的几十年里，人类人口一直在以持续的速度增长，但越来越多的科学和临床证据表明，女性生殖方面仍然是一个低效的过程。事实上，虽然估计的不孕率在8%-18% （Aghajanova etal., 2017; Njagi et al., 2020），但年轻妇女的平均月受孕率仅为25%左右，35岁以上妇女的正常月受孕率降至10%以下（Korula and Kamath,2010）。这一比率远远低于在啮齿动物和兔子等其他哺乳动物物种中观察到的超过80%的比率（Macklon and Brosens,2014）。虽然人们普遍认为植入前胚胎丢失是这些数字比例的主要原因，但临床前妊娠丢失可能超过50%（Benagiano et al., 2017）。因此，很明显，怀孕的总体效率是有限的，因为据报道，大约30%的植入后怀孕经历了流产，而只有不到一半的临床妊娠实际足月时没有产科并发症（Kwak-Kim et al., 2010）。在人类中，植入是决定后续妊娠结局的关键时间，在植入过程中，胚胎和母体受体组织—子宫内膜之间发生一系列复杂的相互作用。在此背景下，胚胎植入前和妊娠期间（主要是妊娠早期）人类子宫内膜内发生的显著变化，统称为蜕膜化，具有极其重要的意义。近年来，人们对蜕膜化的研究兴趣与日俱增，我们对这一相关生物学过程的了解也在不断发展。此外，越来越多的证据支持这样的概念，即蜕膜化不足可能是几种妊娠并发症的决定因素，不仅在妊娠早期，在妊娠晚期也是如此。本文的目的有三个方面：（1）综述蜕膜化过程的生物学意义和主要变化；（2）在现有知识的基础上，讨论蜕膜化缺陷或紊乱的临床意义。3）强调子宫内膜疾病如何导致蜕膜化失败，并特别强调妊娠的早期事件。

2、蜕膜化的进化意义

蜕膜化可以被认为是某些脊椎动物由于其生殖行为的变化而发展起来的一种进化策略。最终导致蜕膜化的第一次事件被认为起源于2.2亿到1.76亿年前，当时在一些物种中，在卵子交付到母体外之前，卵子的“外壳”发生了侵蚀（Stadtmauer and Wagner, 2020）。这些事件导致了几个重要的后果，其中主要的是：（1）胚胎在母体内发生变化，使其能够存活、生长和发育；（2）胎盘的形成，这在大多数哺乳动物中都存在，尽管不同物种之间存在着相当大的差异。在卵生物种中，母体组织与胚胎的外来父源抗原之间的接触或发生在非常有限的范围内，或根本不发生，而在胎生物种中，母体细胞和组织与半同种异体胚胎之间建立了直接联系（表1）。这种接触在时间和程度上在所考虑的不同物种中是非常不同的。母体生殖道的适应—妊娠内化的第三个主要后果--相应地有所不同。

因此，导致胎生的关键一步是将胚胎植入母体子宫。令人信服的证据表明，植入是一种炎症事件，是母亲对入侵的胚胎造成的组织损伤的反应，是成功植入所必需的（Chavan et al., 2017; Griffith et al., 2017）。然而，母体对胚胎的炎症反应是以某种方式表达的，不同于经典的炎症反应，因为它通常不会像其他外来物质（如入侵的微生物）那样导致排斥和移除，而是允许胚胎的生存和发展。对从有袋类到真兽类的选定物种的子宫内膜进行了一系列比较研究，支持这样一个概念，即母亲对怀孕的存在的炎症反应的程度取决于妊娠的时间长度（Chavan et al., 2016, 2017; Griffith et al.,2017; Zhang et al., 2020a）。因此，在妊娠时间很短的物种（有袋目类动物）中，植入后的子宫内膜炎性反应一直维持甚至加强，直到分娩。这导致了一个极不成熟的孩子的出生，他的发育在母体内继续，但在母体生殖道外。有袋类动物的口袋（皮肤）就是一个例子。相反，在妊娠时间较长的物种中（许多真兽类），成功植入后的母体炎症反应在怀孕剩余时间内被关闭，只有在分娩时才恢复，这也被认为是炎症驱动的事件（Blanks and Brosens, 2013）（图1）。

在进化的背景下，蜕膜化是生殖策略的一项关键创新，代表了母体对胚胎导致的子宫上皮细胞破裂以及滋养细胞与子宫基质之间的接触的适应。事实上，蜕膜化的一个主要特征，即子宫内膜间质细胞（ESCs）分化为圆形上皮样细胞，蜕膜间质细胞（DSCs）（Ochoa-Bernal and Fazleabas, 2020），仅在真兽类哺乳动物中发现。在这些物种中，不同于缺乏DSCs的有袋类动物，共同的祖先子宫内膜间质成纤维细胞能够在植入胚胎诱导的细胞压力下分化为DSCs （Lucas et al., 2013;Erkenbrack et al., 2018; Wagner et al., 2019）。这一进化模型得到了蜕膜细胞对氧化和环境应激具有极强抵抗力的观察的支持，这导致了能够促进胚胎着床、保护胚胎免受母体免疫攻击和促进胎盘发育的子宫内膜环境的建立。

