生殖免疫学进展

林其德

生殖免疫学是随着生殖医学及免疫学进展而发展起来的一门重要的边缘学科，涉及生殖
生理、妊娠生理、病理妊娠以及生殖控制等，其核心问题是母体对同种异体抗原(胚胎)
为何不排斥，反而呈可接受状；过去主要从系统免疫状态对此问题加以解释，如母胎间
存在解剖屏障；胚胎组织表面不存在经典主要组织相溶性抗原复合物(MHC)-Ⅰ类和MHC-Ⅱ
类抗原；孕妇保护性抑制免疫反应增强；外周血出现抗淋巴细胞抗体、封闭抗体、血清
抑制因子，以及出现T细胞亚群变化［如抑制性T细胞(Ts)数量上升、Ts/辅助性T细胞
(Th)比率上升］。目前，随着分子生物学和分子免疫学等技术的应用，对生殖免疫学研
究的重点已转入生殖道，特别是子宫局部免疫状况的研究，并取得飞速的进展。

  一、宫颈与阴道免疫

宫颈与阴道的抗原提呈细胞——巨噬细胞，呈树突状，其表面有3种表型：人类白细胞
DR抗原(HLA-DR)⁺OK₆⁺，HLA-DR⁺/OK₆^-，HLA-DR⁺/Leu₁₀⁺, HLA-DR^-/Leu₁₀⁺。
主要分布在上皮层，细胞突起相连成网(上达表皮层，下达基底膜)，大量分布在毛细血
管或淋巴细胞聚集体(lymphocyte aggrate)周围。在宫颈上皮均可见到T细胞，分布于上皮
基底膜，以T₈为主，T₈∶T₄=3∶2～9∶1，转化区比天然上皮区多见。关于阴道上皮T细
胞的研究，也有报告，也以T₈细胞为主。

　 在阴道、宫颈阴道部和宫颈组织，均可见合成IgA的B细胞，其分泌抗体为分泌型IgA
(S-IgA)。S-IgA可通过上皮层并与上皮细胞合成糖蛋白相连结，可由细胞吞噬进入细胞
内形成小囊，并可释放至上皮细胞表面，具有中和病毒、抑制微生物粘附粘膜、活化补
体作用；在溶酶体和补体存在时具有杀菌作用。还可通过与大分子抗原结合成为不可吸
收的复合物，调理细胞菌吞噬和防止抗原进入体内。IgA的合成受到激素的影响，雌激
素可使合成IgA免疫细胞减少，而孕激素则可使其明显增加。

　　鉴于阴道及宫颈阴道部上皮均为复层鳞状上皮，且在女性生殖道中含有相当数量的
免疫抑制因子，除排卵期外，精子仅限于阴道。又由于精子表面被覆精浆等免疫抑制因
子，这些免疫抑制因子均可抑制机体对精子细胞的免疫反应。所以，精子一般不容易引
起致敏，只有感染、外伤等。使天然屏障遭到破坏，或在精浆中免疫抑制因子减少时，
方可引起对精子的免疫反应，导致不孕。

　　 二、子宫局部免疫

　　子宫内膜虽然没有典型的粘膜免疫系统，但有一定数量的免疫职能细胞，如巨噬细
胞、自然杀伤细胞(NK细胞)和T淋巴细胞。还有免疫潜能细胞，如内膜上皮细胞和间质细
胞。在黄体期和孕期类固醇激素的影响下，免疫职能细胞在数量上和(或)功能上发生一
系列生理变化，通过分泌各种细胞因子如白细胞介素(IL)、细胞集落刺激因子(CSF)、生
长因子，并表达和分泌一系列粘附分子及其配基，形成激素-免疫-细胞因子、粘附分子
网络系统，有效地调控子宫内膜的免疫活动，防止感染，参与胚胎着床、生长、发育及
早期胎盘形成等调节。

　　 1.巨噬细胞：巨噬细胞分布于内膜基底层与功能层，是抗原提呈细胞，能激活Ts细
胞，具有分泌前列腺素E₂(PGE₂)的功能，被设想为早期蜕膜免疫抑制细胞。同时可产生
各种细胞因子，如IL-1、IL-6、INFα、 CSF-1、转化生长因子(TGF)-β、PGE₂和一氧化
氮等。并可表达粘附分子粘合素α^L、α^M、β₂亚单位。动物实验发现，巨噬细胞被活化
可导致流产。

