子宫内膜异位症影响子宫内膜容受性生物标志物的研究进展

严红莲，马天仲

(1.广东医科大学顺德妇女儿童医院，佛山 528300；2.广东医科大学附属医院，湛江 524023)

子宫内膜异位症(EMs)，简称为内异症，是子宫内膜组织(包括间质、腺体)种植在子宫体以外的部位[1]。子宫内膜容受性是指精卵结合形成胚胎后，被子宫内膜接受的能力。子宫内膜容受性降低也被认为是EMs导致不孕的原因之一。EMs在某些方面与恶性肿瘤相似，如病情的发生与进展、侵袭性生长、雌激素依赖性生长、复发以及转移等。虽然EMs的病因尚不清楚，但最广泛接受的观点如下：(1)腹膜EMs的发病机制是经血逆行；(2)可能与免疫系统异常、遗传因素、环境以及生活方式等因素有关，其中几个因素协同发挥了作用，或者这些疾病的特定亚型是由于特定的潜在生物学途径造成的；(3)我国郎景和院士提出了“在位内膜决定论”，提出子宫内膜碎片能否在逆流血液中“异体”粘附、侵入和生长决定于子宫内膜自身的生物学特性，子宫内膜的差异性是EMs发生的基本条件和决定性因素[1-3]。子宫内膜通过控制细胞的增殖和凋亡，由此引起EMs的病灶在体内诱发局部炎症反应，伴随大量巨噬细胞的出现，导致腹腔微环境发生很大的异常改变。这些异常变化也可能对卵泡微环境产生重大影响，严重损害卵母细胞的正常功能[4]。临床研究发现，EMs患者的子宫内膜不易接受胚胎植入；同时，强有力的临床证据表明，子宫内膜结构和功能的变化与该疾病导致的女性周期性生殖能力降低之间存在显著相关性[5]。子宫内膜通过维持各种分泌信号，包括复杂的自分泌、旁分泌和内分泌，性类固醇、细胞因子、趋化因子和细胞内信号，最终达到可接受胚胎着床的状态。EMs引起的子宫内膜容受性变化已被广泛研究。EMs患者的子宫内膜组织与健康女性相比，在表观基因组、转录组及蛋白质组学的分子水平上均有异常调控发生[6]。子宫内膜活检发现了很多与子宫内膜容受性相关的生物标志物，例如四分子交联体5、骨桥蛋白、同源框基因HOXA10、非编码RNA等。本文就EMs影响子宫内膜容受性的生物标志物作一综述。

一、四分子交联体5(Tspan 5)

Tspan-5，又称为TM4SF9，属于四跨膜蛋白超家族(TM4SF)，包含268个氨基酸，参与其他跨膜蛋白及其膜内分子相互作用。TM4SF9可以与许多其他类型的膜蛋白如整合素、粘附分子、蛋白酶、生长因子受体等，膜内信号蛋白如蛋白激酶C、磷脂酰肌醇-4-激酶，以及其他四跨膜蛋白超家族成员相互作用，共同形成多分子跨膜蛋白复合体，发挥以下生物学效应，包括细胞的粘附、扩散、迁移和分化，基质降解，新血管形成，蛋白质转运，肿瘤侵袭等，从而参与调控细胞增殖、发育、运动和活化等[7]。有研究表明，Tspan5不仅在滋养层细胞上有表达，在内膜上也有表达[8]；Tspan5主要表达于蜕膜/子宫内膜间质细胞(DSC/ESC)和腺上皮细胞的胞质和胞膜，而其表达独立于胚胎存在，且其表达水平的异常可能与妊娠丢失及异位妊娠相关，这都提示Tspan5密切参与了胚胎植入过程[9-11]。另有研究发现，EMs患者中Tspan5 mRNA表达高低排序：异位内膜>在位内膜>正常内膜，证明Tspan5的过度表达与EMs的发生存在密切联系，可能与异位子宫内膜的粘附和迁移能力增强有关；该研究同时发现，在正常的子宫内膜中，Tspan5表达呈周期性，分泌期>增殖期，并且与血清雌孕激素水平呈正相关[12]。