在大多数哺乳动物中，蜕膜化是对植入胚胎的反应。相反，在人类和极少数其他物种中，蜕膜化独立于胚胎的存在而发生。

3、蜕膜化的主要特征

蜕膜化的特征是由于胚胎干细胞的基因重新编程，在子宫内膜发生了一系列极其复杂的形态、生物分子和功能事件，从而建立了一个有利的子宫环境，使胚胎能够最佳地适应。对整个去中心化过程中发生的变化的详细描述超出了本文的目的，并在几篇综合综述文章中进行了广泛讨论。尽管蜕膜化的程度和在子宫中的空间分布存在相当大的种间差异，这取决于几个因素（植入胚胎的数量、滋养层侵入的深度、妊娠的长度、胎盘的类型），但蜕膜化的一些共同特征（Gellersen and Brosens, 2014; Ochoa-Bernal andFazleabas, 2020; Ng et al., 2020; Lucas et al., 2020）。

表格1

脊椎动物的主要生殖策略概述。

类型

主要特征

母体组织与父体抗原的关系

有代表性的物种

体外受精卵生

将未受精卵释放到外部环境中

父源抗原与母体组织无接触

七鳃鳗；八目鳗；鲑鱼，鲑鳟鱼；蛙

受精发生在母体内。

体内受精卵生

受精卵在受精后不久被释放。

父本抗原与母体组织间的最低含量

鸭

体内受精卵生

受精卵的孵化在母体外

鹰、鹅、企鹅、鸡、鹦鹉

卵胎生

受精卵被保留在母体内，直到孵化。

蜥蜴、鲨鱼、蛇、蝾螈

胎生

受精发生在母体内。

父源抗原和母源组织之间有很大的联系。

猫

胎生

受精卵在孵化后保留在母体内。

狗

胎生

胚胎发育发生在母体内。

它的范围在时间和深度上是不同的，取决于物种

兔子、狗、猪、袋鼠、海豚、人

图1.不同妊娠长度的物种胚胎植入后子宫内膜炎症反应的差异性特征示意图。A）在妊娠时间较短的物种中，子宫内膜炎症反应在整个妊娠至分娩期间持续存在。B）在妊娠时间较长的物种中，与子宫内膜着床相关的炎症反应被关闭，并在妊娠结束前重新恢复，这决定了分娩的开始。

蜕膜化的一个主要标志是子宫内膜间质细胞的间质-上皮转化（Owusu-Akyaw et al.,2019）。蜕膜化的间质细胞有了新的形态和功能特性。在微观和超微结构水平发生从梭状的成纤维细胞样的间充质细胞到上皮样蜕膜细胞的形态变化（Christian et al., 2002），同时涉及细胞骨架结构的变化（Ihnatovychet al., 2007）。这些变化始于子宫内膜上层螺旋动脉周围的子宫内膜间质细胞（ESCs），延伸到浅表子宫内膜的基质层（Gellersenand Brosens, 2014）。不管怎样，蜕膜化过程意味着整个子宫内膜基质细胞和细胞外成分的巨大改变。

与未分化的ESCs（子宫内膜间质细胞）相比，DSCs（蜕膜基质细胞）对氧化应激的抵抗能力明显要强得多（Kajihara et al, 2006; Okada et al., 2018; Leitao et al., 2010）。DSCs（蜕膜基质细胞）对由胚胎植入导致的组织损伤和炎症所诱发的氧化应激的非凡的抵抗力被认为是真兽类哺乳动物的一个独有特征（Erkenbrack et al., 2018）。这种能力通过胚胎分泌的一种能够被母体识别的主要分子-绒毛膜促性腺激素在人类ESCs（子宫内膜间质细胞）中得到进一步加强（Kaji-hara et al., 2011）。DSCs（蜕膜基质细胞）的另一个特别的特征是细胞内信号通路的巨大改变。尽管也发现了许多其他的相关变化，如前列腺素（Gillio-Meina et al., 2009; Gnecco et al., 2019）细胞外信号调节激酶1/2（ERK1/2）（Lee et al., 2013）、Notch-1（Afshar et al., 2012）和转化生长因子-β（TGFβ）信号（Lucciola et al.,2020），但导致子宫内膜间质细胞细胞蜕膜化的最重要的变化是孕酮和环磷酸腺苷（CAMP）信号（Brar et al., 1997;Wetendorf and DeMayo, 2012; Okada et al., 2018）。