　　2.大颗粒淋巴细胞(large granulate lymphocyte, LGL)： LGL系内膜NK细胞，在正
常子宫内膜中含量很少，其细胞表型主要为CD₅₆⁺(暗荧光)CD₁₆⁺。孕期在激素影响下，蜕
膜出现大量LGL细胞，具有两种表型：CD₅₆⁺(亮荧光)、CD₁₆^-约占90%，对同种异体抗原
(胚胎)不具有杀伤作用，而具有营养作用；CD₅₆⁺(暗荧光)CD₁₆⁺，约占10%，对同种异体
抗原具有杀伤作用。LGL细胞通过旁分泌和自分泌产生多种细胞因子：CSF-1、肿瘤坏死因
子(tumor necrosis factor-α，TNF-α)、干扰素(interferon, IFNr)、TGF-β1、白血
病抑制因子(leukemia inhibitor factor, LIF)、粒巨细胞-集落刺激因子(granulocyte
macrophage-colony stimulating factor, GM-CSF)，并可表达粘附分子，主要有粘合α
5β1和α4β1，其次还有粘合素α4β7和α1β1。CD₅₆⁺CD₁₆^-/CD₅₆⁺CD₁₆⁺之间处于平衡，
这种平衡倾向于使子宫免疫微环境有利免疫营养作用。打破这种平衡，则可能导致病理妊
娠。我们的研究表明，原因不明习惯性流产与CD₅₆⁺CD₁₆^-/CD₅₆⁺CD₁₆⁺比率下降有关。

　　3.T细胞：在非孕期子宫内膜淋巴细胞中，T细胞占46%～50%。在孕期T细胞数量减少
至仅占20%，且2/3为Ts细胞，Ts细胞可能参与胚胎和妊娠的免疫调节。有研究认为，T细
胞对妊娠可有两种作用：一种为免疫营养作用，如Th₂免疫及其相关细胞因子，如IL-6和
IL-10等，有利于妊娠及正常胎盘正常生长发育；另一种为免疫杀伤作用，主要为通过Th₁
免疫及其有关因子，如IL-2，IFN-γ和TNF-α等，从而影响生殖功能，并使胚胎受到损害
。我们最近的研究发现，原因不明不孕症患者子宫腔Th₁免疫增强，表现宫颈粘液中IL-2
和TNF-α的含量明加。

　　4.子宫内膜上皮细胞：在激素影响下，内膜上皮细胞可分泌多种细胞因子，如巨噬
细胞-集落刺激因子(macro- phage-colony stimulating factor, M-CSF)、表皮生长因
子(EGF)、GM-CSF、TNF-β和IL-6，并可表达许多粘附分子，其中持续表达有粘合素α2、
α3、α6、β1、β4亚单位，周期性表达有粘合素α1、α4、αvβ3/β3，且仅局限于
腺上皮。有报告，粘附分子α4β1表达缺陷与某些不孕症有关。

　　5.子宫内膜间质细胞：子宫内膜间质细胞在分泌期和早孕期呈多角形，并含有丰富
的脂质和糖原，具有分泌和营养作用。间质细胞可分泌的细胞因子有：IL-1、TNF-α、
IL-6、M-CSF、TGF-β、EGF和胰岛素样生长因子(IGF)等。并可表达的粘附分子：持续性
表达的粘合素有α5β1，周期性表达的粘合素有α1、αvβ3。同时，还可通过产生不同
细胞外基质成分，如纤维连结蛋白、层连结蛋白(laminin)和胶原等，这些基质成分是粘
附分子的重要配基。

　　三、胎母界面的免疫

　　目前，胎儿作为同种移植抗原而不被排斥的研究，已深入到胎母最直接部位——滋
养细胞，即滋养细胞膜抗原与母体血淋巴细胞的免疫关系。已知排斥反应是由MHC-Ⅱ类
抗原介导的T细胞免疫。但滋养细胞膜缺乏MHC-Ⅱ类抗原，所以不可能引发T细胞免疫反
应。然而NK细胞与T细胞在免疫应答方面不同，可直接对外来抗原进行免疫攻击。目前，
分子生物学研究表明，滋养细胞存在非经典MHC-I类分子——组织相溶性白细胞抗原
(HLA)-G，可与NK细胞表面相应受体结合，向细胞内传导抑制性信号，从而抑制其杀伤毒
性。但是，HLA-G分子的完整表达，受到编码蛋白β₂微球蛋白的基因和分子胞浆内抗原加
工运输蛋白(TAP)基因的调控，如果这些基因突变，影响了HLA-G分子的正常表达，可引起
NK细胞的免疫攻击。有报道，妊高征患者滋养细胞HLA-G分子表达显著下降。

    四、围着床期的免疫

    从受精开始到胚泡种植以及早期胚胎发育，这一时期可称为围着床期。这个时期子宫
内环境发生了一系列变化，使胚泡的发育与子宫的分化达到同步，以利于着床。

    调节子宫内膜生理性变化，主要是通过类固醇激素-免疫职能和潜能细胞-细胞因子、
粘附分子网络的调节来实现。在着床前期，激素使子宫内膜细胞产生CSF-1、GM-CSF和TNF
等因子。这些因子对巨噬细胞有趋化作用，使种植前期含有丰富的巨噬细胞，巨噬细胞和
其它子宫内膜细胞可产生一系列炎症型细胞因子，如IL-1、IL-2、IL-3、IL-4、IL-7和TNF
α等，使内膜出现类炎症反应，而有利于胚胎着床。类固醇激素同时还可直接或通过产生
一系列生长因子，如EGF、肝素结合样表皮生长因子(heparin binding-epithelial growth
factor, HB-EGF)、TGF、IGF、纤维母细胞因子(fibroblast growth factor, FGF)、血小
板衍化生长因子(platelet derived growth factor, PDGF)，促进胚胎细胞增殖、分化、
移行以及早期脏器的发生及形成。

