妊娠期免疫系统的特点与妊娠合并自身免疫性疾病
【作者】刘洋腾宇 左晓霞
【作者单位】中南大学湘雅医院风湿免疫科
【摘要】妊娠是一个复杂的生理过程，其中免疫系统发生的一系列改变，是维持母体对胎儿这一“非己”成分的免疫耐受以及对外界刺激的正常应答。同时，在妊娠过程中某些自身免疫性疾病的发病率增加，或已经稳定的疾病在妊娠期间出现疾病活动或病情恶化，也与妊娠期间免疫系统的特殊变化密切相关。但其在妊娠期发生的确切机制尚不明确，本文通过复习文献对妊娠期免疫系统的变化特点及妊娠期合并自身免疫性疾病的免疫学基础进行讨论。
育龄女性妊娠时机体会发生一系列生理变化，在这一过程中免疫系统也会发生一系列复杂的改变，而使其能够维持正常妊娠以及在发生妊娠异常时机体对其作出应答，同时也可能发生异常改变，即发生一系列与自身免疫相关的疾病，如系统性红斑狼疮、抗磷脂综合征、肾病综合征、1型糖尿病等，严重威胁母儿安全。而发生妊娠合并自身免疫性疾病的确切机制尚不明确，本文通过复习文献，对妊娠期免疫系统的变化特点及妊娠期合并自身免疫性疾病的免疫学基础进行讨论。
一、妊娠期各类免疫细胞的作用
机体在妊娠期与非妊娠期一样，存在可以对外界产生应答的固有免疫和适应性免疫，从而对外界入侵或自身体内的抗原产生应答。这其中涉及到许多免疫细胞和免疫分子，免疫细胞有巨噬细胞、树突状细胞、肥大细胞、自然杀伤（natural killer, NK）细胞以及T淋巴细胞和B淋巴细胞等，免疫分子包括上述免疫细胞活化后表达或分泌的许多细胞因子，这些细胞因子在免疫细胞间传递信号并构成复杂的细胞-分子网络。这张巨大的免疫网络，与非妊娠期的正常机体存在着许多共性，同时又有着妊娠期特殊的生理特点，主要表现为对胎儿这一“半己半非己”的潜在抗原，通过免疫网络的调节，对其不产生免疫排斥反应，但在病理情况下又产生免疫应答而可能导致流产。近些年随着研究的深入，发现这其中不仅涉及到免疫细胞和免疫分子之间的调节，也涉及到一些特殊的免疫细胞亚群的重要作用。
1. 巨噬细胞
巨噬细胞是固有免疫应答中的重要成员，分为M1和M2两个亚型，两个亚型之间的转化称为巨噬细胞极化。M1通常被认为是起促炎作用，受到Th1细胞和NK细胞产生的γ干扰素与树突状细胞产生的肿瘤坏死因子的调控与激活，产生白细胞介素（interleukin，IL）-1β、IL-6、IL-23和IL-17等促炎因子。而妊娠中，胎盘的滋养层细胞产生的β干扰素也可以调控M1的产生。M2分为M2a和M2c两个亚型，前者由Th2细胞产生的IL-4和IL-13所调控产生，后者由Treg细胞产生的IL-10调控并进一步活化释放IL-10而促进Treg细胞的分化。在着床期，蜕膜中的巨噬细胞主要为M1型，在着床后随着滋养层细胞附着于子宫内膜和侵入到子宫的基质，其逐渐转化为M1/M2两个亚型共同存在。这种混合的形式将持续存在于子宫血管重构的过程中，以帮助胎盘-胚胎在孕早期形成一个稳定的血供。而在胎盘发育完成后，蜕膜中的巨噬细胞将完全极化为M2型巨噬细胞以阻止母体对胎儿的排斥，保证胎儿的持续生长发育。
在妊娠中，巨噬细胞是非常重要的抗原提呈细胞（antigen presenting cell，APC），在蜕膜组织的白细胞中，巨噬细胞占其中的20%～25%。有研究表明，蜕膜组织中的巨噬细胞通过促进“清道夫”受体和甘露糖受体的表达、促进IL-1受体抑制剂的分泌以及减少IL-12的表达，从而发挥组织再生和损伤修复的功能。巨噬细胞在妊娠过程中起非常重要的作用，缺失会导致着床的失败。妊娠的维持过程中子宫和卵巢存在更多的巨噬细胞，临产时巨噬细胞在宫颈成熟中也发挥重要作用。