上述变化概括了DSCs（蜕膜基质细胞）的全部分泌表型。蜕膜基质细胞产生特定的分子，如催乳素（PRL）和胰岛素样生长因子结合蛋白-1（IGFBP-1），它们被普遍认为是蜕膜化的特有生物指标。蜕膜催乳素的假定功能是调控滋养层细胞的生长和侵袭，促进血管生成，免疫调节，控制母体和胎儿间的水液交换和抑制孕酮分解代谢（Jabbour and Critchley,2001; Gellersen and Brosens, 2014; Marano and Ben-Jonhatan, 2014）。IGFBP-1（胰岛素样生长因子-1）在蜕膜中发挥多种相关作用，包括调节IGF的作用，调节滋养层侵袭和子宫内膜分化（Martina et al, 1997; Fowler et al., 2000）。

分化的子宫内膜间质细胞大量基因的重新编程是蜕膜化的另一个相关特征。它贯穿于基因组、非基因组和表观遗传调节中发生（Grimaldi et al., 2012;Ng et al, 2020; Liu et al., 2020a,b）。根据使用的研究模型、研究设计和检测技术，表达上调或下调的子宫内膜基因数量变动范围很大，从数百个到数千个不等（Popovici et al., 2000; Tierney et al., 2003;Takano et al., 2007; Demiral et al., 2015; Liu and Wang, 2015）。这些变化涉及非常大范围的基本细胞功能，并在表2中被概括总结。与此相关的是，在DSCs中观察到的基因表达模式的变化随着时间的推移经历了相当大的变化，这支持了蜕膜化至少是一个双相过程，也许是一个多相过程的观念（Gellersen and Brosens,2014; Rytk¨onen et al., 2019）。这可以解释蜕膜化过程中观察到的几个发现，例如细胞周期的有序变化（在蜕膜化ESCs中的最初停滞，随后是DSCs增殖（Das，2009），以及蜕膜化ESCs最初的促炎特征，然后迅速转变为DSCs的长期抗炎和分泌表型。在有限的时间段内，这些变化极其复杂。这有助于说明大量的因子参与了调节子宫内膜间质细胞的基因表达，并支持子宫内膜具有独特的细胞和组织可塑性的概念。这些包括：

（1）蜕膜化的ESCs已被证明具有潜在的迁移和运动特性，这使其能够以相互合作的方式包裹入侵的胚胎，以完成正确的植入（Gellersen et al., 2010; Teklen-burg et al., 2010;Weimar et al., 2013; Wu et al., 2015, 2019）。

（1）蜕膜化导致了具备蜕膜基质细胞以及多个其它成分特征的细胞组织形成。事实上，蜕膜化子宫内膜基质的特征是常驻的或招募的白细胞群的显著变化。特别是具有特定属性的、作用是促进滋养层侵袭，同时防止母体免疫攻击，增强血管生成，并促进细胞外基质广泛重塑的子宫自然杀伤细胞（uNK）的显著变化（Teles and Zenclussen, 2014; Zenclussen and H¨ammerling,2015; Liu et al., 2017）.。

（3）本质上蜕膜是暂时的，因为它会在怀孕结束时退化，在少数经期物种的每一个未怀孕的月经周期结束时退化。这是蜕膜的另一个独特的相关特征。这个特征进一步支持了子宫内膜独特可塑性的观念。

综上所述，蜕膜的上述特征可以解释它的作用和生物学意义。蜕膜是一种新形成的、短暂的母体组织。在大多数哺乳动物中，由于受精卵在母体内的持久存在，母体内逐渐形成蜕膜。它专门在分子、细胞、代谢和免疫学水平上建立适当的母胎对话，从而允许具有侵入性滋养细胞的胚胎存活和发育，同时保护胎儿和母亲，避免相互伤害。事实上，蜕膜不仅保护胚胎免受母体免疫攻击，并在其周围建立有利的环境，但也限制了它的过度入侵，从而保护母体不受到侵蚀性滋养细胞的过度侵袭。因此，在植入时，蜕膜能够与胚胎信号相互配合（Banerjee and Fazleabas, 2010; Su and Fazleabas, 2015; Massimiani etal., 2019）。它还能够检测到表明胎儿健康程度的分子信号，其中一种信号在人类物种中表现为绒毛膜促性腺激素（Quenby and Brosens, 2013）。此外，一个新兴的概念是，蜕膜可以作为胚胎质量的生物感应器。这样，允许选择性地植入高质量的胚胎，同时增强对低质量胚胎的排斥（Mansouri-Attia et al., 2009; Macklon and Brosens, 2014; Brosens etal., 2014）。这些观察结果为适当的蜕膜化反应的实用性开拓了新的观点。适当的蜕膜化不仅应用于不孕不育、胚胎植入和早孕并发症（如反复妊娠丢失）有特效，而且关系到整个妊娠过程中的妊娠成功。事实上，越来越多的实验证据将蜕膜化缺陷或蜕膜化不当与影响早期妊娠和晚期妊娠的许多并发症联系起来。