二、骨桥蛋白(OPN)

OPN又称分泌磷酸化蛋白1(SPP-1)，是一种分子大小为70 kD的磷酸化糖蛋白，是癌症进展和转移的重要分子标志物之一。OPN最初从骨基质中分离出，又发现于肾脏、大脑、胰腺、肺支气管、分泌腺、唾液腺、母乳喂养的乳腺以及一些肿瘤组织中；主要由活化的免疫细胞分泌，如巨噬细胞、淋巴细胞、T淋巴细胞、自然杀伤细胞和Kupffer细胞[13]。OPN包含整合素αvβ3、凝血酶、糖基化、钙离子和肝素的结合位点。研究表明，OPN在许多恶性肿瘤(如肺癌、子宫内膜癌、乳腺癌和黑色素瘤)中的过度表达与抗凋亡、血管生成、细胞粘附和迁移有关[14]。据报道，OPN具有调控卵巢癌细胞、鼻咽癌细胞和人肺腺癌细胞的增殖作用[12]。表皮干细胞(ESCs)的过度增殖也被认为是EMs的发病机制之一[13-16]。OPN对ESCs的主要作用可能是通过调节细胞迁移，而不是增殖。体腔上皮化生学说认为，子宫内膜上皮细胞的增殖参与了EMs的发病机制[1]。以上结果不一致可能是由于上皮细胞和基质细胞中OPN的表达不同。有研究显示，OPN基因作为转移基因参与了恶性肿瘤细胞的侵袭和转移，OPN在EMs患者异位内膜细胞中高表达也证明OPN同样具有促进EMs患者子宫内膜细胞增殖、侵袭、转移的能力[17-18]。Tang等[19]证实，OPN在EMs异位组织中高表达，认为OPN与EMs有着密切联系，提示血清OPN可能是EMs进展的潜在预测因子。在人类EMs患者中，OPN和基质金属蛋白酶(MMP)-9在Ⅲ/Ⅳ期的在位内膜表达高于Ⅰ/Ⅱ期；在EMs和非EMs的在位内膜中，MMP-9和OPN在分泌期的表达明显高于增殖期；提示OPN和MMP-9表达水平之间存在因果关系，OPN和MMP-9表达水平的升高可能引发子宫内膜的粘附、粘连和向子宫外组织迁移。MMP-9被称为基质金属蛋白酶家族中最大的明胶酶，是一种锌依赖的内肽酶，具有促进组织纤维化，破坏基底膜完整性等作用[20]。最近有报道称，OPN激活PI3-K/Akt通路，通过与整合素v3结合上调HIF-1α，并通过MMP-9和uPA促进细胞外基质降解，介导癌细胞转移[21-22]。有研究发现，OPN在分泌中后期的表达明显强于增殖期和分泌早期[23-24]。MMP-9在分泌期晚期比在月经周期的其他阶段表达更强烈。OPN和MMP-9在月经周期同期的表达水平升高，提示这两种蛋白的表达可能存在相关性。研究表明，MMP-9在子宫内膜生长周期和组织破裂的变化中起着非常重要作用，并影响EMs病变中子宫内膜细胞的迁移[23-24]。涉及OPN和MMP-9的信号转导通路可能在EMs中的子宫内膜上皮细胞(EEC)的迁移中起着重要的作用[24]。雌激素在局部水平上可能与EMs患者子宫内膜细胞的转移和增殖有关。推测OPN可能由于局部雌激素浓度升高而上调MMP-9的表达，对子宫内膜细胞迁移具有促进作用，最终导致子宫内膜异位。