2. 树突状细胞
树突状细胞（dendritic cell, DC）也是一类非常重要的抗原提呈细胞，它可以非常高效的将抗原提呈给T细胞，促进nave T细胞的活化，从而始动适应性免疫的过程。目前认为DC分为4类：髓样DC、浆细胞样DC、朗格汉斯细胞和单核细胞来源的DC。髓样DC在外周组织中捕获抗原后迁移到第二淋巴器官的T细胞聚集区，诱导适应性免疫应答。IL-10可以诱导单核细胞来源的DC的产生，进一步诱导效应T细胞转化为Treg细胞而进一步分泌产生IL-10，从而抑制效应T细胞的应答，达到免疫耐受的作用。
在妊娠状态下，外周血的骨髓来源DC处于一个高度免疫耐受的状态，且在孕晚期其数量明显减少，同时部分处于难以活化的状态，这样保证了对胎儿免疫耐受的维持。在子宫内膜中存在DC-SIGN+的未成熟DC和CD83+的成熟DC，当抗原或病原刺激时，前者在子宫内膜中分化成熟为成熟的DC，从而起到抗原提呈的作用。而在子宫内膜蜕膜化之后， DC-SIGN+的未成熟DC占DC的主要部分，仅存在少部分的CD83+成熟DC，说明DC-SIGN+未成熟DC增加和CD83+成熟DC减少与子宫内膜蜕膜化的过程相关。而DC-SIGN+细胞可以诱导Treg细胞的生成，说明这些未成熟的DC对于母体对胎儿抗原的免疫耐受起到重要作用。此外还有研究发现，在自发性流产的蜕膜组织中，DC-SIGN+的未成熟DC数量明显减少，也说明其对妊娠维持的重要作用。
3. NK细胞
NK细胞根据其表型主要分为两类：CD56dimCD16+和CD56brightCD16-NK细胞，前者主要存在于外周血，占外周血淋巴细胞的10%～15%，而在子宫内膜中主要存在的是CD56brightCD16-NK细胞，在增生期其占淋巴细胞的20%，而在分泌期逐渐增殖到40%～50%，在妊娠早期的蜕膜中可以高达70%～80%。而对于后者的来源，目前认为主要来自于4个方面：（1）外周血中CD56brightCD16-NK细胞向子宫的募集；（2）外周血CD56dimCD16+ NK细胞的分化和募集；（3）子宫中不成熟的NK前体细胞的分化；（4）子宫中CD34+造血祖前体细胞的分化和成熟。在蜕膜组织中，蜕膜NK细胞位于侵入的滋养层细胞附近，提示其对于滋养层细胞的侵入起到重要的调控作用。在妊娠中，相比于外周血中的NK细胞，大部分蜕膜NK细胞均表达杀伤免疫球蛋白受体（killer immunoglobulin receptor, KIR），而KIR的配体则是表达于滋养层细胞的人类白细胞抗原（human leukocyte antigen，HLA）-C，说明其参与了母体-胎儿的识别。与此同时，蜕膜NK细胞还表达抑制性受体CD94/NKG2A，其配体HLA-E既表达于母体细胞也表达于滋养层细胞，提示CD94/NKG2A与HLA-E的相互作用可能参与了滋养层细胞和附近母体细胞的免疫豁免。此外，子宫内膜中的NK细胞还表达CD94/NKG2C，其配体HLA-G表达于滋养层细胞，而二者的亲和力非常强，其比HLA-E更容易活化NK细胞，因此蜕膜NK细胞可以对HLA-E+HLA-G+的滋养层细胞和HLA-E+HLA-G-的母体细胞产生不同的应答，对维持妊娠的过程起到重要的免疫调控作用。最新研究还表明，HLA-G与ILT-2的结合可以激活CD49a+Eomes+ NK细胞亚群并分泌生长促进因子GPF，在整个孕期起到维持胚胎发育和生长的作用，而此类细胞的减少会导致胚胎生长受限甚至停育。