4、蜕膜化缺陷或蜕膜化紊乱的临床后果

越来越清晰的是，蜕膜化反应的改变可能是涉及到移植、妊娠早期、妊娠晚期各种临床问题的相关致病因素。导致这些并发症的主要病理生理途径如表3所示。

4、1 复发性植入失败（RIF）

RIF（复发性植入失败）是一种其定义仍存在争议的疾病（Bashiri etal., 2018; Sebastian-Leon et al., 2018; Moustafa andYoung, 2020）。具有这种疾病的女性曾多次尝试使用高质量胚胎进行体外受精（IVF），但均以失败告终。尽管严格来说RIF被认为是一种除了涉及子宫内膜间质外还可能累及子宫内膜上皮组织的与不孕症治疗有关的疾病，而不是真正的妊娠并发症，然而，许多观察表明，至少在一些或几个RIF病例中，可能有异常蜕膜化的潜在参与。事实上，与正常生育的妇女相比，患有RIF的妇女的子宫内膜中发现了多种异常，其中包含巨大改变的基因表达（Koot et al., 2012; Wang and Liu, 2020）和转录学（Macklon，2017），差异表达的miRNA（Paul et al., 2019;Zhang et al., 2020b）以及代谢和细胞信号通路紊乱（Achache et al., 2010; Ledee et al., 2011;Zhou et al., 2019; Soczewski et al., 2020）。患有RIF的妇女子宫内膜胞浆磷脂酶A2和环氧合酶-2表达降低。这一发现（Achache et al.,2010）表明在这些女性中，作为蜕膜化主要诱导物的前列腺素信号转导受损。

表2

对生理蜕膜化子宫内膜主要变化的总结

变化类型

具体改变

核心参考文献

形态学

子宫内膜腺体的分泌性转化，子宫内膜间质细胞向上皮样细胞的增殖和分化，基质水肿，免疫细胞的渗透，螺旋动脉重塑

Christian et al., 2002;

Zenclussen and

Hammerling, 2015;

Owusu-Akyaw et al.,

2019; Choudhury et al.,

2019; Ochoa-Bernal and

Fazleabas, 2020

细胞外基质重塑

纤维连接蛋白通过蜕膜基质细胞增产、层粘连蛋白、IV型胶原、核心蛋白多糖、硫肝蛋白糖、胰岛素样生长因子结合蛋白-1、催乳素、左右决定因子2、αvβ3整合素、骨桥蛋白；缝隙接形成

Fazleabas et al., 2004;

Laws et al., 2008;

Kajihara et al., 2014;

Okada et al., 2018

涉及相关细胞功能的基因的重新编程

细胞骨架结构，抗氧化应激，细胞周期调控，细胞凋亡，DNA合成和修复，离子和水的运输，对类固醇激素的反应，细胞内酶的表达，细胞外基质的沉积，细胞黏附，信号转导，新陈代谢，转录因子，

Popovici et al., 2000;

Brar et al., 2001; Kao

et al., 2002; Giudice,

2004; Ihnatovych et al.,

2007; Kajihara et al.,

2006; Takano et al.,

2007; Ruiz-Alonso et al.,

2012; Gellersen and

Brosens, 2014; Demiral

et al., 2015; Vrljicak

et al., 2018; Liu et al.,

2020a,b

表观遗传修饰

表观遗传模式，翻译后修饰，生长因子，血管生成，细胞因子和趋化因子信号转导，免疫调节

细胞信号通路

CAMP/PKA通路、孕酮信号通路、结节通路、Notch信号通路、ERK1/2通路、Wnt/β-连环蛋白通路、CSRC通路、JAK-STAT通路、SUMO通路、ppp通路、脂质信号转导（内源性大麻素系统）、转化生长因子β信号通路、BMP2-WNT4信号级联、磷脂酰肌醇3激酶/Akt通路、维甲酸通路、Ras/Raf1/MAPK通路、EPAC1和EPAC2信号转导

Jones et al., 2006;

Banerjee and Fazleabas,

2010; Frolova et al.,

2011; Gellersen and

Brosens, 2014; Ozaki

et al., 2017; Strug et al.,

2019;

ESCs：子宫内膜间质细胞；DSCs：蜕膜基质细胞；Lefty-2：左右决定因子2；IGFBP-1：胰岛素样生长因子结合蛋白-1；PRL：催乳素；CAMP：环磷酸腺苷；PKA：蛋白激酶A；ERK1/2：细胞外信号调节蛋白1/2；JAK：Janus激酶；STAT：信号转导和转录激活因子；SUMO: 小泛素样修饰物；PPP：磷酸戊糖途径；TGFβ：转化生长因子-β；BMP-2：骨形态发生蛋白-2；AKT：蛋白激酶B；MAPK：丝裂原活化蛋白激酶；EPAC1和2：环磷酸腺苷1和环磷酸腺苷2直接激活的交换蛋白

表3

蜕膜化异常的主要临床后果总结。

临床状况

假设主要病理生理机制

核心参考文献

反复植入失败

在反复植入失败RIF妇女子宫内膜中发现有313~2126个基因表达差异，主要参与DNA转录和表达、Wnt信号通路、细胞形态、细胞发育和组装、细胞周期、细胞粘附和分裂方式以及RNA转运等。