    目前，在许多细胞因子的研究中发现，有4种细胞因子是着床所必需的：(1)LIF，主
要由子宫内膜上皮产生。实验表明，LIF基因缺陷的小鼠的胚泡游离于子宫腔，无法着床；
(2)HB-EGF：主要由子宫内膜上皮产生，属于表皮生长因子家族。表皮生长因子家族包括
EGF、TGF、双调蛋白(amphiregulin)和HB-EGF，只有HB-EGF对着床有直接作用。研究表明
，HB-EGF参与胚泡与子宫内膜初次接触的调节，它表达于内膜上皮，可与滋养细胞表面两
种受体，即EGF受体以及硫酸乙酰肝素蛋白多糖相结合；(3)CSF-1：由巨噬细胞和子宫内膜
上皮分泌。CSF-1有两种形式：可溶性CSF-1有促细胞胚胎发育的作用，膜结合形式的CSF-1
分布于子宫内皮上皮，可与滋养细胞表面的CSF-1受体结合。动物实验证明，CSF-1基因突
变失活的小鼠模型，着床能力明显低下；(4)IL-1β：由单个核细胞分泌，胚胎可以分泌
IL-1α和IL-1β，人类子宫内膜上皮特异性表达IL-1受体。

    胚胎的着床过程，从生物学角度看来，应包括胚胎滋养细胞与子宫内膜上皮接触、粘
附，继而滋养细胞侵入即与内膜间质粘附。这一生理过程主要涉及粘附分子与其配基相结
合。粘附分子有4大类，钙调素家族、粘合素家族、选择素家族及免疫球蛋白超家族，其中
与胚胎着床关系较大的是粘合素及钙调素。目前的研究发现，子宫内膜上皮于黄体期周期
有3种粘合素，即α1β1、α4β1和αvβ3的周期性表达，同时间质存在一些相关的配基。
胚胎滋养有3种细胞也有粘合素表达，即α4β3以及其配基存在。所以，滋养细胞与内膜粘
合素通过相互识别、相互连接，从而使内膜对胚胎具有“接受性”，支持着床和早期妊娠
。如果粘合素表达异常可导致着床失败、不孕或流产。研究表明，有的不孕症患者的内膜
粘合素α4β1表达缺陷，有的黄体功能不全患者内膜粘合素αvβ3表达缺陷。

    五、胎盘早期发育的免疫调控

    胎盘着床后，胚胎外层滋养细胞分化成两种绒毛，一是游离绒毛，飘浮于血窦之中
，进行胎母之间的物质交换，另一是固定绒毛，即绒毛柱向蜕膜方向生长，发生粘附、
浸润，深入粘膜层而固定。同时固定绒毛部分滋养细胞离开绒毛向子宫间质生长，称为
绒毛外滋养细胞，其一部分侵入子宫螺旋动脉，并部分替代内皮并使血管中空，平滑肌
与弹性纤维为疏松结缔组织所取代，因而使血管腔扩大，子宫、胎盘血流量增加，以保
证服孕期胎儿生长发育的需要。这种孕期螺旋小动脉生理性发育过程称“血管重铸”。
正常妊娠血管重铸可深达子宫肌层内1/3水平，而如果血管重铸过程受阻，仅局限于内膜
层，则可能导致子宫、胎盘缺血，以及由此所引起的妊高征或IUGR等。重铸受阻是一种
正常的滋养细胞活力受损的反映，并认为可能与子宫局部免疫反应有关。

    近年来，应用分子生物学方法对固定绒毛柱进行研究发现，滋养细胞功能与其所表
达粘附分子有关。粘合素α6β4与粘附功能有关，滋养细胞浸润和固定与粘合素α5β1、
α1β1和αvβ3有关，滋养细胞侵入血管又称“拟合血管”，与另一种粘附分子VE钙调
素有关。因此，胎盘滋养细胞从粘附、浸润及拟合血管的过程与滋养细胞粘附分子的表
达程序有关，如果这种程序受阻，则可导致重铸障碍胚囊着床能力的低下，从而导致病
理妊娠。有报告，妊高征孕妇滋养细胞拟合血管型粘附分子表达受阻。

    综上所述，人类生殖活动是受到激素-免疫-生长因子、粘附分子网络系统的严密调
控的。虽然目前对这个网络的许多环节尚未清楚，网络起始部分或启动因素还有待探讨
。然而，业已明确的是，如网络某些环节受累，就可能导致病理妊娠，如不孕、流产和
妊高征等。因此，深入研究生殖道局部免疫调控，对于围生殖期工作的开展，病理妊娠
的防治和生育控制技术的发展，可提供新的理论依据和开辟广阔的应用前景。

   
作者单位：200001 上海第二医科大学附属仁济医院妇产科

(收稿：1997-11-26)

(本文编辑：赵小丽)