另一方面，蜕膜NK细胞也通过和母体的其他免疫细胞的相互作用而起到调节作用。体外研究中发现，蜕膜NK细胞也可以调控蜕膜中的CD14+细胞从而诱导CD25brightFoxp3+的Treg细胞的产生，其机制在于NK细胞与CD14+细胞相互作用使得NK细胞释放γ干扰素，而后者可以上调CD14+细胞吲哚胺双加氧酶的表达，吲哚胺双加氧酶通过引起T细胞活化异常和Treg细胞扩增而参与母体-胎儿屏障的免疫抑制。另一项研究发现γ干扰素也可以抑制母体-胎儿屏障处的Th17细胞的分化从而起到免疫调控的作用。
4. T淋巴细胞
在妊娠早期的蜕膜白细胞中，有10%~20% CD3+TCRαβ+T细胞、30%～45% CD4+ T细胞和45%～75% CD8+T细胞。在蜕膜组织中，一群 Tim-3和PD-1的CD8+T细胞比例明显减少，说明Tim-3和PD-1信号通路可能在调控蜕膜CD8+T细胞和维持正常妊娠中起到重要作用。
Th1/Th2细胞的平衡对于妊娠的维持具有重要作用。Th1细胞表达IFNγ和分泌TNF-α而被认为具有促炎作用，Th1细胞在病理性妊娠中起到重要作用且威胁到胎儿的存活，而Th2细胞则可以影响T细胞的应答反应从而减少Th1的产生，Th1/Th2细胞比例的升高与自发性流产相关。
另一个平衡——Treg/Th17细胞平衡对于正常妊娠的维持也具有重要作用。Treg细胞和Th17细胞的产生受到TGFβ的调控，TGFβ促进Treg的分化而抑制Th17的生成。Th17细胞主要分泌IL-17家族等促炎作用的细胞因子，同时IL-6这一促炎因子也可以诱导Th17细胞的分化。研究发现在先兆子痫中，Treg/Th17细胞的比例下降，同时IL-6和IL-17的水平也明显升高，同时内皮素的升高抑制TGF-β信号通路，从而促进了Th17细胞的分化。最新研究发现，在着床时Treg细胞的数量与着床成功率存在正相关，而在复发性流产和先兆子痫中均发现蜕膜中Treg细胞数量的明显减少，说明其对于正常妊娠的维持具有重要作用。
5. B淋巴细胞
B淋巴细胞在机体内主要参与适应性免疫，活化后产生浆细胞从而产生自身抗体，其在体内主要参与母体的免疫以及参与到一些自身免疫性疾病的发生。在母体中，整个孕期的外周血B1细胞数量相对减少而在分娩后恢复到非孕状态，而B2细胞在孕期则保持不变。近些年的研究发现，另一类细胞亚群调节性B细胞可能在妊娠免疫中发挥重要作用，其在孕早期和孕晚期可以释放IL-10，而在孕中期也对于维持妊娠起到重要作用。研究发现，调节性B细胞通过表达IL-10而负性调控B细胞的免疫应答，从而抑制自身免疫性疾病的发生。而在妊娠过程中，调节性B细胞的增加和活化可以调控母体的免疫耐受及防止感染。动物研究发现，蜕膜中的调节性B细胞可以由IL-33诱导表达孕酮诱导阻断因子1（PIBF1），减少早产的发生。
二、胎盘屏障在妊娠免疫中的重要作用
从免疫学的角度，胎盘绒毛膜细胞与母体蜕膜形成的母体-胎儿屏障在维持正常妊娠的过程中起到非常重要的作用。蜕膜的两大特点是其关键，其一为蜕膜中特有的一些白细胞细胞亚群如CD56brightCD16-NK细胞和CD29+巨噬细胞等；其二为蜕膜可以限制其他一些免疫细胞的募集和活化。如前所述，NK细胞是蜕膜组织中白细胞的主要组成成分，其次是巨噬细胞，而在正常妊娠中，蜕膜组织中的T细胞、树突状细胞以及B细胞都相对较少。一项最新的研究利用单细胞测序技术绘制了妊娠早期绒毛膜-蜕膜界面的70 000余个细胞组成的细胞图谱，同样发现NK细胞在其中发挥非常重要的作用，其高表达CSF1从而活化巨噬细胞，其彼此间形成的XCL1-XCR1复合物同样可以活化骨髓来源的树突状细胞，后者又可以调控CD8+T细胞的扩增，从而形成一个复杂的免疫调控网络而维持正常的妊娠。