Koler et al., 2009; L´ed´ee et al., 2011; Wang and Liu, 2020

反复妊娠丢失

转录组学的改变

子宫内膜炎症反应改变和延长

子宫内膜免疫反应失调

细胞衰老增加－子宫内膜干细胞减少－蜕膜基质细胞（DSCs）迁移能力降低

基因表达和细胞信号通路的改变：153-155个不同表达基因，主要参与免疫系统过程、生殖过程、代谢过程、TNF和IL-17信号通路、细胞因子－细胞因子受体相互作用；生物钟基因改变。

代谢和细胞信号通路异常：Notch-1，AKT

血管生成减少和血管重塑缺陷

孕激素抵抗。

Macklon, 2017

Salker et al., 2012; Ticconi et al., 2019; Guo et al., 2021; Pirtea et al., 2021

Weimar et al., 2013; Brighton et al., 2017; Lucas et al., 2016a, 2020; Li et al., 2020a;

Krieg et al., 2012; Muter et al., 2015; Jiang et al., 2020; Bahia et al., 2020; Li et al., 2021; Strug et al., 2018;

El-Azzamy et al., 2018; Windsperger et al., 2020

先兆子痫

蜕膜化失败，蜕膜基因表达异常，cGMP依赖的蛋白激酶I （PKG）信号通路减少，蜕膜免疫细胞异常活化，血管重塑缺陷，可溶性Fms样酪氨酸激酶1（Sflt1）的改变

蜕膜化缺陷伴血管灌注不良以及蜕膜免疫细胞亚群的改变可导致胎儿生长受限和死产

过早的蜕膜衰老可导致早产。

Brosens et al., 2011, 2015; Garrido-Gomez et al., 2017; Conrad et al., 2017; Chen et al., 2021; Garrido-G´omez et al., 2020b; Garrido-Gomez et al., 2020a; Rabaglino and Conrad, 2019; Yang et al., 2020; Tersigni et al., 2020

Turco and Moffett, 2019; Aplin et al., 2020; Bezemer et al., 2020

Sun et al., 2016

妊娠晚期其他并发症

（胎儿生长受限、不明原因死产、早产、胎盘早剥、胎盘植入）

子宫内膜间质细胞蜕膜化（dT-HESC）感染可诱导MAPK和核因子kappaB信号通路以及细胞凋亡。

蜕膜细胞中功能性孕激素撤退导致pERK1/2通路的增加引发与胎盘早剥相关的早产。

Rogers et al., 2018; Flaherty et al., 2019

Lockwood et al., 2012

4、2 反复妊娠丢失（RPL）

虽然还没有足够的证据支持蜕膜化反应改变可能是偶发自然流产的原因之一，大量的实验和临床证据强烈表明，蜕膜化缺陷可能导致大量女性不明原因的反复妊娠丢失（RPL）（Larsenet al., 2013; Lucas et al., 2020; Pirtea et al., 2021）。研究表明，反复妊娠丢失（RPL）女性子宫内膜间质细胞蜕膜化不能辨别胚胎的质量，这与从正常生育的女性身上获得的细胞不同（Weimar et al., 2012）。此外，已有研究表明，与低生育能力的女性相比，反复妊娠丢失（RPL）女性的蜕膜基质细胞具有持续而紊乱的炎症反应（Salker et al., 2012）。因此，反复妊娠丢失（RPL）妇女的子宫内膜容受性会随着妊娠可能性的增加而延长，但蜕膜环境不利于植入胚胎的连续发育，导致妊娠后期（通常在妊娠早期）出现反复妊娠丢失（RPL）。这一概念进一步得到了临床观察的支持和扩展。事实上，反复妊娠丢失（RPL）的女性似乎比正常女性生育能力更强，即怀孕所需的时间明显短于正常女性（Teklenburg et al., 2010;Ticconi et al., 2020a）。此外，不明原因反复妊娠丢失（uRPL）的女性往往在同一孕周流产，这对每个患者具有特异性（Ticconi et al., 2016）。换句话说，这些女性流产孕龄GA（以孕周表示）在同一个女性中高度重复。这一观察结果表明，导致流产的同一功能失调可能特异性地存在于同一位反复妊娠丢失（RPL）的女性身上，可能在子宫内膜部位，并且在连续妊娠中以同样的方式发挥作用。

