【摘要】子宫内膜异位症是育龄妇女的常见病、多发病。目前公认的发病机制是经血逆流、子宫内膜种植学说。其中基质金属蛋白酶(MMP)及其抑制剂(TIMP)、抑制蛋白家族成员——Survivin、血管内皮生长因子(VEGF)蛋白和因子在子宫内膜异位症的发生中起重要作用,通过抑制或增加这些蛋白或因子的合成可为治疗子宫内膜异位症提供新的突破。
【关键词】子宫内膜异位症;基质金属蛋白酶类;金属蛋白酶l组织抑制剂;基因,抑制;血管内皮生长因子类
子宫内膜异位症(endometriosis,EMs)是指具有生长能力及功能的子宫内膜组织(腺体或间质)出现在子宫腔被覆内膜及宫体肌层以外的其他部位所致的疾病。EMs是育龄妇女的常见病和多发病,虽属良性病变却有增生、侵袭、转移和复发等恶性肿瘤的行为,其主要临床表现为慢性盆腔疼痛、痛经、不孕等。迄今为止,EMs的发病机制仍不明确,目前公认的机制是Sampson等提出的经血逆流、内膜种植学说及机体免疫应答系统异常等理论。大量实验也证实,逆流在腹腔内的子宫内膜可以在其中种植生长,但经血逆流在育龄妇女中的发生率约为90%。但EMs的患病率仅为20%左右。这说明经血逆流只是EMs形成的诱因,而逆流进入腹腔的子宫内膜组织在腹腔内种植、生长和转移必须通过黏附、侵袭、血管生成才能完成。就这一假说所涉及的几种重要分子——基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)及其抑制剂(tissue inhibitor of metalloproteinase,TIMP)、凋亡抑制蛋白(IAP)家族成员survivin、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)等,对EMs的发生、发展的影响综述如下。以探讨诊断和治疗EMs的新途径。
1 MMP和TIMP
MMP是细胞外基质降解过程中最为重要的一组蛋白酶,能降解蛋白聚糖纤维链接蛋白、层黏连蛋白、弹性蛋白和胶原Ⅳ等,包括MMP-1,-2,-3,-7,-9和-11等。有学者通过体外动物实验研究发现,MMP-7能够通过降解细胞外基质使子宫内膜异位种植,应用TIMP能够抑制该过程,说明MMP-7在子宫内膜异位种植过程中起重要作用。Matsuzaki等的研究也发现,EMs患者与育龄期非EMs患者相比,其MMP-7 mRNA水平显著升高。Matsuzaki等应用实时定量聚合酶链反应(quantitative real-timePCR,RT-PCR)及对蛋白免疫染色定量分析发现,在深部浸润EMs患者的异位内膜组织中,MMP-7mRNA 及蛋白表达量比表浅浸润的EMs患者及非EMs患者的在位子宫内膜显著增高,而EMs不同分期之间无差异。MMP-9是基质金属蛋白酶家族另一重要成员,EMs患者子宫内膜组织中MMP-9 mRNA及MMP-9蛋白的表达量均明显增高。Ria等研究发现,在美国生育协会(American Fertility SocietyAFS)分期中,III期和IV期EMs患者组织中MMP-9的平均表达水平均明显升高,由此认为MMP-9蛋白高表达是EMs形成与发展的关键因素。对EMs患者的异位内膜、在位内膜以及正常对照子宫内膜中MMP-9表达情况进行研究,发现MMP-9在EMs异位内膜组织中表达最强,在正常子宫内膜组织中表达最弱。还有研究表明,EMs患者异位和在位子宫内膜组织中,MMP-2及MMP-9的表达均明显高于正常对照子宫内膜,且异位内膜高于在位内膜,异位内膜细胞降解细胞外基质的能力增强,且更易于种植和生长。
TIMP能够通过调节MMP的活性调控细胞外基质的更新和平衡,MMP/TIMP失衡可能导致EMs病理过程的发生。动物模型实验表明,MMP-1/TIMP-l增高可使内膜组织具有较强的侵袭性,在EMs的发生发展中起重要作用。研究表明,EMs患者异位内膜的MMP和TIMP活性发生改变,MMP与TIMP之间的比例失调,促进细胞外基质降解.增加异位内膜的侵袭力。Sotnikova等应用反转录聚合酶链反应(RT-PCR)方法对16例异位内膜、6例在位内膜、6例正常子宫内膜组织的MMP-2和TIMP-2 mRNA的表达量进行了研究.结果发现异位内膜和在位内膜组织中MMP-2表达增高.TIMP-2表达降低,MMP-2/TIMP
在EMs的不同分期中MMP及TIMP的表达量是否有所不同,许多学者对此进行了研究。有研究表明,IV期EMs患者组织中MMP-9表达高于III期EMs患者 ,但差异无统计学意义。但也有研究表明,在不同分期中MMP-9的表达无差别。另有研究指出,MMP-7蛋白高表达的量与EMs患者临床症状的轻重无关,而与腺肌瘤大小、浸润深度密切相关。
因此,进入腹腔内的子宫内膜组织在腹腔内种植首先必须降解基底膜和其他细胞外基质,MMP家族是调节细胞外基质动态平衡最重要的酶系。通过降解细胞外基质和基底膜屏障调节黏附、酶解蛋白.参与子宫内膜异位种植过程。目前发现。在EMs发生过程中起主要作用的MMP家族有MMP-1,-2,-7和-9等蛋白酶,研究发现其功能包括:
①降解细胞外基质,是异位内膜种植于腹腔必须首先打破的生理屏障。
②参与血管生成和内皮细胞的选择性扩张,与细胞侵袭性生长紧密相关。
③调节细胞黏附。细胞与细胞之间、细胞与宿主细胞之间黏附在细胞移动及侵袭过程中起重要作用。
④MMP能激活其他黏连蛋白、吸引炎症细胞牵引子宫内膜组织在腹腔内种植。
MMP能降解细胞外基质,是异位内膜种植于腹膜腔的首要因素之一,是什么因素导致MMP在人与人之间表达的差异呢?为此。Shan等对219例EMs患者和160例正常对照者的MMP-7与MMP-9的基因型及其启动子区的单核苷酸多态性(single nilcleotide polymorphism,SNP)进行了研究,发现EMs组中MMP-7基因启动子区的碱基G的出现频率显著高于对照组。而2组之间MMP-9基因型明显无差异,由此推测MMP-7
2 IAP家族成员Survivin
细胞凋亡是子宫内膜细胞保持周期性和功能稳定的关键因素之一,正常子宫内膜周期性增生和脱落是通过细胞周期性增殖和凋亡来实现的。有研究发现,在EMs患者中,不管是在位内膜还是异位内膜对细胞凋亡因子的敏感性都明显下降,对抗凋亡能力增强,使其在腹腔内异位种植生长。Zubor等对EMs患者在位、异位内膜和正常女性的子宫内膜对凋亡的敏感性进行了研究,发现EMs患者在位、异位内膜对凋亡的敏感性均明显下降,异位者较在位者下降更明显,且无周期性变化。Survivin蛋白在EMs的各临床分期均过表达,破坏了细胞增殖与凋亡之间的平衡,使EMs进一步发展。Survivin是IAP家族成员之一,在EMs的发生过程中起重要作用。其主要表达于子宫内膜腺上皮细胞胞质中,部分间质细胞可见弱阳性表达。对Survivin及MMP-9在EMs在位内膜中的表达情况的研究发现无论增殖期还是分泌期的子宫内膜,EMs患者中Survivin和MMP-9的表达均显著高于正常对照组,与AFS分期不相关。且Survivin与MMP-9的表达呈显著正相关,说明Survivin和MMP-9协同作用促进子宫内膜的异位种植、生长。Di Carlo等也认为,在位子宫内膜通过高表达Survivin蛋白与MMP-9蛋白而具有更强的抗凋亡能力和新生血管的能力,使其得以在异位局部种植并向周嗣侵袭扩散。还有研究表明,Survivin蛋白在异位内膜及在位内膜中高表达且高于正常内膜,说明Survivin蛋白抑制细胞凋亡作用在EMs的血管生成过程中可能发挥了重要作用。
3 VEG
血管生成是能量供应的基础,EMs的发生、发展与新生血管的生长紧密相关,腹腔局部微环境中新生血管的形成为异位种植的子宫内膜发展提供了营养和物质基础研究显示,EMs患者腹腔液中VEGF等血管活性物质水平增高,使腹壁微血管密度增加,导致盆腔局部对异位内膜组织种植接受能力增强。Cho等对49例EMs患者和33例对照组的血清及腹腔液中的VEGF水平进行测定,并用免疫组化法和RT-PCR检测VEGF蛋白、VEGF mRNA在EMs患者中在位内膜、异位内膜和对照组正常内膜中的表达及相关性。发现EMs患者腹腔液、异位内膜及在位内膜中VEGF蛋白及mRNA的表达均明显高于对照组,且EMs患者异位内膜和在位内膜的微血管密度均明显高于对照组。这说明VEGF通过促进血管生成在EMs的发生、发展过程中起重要作用。内分泌腺特异性的血管内皮生长因子(EG-VEGF)是近年来发现的具有组织特异性的VEGF,其不仅能够促进内皮细胞的增殖和趋化,还能促进毛细血管床窗孔的形成,影响血管的渗透性。另外,EMs患者Survivin蛋白的表达与EG-VEGF的表达呈正相关,Survivin可与EG-VEGF在EMs的发生、发展中起协同作用。
因此,异位子宫内膜之所以能够生存、生长并引起病变和症状,必须通过黏附、侵袭和血管生成才能完成,血管生成与促血管生成因子密切相关。众所周知,VEGF刺激内皮细胞产生纤溶酶原激活物(uPA和tPA)、纤溶酶原激活物抑制剂1(PAI-1)和胶原酶,并使蛋白分解增加而引起血管外基质成分改变,从而介导内皮细胞的迁移和浸润,诱导血管的生成;VEGF还可直接刺激内皮细胞生长,促进血管的生成;除此之外,VEGF与其相应受体特异性结合,使血管内皮细胞的基质降解,屏障作用削弱,引起新生血管基底膜缺损,为异位内膜在盆腔局部种植和新生血管生成提供营养,从而促进EMs的异位种植。
4 结语与展望
综上所述,EMs的发病机制可能是子宫内膜随经血逆流进入盆腔。在细胞因素和环境因素的作用下,机体盆腔局部和全身免疫状况发生改变,而机体不能清除或不能完全清除逆流进入腹腔的子宫内膜,异位内膜分泌一些细胞因子及酶直接或间接增加MMP mRNA,导致MMP表达增加,从而降解细胞外基质及基底膜;VEGF合成增加,促进血管生成,为异位种植的子宫内膜提供营养:凋亡抑制蛋白家族的Survivin分泌增加,导致异位内膜凋亡受阻,使子宫内膜得以在腹腔内生长、发展。因此,EMs是MMP、Survivin蛋白和VEGF因子等多种影响因素相互作用的结果,通过检测MMP、Survivin蛋白、VEGF因子等的表达或抑制其分泌可能为EMs的早期诊断、治疗与控制复发提供新的治疗思路。
(周礼兰,