三、妊娠合并自身免疫性疾病的基础
自身免疫性疾病是一类在遗传和环境的综合因素作用下，免疫系统紊乱而导致的自身组织器官受到免疫系统攻击的疾病，其发病机制复杂，发病过程涉及多种免疫细胞参与，临床表现多种多样，最常见的为系统性红斑狼疮，而组织器官特异性的自身免疫性疾病包括自身免疫性甲状腺炎、自身免疫性肝病、肾病综合征、1型糖尿病等。
多种自身免疫性疾病的好发人群为女性，多于男性，如系统性红斑狼疮、自身免疫性甲状腺炎、原发性干燥综合征等，其机制包括性激素的免疫调节作用、X和Y染色体编码的基因的影响以及孕期相关特殊的免疫基础。其中雌激素、孕激素的调节发挥了重要作用，而妊娠过程中雌激素和孕激素的水平变化更为显著，因此自身免疫性疾病在妊娠期的发病率增加以及原有疾病活动的问题不容忽视。
例如妊娠合并系统性红斑狼疮的患者中，雌激素可以促进Th2细胞的应答和B细胞的活化，从而促进抗体的生成，雌激素同时刺激IL-4、IL-10、TGF-β和IFN-γ等促炎因子的分泌，而抑制TNFα的生成。同时孕激素被认为有拮抗雌激素的作用而对疾病的活动起到一定程度的保护作用，在狼疮妊娠患者中，孕中期和晚期的孕激素水平显著低于正常人群，其原因可能与胎盘功能受损有关，一定程度上导致了狼疮妊娠患者的流产率增加。一项研究表明，在妊娠晚期狼疮患者的血清IL-6水平无法依照正常模式表达上调，而IL-6对于Th细胞的活化和B细胞、浆细胞的增殖活化是必须的。在整个孕期及产后，狼疮患者血清的IL-10水平均显著升高，其对Th1/Th2细胞的调控起到重要作用，持续的高水平IL-10将导致B细胞的持续激活从而引起自身抗体的水平显著增高。此外，狼疮妊娠患者的Treg细胞数量和功能均受损，Th17/Treg细胞比例升高，导致促炎因子的增加。
通常认为，自身免疫性甲状腺疾病通常与针对甲状腺过氧化物酶、甲状腺球蛋白和促甲状腺激素（thyroid stimulating hormone，TSH）受体的自身抗体的存在有关。在孕早期，人绒毛膜促性腺素（human chorionic gonadotropin,HCG）水平的升高是发生妊娠期甲亢的重要危险因素，有研究认为HCG的受体和促甲状腺激素受体抗体存在交叉反应是其主要发病机制。而甲状腺过氧化物酶或甲状腺球蛋白阳性的女性在妊娠期间更容易发生临床或亚临床甲减。同时也有研究发现Th1细胞的异常活化以及Th1/Th2细胞比例的明显上升，导致IFNγ、IL-2、TNFα等促炎因子的生成增加。
综上所述，妊娠免疫是一个非常复杂的生理过程，其涉及到固有免疫和适应性免疫的多种免疫细胞、免疫分子，共同调控形成对胎儿的免疫耐受而维持妊娠，同时不影响其对外界的免疫应答，但当有遗传背景的母体受到环境因素（药物、紫外线、病毒感染等）影响和作用时，在妊娠这一应激的条件下，免疫系统可能产生异常应答，导致自身免疫性疾病的发病率升高或本身疾病的活动，这一机制十分复杂，需要更多的深入研究以帮助我们理解妊娠免疫和自身免疫性疾病之间的关系。
参 考 文 献（略）
刘洋腾宇, 左晓霞. 妊娠期免疫系统的特点与妊娠合并自身免疫性疾病［J/CD］. 中华产科急救电子杂志， 2019， 8(2): 103-107.中华产科急救电子杂志2019年5月第8卷第2期 Chin J Obstet Emerg(Electronic Edition),May 2019, Vol.8, No.2