三、同源框基因HOXA10

临床研究表明，胞饮突是内膜容受性的良好标志物[25]，而现有研究证明HOXA10与胞饮突的存在相关[22]。研究显示，HOXA10基因在子宫内膜的分化以及发育中起着不可或缺的作用，同时在内膜接受胚胎的容受性以及胚胎成功着床中扮演着重要角色；HOXA10基因的影响包括内膜的增殖分化、种植窗的开放、容受性的建立、胚胎的黏附以及子宫内膜的蜕膜化等[26]。关于HOX基因的表达谱研究发现，EMs患者与对照组相比，在位和异位条件下 HOX 簇(A-D) 及其辅助因子的表达模式均发生了变化；尤其需要注意的是，与对照组相比，来自EMs患者的在位内膜样本中的基因谱也发生了比较多的变化[27]。在对分泌期EMs和非EMs的不孕妇女的在位子宫内膜中孕酮受体-A(PGR-A)和孕酮受体-B(PGR-B)的甲基化模式的研究发现，PGR-A基因在对照组和EMs组中均未显示DNA 甲基化(未甲基化)[28]；PGR-B基因在大多数EMs患者显示出部分甲基化模式，高于对照组的甲基化，据此认为PGR-B甲基化百分比增加可能与基因表达降低有关，这可能会损害EMs患者的子宫内膜容受性而导致种植失败。Adamczyk等[29]研究确定了在位组织中基因启动子区域受损的 DNA 甲基化模式，其致病机制为甲基化造成受精卵着床障碍，导致不孕[30]。在患有EMs的小鼠及妇女的子宫内膜中也发现，HOXA10基因片段甲基化和HOXA10的表达下降[26]。Adamczyk等[29]的实验研究表明，EMs妇女内膜中HOXA基因的DNA甲基化水平远高于非EMs的妇女。以上研究证实，内膜的DNA异常甲基化对于EMs妇女来说，是比较普遍存在的[31]。

四、非编码RNA

关于非编码RNA，目前研究的热点包括微小RNA(microRNA)、长链非编码RNA(lncRNA)、环状RNA(circRNA)，它们在组织发育、细胞生长、分化、凋亡及其功能多样性方面发挥了重要的作用[32]。有研究证实，microRNA/lncRNA与P2ry6、Adamts7、TP53和Dlx3的异常表达可能会影响EMs大鼠在种植窗的子宫内膜容受性，从而导致种植失败[33]。

1.microRNA：通过对DNA的转录调控来影响子宫内膜的容受性。有研究发现，在EMs不孕妇女的子宫内膜中有许多不同的microRNA表达上调及下调，如种植窗口期microRNA-146a-5、pmiRNA-142-5p、microRNA-940、microRNA-1281、miRNA-4634的表达比非EMs不孕妇女显著增加，而microRNA-543的表达则明显下降，其中microRNA-543、microRNA-146a-5p、microRNA-142-5p可能对子宫内膜容受性的影响分子如HOX10、整合素αvβ3及整合素αv进行调节[34-35]。研究发现，EMs患者microRNA的高表达能促进异位内膜的血管生长；对EMs妇女进行MMPs检测，结果显示表达水平升高[34-36]。研究显示，microRNA参与调节MMPs[24]。异常升高的MMPs在子宫内膜生长周期和组织破裂的变化中起着非常重要作用，并影响EMs病变中子宫内膜细胞的迁移。最近的几项研究表明，在EMs患者中，MMP-9表达增加可增强细胞外基质(ECM)降解，进一步促进异位内膜碎片迁移、定植及随后的组织重塑，利于异位病灶的存活[21-24]。同时近期大量的研究发现，孕激素抵抗是EMs妇女内膜容受性下降的原因之一，而microRNA可以调节孕激素抵抗。现已证实，EMs妇女microRNA-194-3p高表达，导致MAPK/ERK信号通路被激活，孕激素受体的合成下降，从而产生孕激素抵抗，最终导致内膜蜕膜化进程受阻，内膜容受性下降[37]。Petracco等[38]研究发现，在EMs妇女的异位病灶中，与增殖期相比，分泌期的 microRNA-135a/b 表达水平增加，提示microRNA在生殖组织的稳态中起主要的作用。由以上结果推测，microRNA基因的异常表达对子宫内膜的功能会产生影响，导致胚胎种植失败。