在反复妊娠丢失（RPL）中还观察到其他一些影响正常蜕膜化的子宫内膜功能障碍。Francis等人研究了抗磷脂（aPL）抗体对子宫内膜的作用，这是一种被广泛接受的反复妊娠丢失（RPL）致病因素。他们对一组患有反复妊娠丢失（RPL）的女性进行了研究，发现抗磷脂（aPL）抗体+女性与抗磷脂（aPL）抗体－女性相比，抗磷脂（aPL）抗体+患者的几种蜕膜标志物（如催乳素）的表达显著降低（Francis et al., 2006）。最近的研究强调了蜕膜化过程中细胞衰老的重要性（Brighton et al., 2017），并表明反复妊娠丢失（RPL）与子宫内膜干细胞缺陷（Lucas et al., 2016a）和细胞衰老增强有关，提示子宫内膜可塑性缺失可能是反复妊娠丢失（RPL）的另一种相关的蜕膜缺陷（Lucas et al., 2016b, 2020）。由于衰老细胞产生更多的炎症细胞因子，衰老的蜕膜基质细胞（DSCs）可以导致反复妊娠丢失（RPL）女性子宫内膜炎症反应增强和延长。

反复妊娠丢失（RPL）与受影响妇女蜕膜细胞中广泛基因表达异常有关（图2）。反复妊娠丢失（RPL）女性中几乎所有主要细胞功能的各种基因都被发现是上调或下调（Devesa-Peiro et al.,2020; Nair et al., 2011; Krieg et al., 2012; Kosova et al., 2015;Quintero-Ronderos et al., 2017; Li et al., 2020a; Jiang et al., 2020），这表明这类患者的（DSCs）蜕膜基质细胞中可以发现广泛基因表达异常。因此，许多相关代谢和细胞内信号传导通路的失调已被报道（Salker et al., 2011;Muter et al., 2015; Strug et al., 2018; Saha et al., 2020; Liu et al., 2020b）。

反复妊娠丢失（RPL）女性蜕膜中的正常免疫细胞组成和功能失调已被描述，涉及更相关的常驻或招募细胞类型（树突状细胞、巨噬细胞、NK细胞和T细胞）（Giulianiet al., 2014; Qian et al., 2015; El-Azzamy et al., 2018; Liu et al., 2018; Qianet al., 2018; Derbala et al., 2019; Ticconi et al., 2019; Chiokadze et al.,2020; Wang et al., 2020; Guo et al., 2021）以及它们的免疫调节产物（Salker et al., 2012;Prins et al., 2012; O’Hern Perfetto et al., 2015; Liu et al., 2020b; Ali etal., 2021）。以上研究结果表明一个普遍的概念，不明原因反复妊娠丢失（uRPL）蜕膜正常免疫功能－即在胎儿周围形成一个免疫调节环境，允许其生存并促进其发育－可能会受到损害（Tersigni et al., 2018,2020）。由于母胎界面分子生物和免疫关系的极端复杂性，这些功能障碍的数量、类型、组合和相对关联的确切定义仍未完全确定。但这些问题仍有待解决。

在反复妊娠丢失（RPL）女性的蜕膜中检测到另外两个主要变化是：（A）蜕膜基质细胞（DSCs）迁移能力的改变。这损害了对植入胚胎质量的正确识别，并阻止对缺陷胚胎的早期排斥（Weimar et al., 2012,2013）和（B）子宫内膜血管的缺陷重塑（Quenby et al., 2009;El-Azzamy et al., 2018; Windsperger et al., 2020），可能导致绒毛外滋养细胞侵入受损（Windsperger et al., 2017）。

最后，我们观察到，与正常对照组妇女相比，不明原因反复妊娠丢失（uRPL）妇女连续怀孕期间，许多妊娠相关并发症的发生率更高（Sheiner et al., 2005;Field and Murphy, 2015; Ticconi et al., 2020b）。由于上述问题大部分发生在妊娠晚期，因此可以合理地假设，虽然微妙，当植入成功时这些妇女也可能出现蜕膜化，并可能会对妊娠后期产生不利影响。然而，需要进一步的研究来充分了解蜕膜的作用及其对不明原因反复妊娠丢失（uRPL）妇女的影响。

4、3先兆子痫

先兆子痫（PE）患者的主要病理表现为滋养层细胞侵入缺陷和母体螺旋动脉重塑（Lyall et al., 2013; Faasand De Vos, 2018; Staff et al., 2020），绒毛外滋养细胞向子宫螺旋动脉的迁移受阻（Canfield et al., 2019; Farrellet al., 2019），子宫胎盘灌注减少，胎盘缺血/缺氧，过度的子宫胎盘氧化应激和炎症（Tal, 2012; Ten´orio et al., 2019;Tersigni et al., 2020; Murthi et al., 2020; Burton et al., 2021）。最近的证据表明，蜕膜化缺陷或紊乱可能是上述许多改变（如果不是全部的话）的共同异常。在最近的一项研究中，我们观察到，既往患有严重先兆子痫severe PE （sPE）女性的子宫内膜间质细胞ESCs与既往无妊娠并发症女性的子宫内膜间质细胞ESCs相比，有几个特征表明蜕膜化反应总体中断。事实上，以前有严重先兆子痫severe PE （sPE）女性的子宫内膜间质细胞ESCs，与cAMP和醋酸甲羟孕酮孵育后，未能形成适当的细胞骨架重组和蜕膜表型，并未能增加两种典型蜕膜标志物（PRL和IGFBP-1）的分泌；此外，与对照组女性的子宫内膜间质细胞ESCs相比，它们的基因表达发生了显著而广泛的变化，并减少了滋养层细胞的侵入（Garrido-Gomez et al.,2017）。其他几种对正常蜕膜化的破坏已经被描述为与先兆子痫有关（Rieger et al., 2009;Wallace et al., 2013; Robertson et al., 2018; Vishnyakova et al., 2019），包括蜕膜免疫细胞（Riegeret al., 2009; Wallace et al., 2013; Robertson et al., 2018; Vishnyakova et al.,2019）、细胞信号通路（Li et al., 2011; Wang etal., 2016; Deepak et al., 2019）、选定的miRNAs （Zhaoet al., 2014）、长链非编码rnas （Zhang et al., 2017; Lvet al., 2018）和其他转录因子（Manley et al., 2020）。这些发现和其他研究结果为这一观点提供了证据，即有严重先兆子痫severe PE （sPE）病史女性的蜕膜化缺陷是严重的、长期的，而且发生在胚胎着床之前（Rabaglino et al., 2015;Rabaglino et al., 2019; Garrido-Gomez et al., 2020a）；在这种情况下，蜕膜化抵抗的概念－定义为子宫内膜对激素驱动分化信号的整体异常反应－被认为是先兆子痫（PE）的潜在决定因素

4、4妊娠晚期蜕膜化异常及其他并发症

越来越多的人认为蜕膜化异常可能是妊娠晚期相关并发症的重要原因，包括先兆子痫（前面讨论过）、宫内生长受限（Aplin et al., 2020）、早产（Kim et al., 2003; Cha and Aronoff,2017; Bukowski et al., 2017）、胎盘早剥（Sinkey et al., 2020）和胎盘植入（Jauniaux et al., 2018）。尽管导致这些不同疾病的病理生理机制有所不同，但至少上述情况的一个共同特征，可能是在早期妊娠或甚至在怀孕之前，在怀孕周期中出现功能失调和/或蜕膜化缺陷（Brosens et al., 2011）（图2）。

图2 蜕膜化反应异常的潜在临床后果示意图

ESC=子宫内膜间质细胞；DSC=蜕膜基质细胞；RIF=反复植入失败；RPL=反复妊娠丢失；

FGR=胎儿生长受限；PE=先兆子痫；PTL=早产。

5、子宫内膜疾病和蜕膜改变

在前面的章节中，我们研究了蜕膜化异常对几种妊娠并发症的影响。然而，越来越清楚的是，某些影响子宫内膜的疾病可能会对正常的蜕膜化形成产生潜在的有害影响。其中两种特殊类型是慢性子宫内膜炎（CE）和子宫内膜异位症（图2）。

CE是一种可以长期存在，且隐匿的子宫内膜炎症。尽管它的定义仍存在争议（Margulies et al., 2020），但已有一些共识认为，CE的一个主要特征是子宫内膜间质内浆细胞浸润（Kitaya et al., 2018），当然还有其他组织学特征，如间质细胞增生，上皮和间质之间的分化成熟，以及明显的蜕膜反应（Kimura et al., 2019）。最近的研究有力地表明，CE与不良妊娠结局有关，主要包括不孕症、RIF和RPL（Cicinelli etal., 2014; Kitaya et al., 2016; Bouet et al.,2016; Cicinelli et al., 2018; Rimmer et al., 2021; Morimune etal., 2021）。CE可能通过多种潜在机制对子宫内膜产生不利影响，从而导致生殖问题。表4详细报告了与CE相关的子宫内膜改变。综上所述，现有的观察结果有力地表明，CE虽然通常是一种临床上没有症状的疾病，但可能会对子宫内膜产生深远的有害影响，并干扰正常的蜕膜化过程（Puente et al., 2020;Buzzaccarini et al., 2020）。正在进行的广泛研究将充分澄清一些仍有争议的发现，扩大CE对人类子宫内膜影响的现有知识，并更好地了解蜕膜中哪些特定的组织、细胞和分子途径参与了CE女性患者独特的生殖问题。

表4

慢性子宫内膜炎（CE）可能改变正常的蜕膜化反应的潜在机制。

变化类型

可能的病理生理学机制

核心参考文献

蜕膜化受阻

子宫内膜上皮-间质转化（EMT）的诱导

胰岛素样生长因子结合蛋白-1和催乳素分泌减少，ER-α、ER-β、PRA、

Ishida et al., 2021

Wu et al., 2017;

子宫内膜细胞相关功能改变

PRB表达增加。子宫内膜中孕激素抵抗的诱导

DSCs过度增殖

自噬相关分子的失调：LC3-II和mTORC1。减少细胞凋亡。细胞周期调控机制的改变

IGFBP1、BCL2、Bax上调和IL11、CCL4、IGF1和CASP8下调

Kimura et al., 2019

Buzzaccarini et al., 2020

Wang et al., 2019;