2.lncRNA：2014年Sun等[39]对EMs和正常妇女的不同时期的在位子宫内膜(增殖期、分泌期)进行lncRNA全基因组测序，发现EMs妇女内膜microRNA和lncRNA表达量不同。lncRNA参与子宫内膜细胞的生长、分化、凋亡等过程，可以增强异位内膜的种植、侵袭。据文献报道，H19号称“癌胚胎非编码RNA”，在子宫内膜癌中的表达增高，而在EMs的子宫内膜中表达下降[35]。2015年Ghazal等[40]首次报道，从lncRNA水平揭示EMs 患者发生不孕的可能病因机制是：在非EMs妇女中H19在接近排卵期即增殖晚期在位内膜间质中表达最高，而在EMs妇女的同期内膜中的表达明显下降，导致在位内膜间质细胞增生、存活受到抑制，进而引起内膜的缺损，使子宫内膜的容受性受到影响。

3.circRNA：其作用主要包括基因转录的调控、参与翻译蛋白质以及和效应蛋白发生相互作用。另外，circRNA还有一项最重要的功能是作为microRNA的分子海绵，发挥竞争性内源性RNA(CeRNA)的作用[41]。Xu等[42]证实了circRNAs在EMs妇女的异位内膜、在位内膜、非EMs妇女的正常内膜之间的表达不同。鉴于circRNA是一种共价闭环的非编码RNA，其稳定性更高，未来在预测EMs子宫内膜容受性的相关研究中可能更有价值。

五、其它标志物

1.整合素α1β1、α3β1、α4β1：研究发现，整合素αv和β3亚单位仅仅在种植窗间出现高表达，因此其表达高低可作为子宫内膜容受性的评估指标。EMs妇女因为孕激素抵抗导致整合素下降，作为激活因子，整合素可以激活内膜血管的通透性，整合素的下降通过影响子宫内膜血管的通透性从而改变了子宫内膜容受性[43]。文献分析可以得出结论：整合素在子宫内膜容受性、胚胎种植、妊娠维持中起着重要作用。

2.叉状头转录因子3(Foxp3)：Foxp3是叉状头转录因子家族一员，被认为是调节性T细胞的标志性分子。有研究表明，Foxp3在不同类型内膜中的表达水平也有所不同，其表达强度依次为：重度EMs>轻度>非EMs，提示该转录因子可能与子宫内膜容受性有关[44]。

3.白血病抑制因子(LIF)和白介素(IL)-2：研究发现，LIF及IL-2在轻度的EMs妇女(手术病理分期为Ⅰ、Ⅱ期)胚胎植入期中的表达与非EMs妇女的表达无明显差异，故考虑不能作为子宫内膜容受性的评估指标[45]。

目前，国内外学者对EMs导致不孕症的原因探讨，已经从病理解剖、病理生理的方向转为分子层面的免疫及基因异常等方向。上述生物标志物如何通过影响子宫内膜的容受性，从而导致EMs妇女不孕的作用机制并不明确，还需要继续的研究及探索。与仅仅依靠B超发现子宫内膜异位、观察子宫内膜形态相比，这些通过子宫内膜活检获得的子宫内膜容受性生物标志物更加客观，对临床工作具有很好的指导意义。同时对临床医生的操作技巧要求不高，可以避免一些临床医生的主观判断，也规避了由于不同医生操作所导致的认知偏差。虽然子宫内膜活检属于有创性检查，但对于因EMs导致不孕的妇女来说，根据可靠、准确的检查结果，采取精准的个体化治疗，从而达到妊娠的目的，这也与现代医学发展方向——个体化治疗相吻合，故值得生殖内分泌领域的专家们继续探索。