Cicinelli et al., 2021

Di Pietro et al.,

2013

子宫内膜基因表达的变化

炎症、细胞增殖和凋亡相关基因上调：VEGFA、VEGFB、VEGFC、EGF、TNF、TGFB1、IFNG、TP73、TP73L、BAXva、CDC2、CDC2va、CCND3、CCNB1

MIR-27A-3P和MIR-124-3P的上调

Cicinelli et al., 2021

Di Pietro et al., 2018

子宫内膜免疫细胞亚群的变化

B细胞密度增加

自然细胞毒受体NKp65在子宫NK细胞中的高表达

CD68+巨噬细胞、CD83+树突状细胞、CD8+T细胞、Foxp3+treg细胞表达增加

子宫NK细胞密度和患病率增加

子宫内膜CD4+T辅助细胞亚群的变化

CXCL1和CXCL13在子宫内膜的表达变化

Kitaya and Yasuo, 2010

Fukui et al., 2017;

Li et al., 2020b

Chen et al., 2020

Kitaya and Yasuo, 2010

免疫调节性细胞因子和趋化因子局部合成异常

CE患者经血中IL-6、IL-1β和肿瘤坏死因子-α水平升高

子宫内膜IL-11、CCl-4表达下调

Il-17表达增加，IL-10和TGFβ表达降低

Tortorella et al., 2014

Di Pietro et al., 2013

Wang et al., 2019

子宫内膜血管变化

经常在患有CE的女性中发现（85.7%的病例）

主要发现：血管密度增厚。血管壁透明样增厚，管腔闭塞，内皮细胞水肿

Carvalho et al., 2013;

Buzzaccarini et al., 2020

子宫收缩异常

源于子宫内膜肌层的子宫内膜波频率和方向的改变

Pinto et al., 2015

众所周知，患有子宫内膜异位症的妇女有几种明确的生殖问题—不孕不育、RIF、RPL（Horton et al.,2019; Pirteaet al., 2021），以及可能在高龄妊娠时出现的各种妊娠并发症，包括胎儿生长迟缓、妊娠期糖尿病、胎膜早破、早产、先兆子痫、前置胎盘、胎死宫内，尽管没有明确的证据表明上述所有情况（Zullo et al., 2017; Farland et al.,2019; Kobayashi et al.,2020）。但有令人信服的证据表明，患有子宫内膜异位症的妇女，异位内膜和在位内膜中都有蜕膜化反应的改变（Vinatier et al., 2000）。在患有子宫内膜异位症的妇女中，在位内膜中发现的变化范围很大，已在表5中详细总结。它涉及ESCs中相关代谢和细胞信号通路和分子的失调，差异基因表达，miRNA、长的非编码RNA和细胞外囊泡轮廓改变，整体细胞生理的改变（Liet al., 2018; Dutta et al., 2018; Houshdaranetal., 2020; Pranikar et al., 2020）和血管异常。有趣的是，在孕晚期严重子宫内膜异位症患者的底蜕膜中发现基因表达显著异常的内异症病灶（Marcellinet al., 2015），这表明子宫内膜异位症患者的蜕膜化受阻是一种长期的过程，甚至可以持续到妊娠晚期。这些发现表明，子宫内膜异位症患者的在位内膜比正常女性在位内膜具有更强的血管生成潜能。最后，子宫内膜中存在一些免疫紊乱，涉及特定免疫细胞的数量和/或活性，特别是Unk、FoxP3+Treg和巨噬细胞（Klentzeris et al., 1995; Fernndez-Shaw et al., 1995; Braundmeier etal., 2012; Giuliani et al.,2014; Fazleabaset al., 2015; Takebayashiet al., 2015; ParkinandFazleabas, 2016; Drury et al., 2018）。还观察到与子宫内膜异位症相关的在位内膜中免疫炎症细胞因子的变化（Kyama et al., 2008; Shimizuetal., 2017; Miller et al., 2015）。然而，由于两项研究之间存在相互矛盾的观察结果，需要进一步的研究来充分阐明子宫内膜异位病变的存在如何影响蜕膜化形成（Vallv-Juanico et al., 2019）。

这种错综复杂的情况可以通过以下概念统一，即子宫内膜异位症患者的在位内膜，即使是轻症的患者导致的蜕膜化缺陷（Klemmt et al.,2006; Bondza et al., 2009; Brosensetal., 2012; Su et al., 2015; Joshiet al., 2017），也会对胚胎植入和妊娠早期（推断效用、RIF和RPL）产生短期影响，并持续到妊娠晚期，而产生长期的不利影响。这有助于，至少部分地解释，许多与子宫内膜异位症相关的生殖问题。

表5

引起在位内膜蜕膜化缺陷与子宫内膜异位症相关的主要改变。

变化类型

具体发现

可能的后果

核心参考文献