慢性子宫内膜炎相关不孕症中的炎症驱动表观遗传记忆

《Seminars in Immunopathology》：Inflammation-driven epigenetic memory in infertility and chronic endometritis

慢性子宫内膜炎（chronic endometritis, CE）是一种由微生物感染引起的持续性低度炎症性子宫内膜疾病。CE通常无症状，常导致诊断不足，多在评估不孕原因时被发现。即使通过抗生素治疗消除感染病因后，部分患者的不孕状态仍持续存在。来自影响上皮组织（如肠道）的慢性炎症性疾病的新证据表明，炎症条件可诱导先天免疫细胞等发生持久的表观遗传改变。值得注意的是，免疫系统以外的组织也能通过表观遗传修饰保留炎症事件和环境损伤的记忆。本综述总结了表观遗传改变如何影响子宫内膜功能，并结合当前对CE的认识进行了阐述，同时讨论了炎症如何促使这些改变的发生。研究人员提出，免疫与非免疫子宫内膜细胞中持续存在的表观遗传记忆在维持CE相关不良后果（如不孕症）中发挥关键作用。未来研究应聚焦于确定CE中特定的表观遗传模式，并探索炎症诱导的记忆如何导致子宫内膜细胞功能障碍。理解这些机制将推动CE的诊断进展，并为逆转CE治疗后残留的炎症记忆开辟新的不孕症治疗方案。

引言

不孕症是一个重大的全球健康问题，影响8-12%的育龄夫妇，其中女性因素占35-40%。女性不孕症可由多种原因引起，如排卵障碍、输卵管问题、子宫因素及慢性子宫内膜炎（CE）。CE是一种通常由细菌引起的持续性低度炎症性子宫内膜疾病。CE对不孕症的不良影响主要归因于其破坏子宫内膜容受性和胚胎着床。治疗上，旨在消除感染的抗生素治疗已被证明能改善生殖结局。然而，大量研究表明，部分CE患者在接受抗生素治疗后仍持续存在炎症或出现不良生殖结局。

目前已发表的证据主要旨在描述CE中免疫细胞群体的变化，包括巨噬细胞、自然杀伤（NK）细胞和浆细胞分布的改变，以及间质细胞环境和功能的改变。尽管如此，维持慢性炎症状态及相关子宫内膜功能障碍的分子机制，尤其是在抗生素治疗后，仍不明确。

研究人员引入了一个观点，即与CE相关的炎症可引起子宫内膜组织的表观遗传改变，从而促成持续的不良生殖结局，如不孕症。表观遗传调控涉及在不改变DNA序列的情况下，基因表达的可遗传但可逆的改变。这些改变包括DNA甲基化、组蛋白修饰和染色质重塑。来自慢性炎症性疾病（如炎症性肠病（IBD）和慢性阻塞性肺疾病（COPD））越来越多的证据表明，炎症可诱导持久的表观遗传重塑。通过训练免疫及更广泛的表观遗传记忆形式，即使在初始触发因素被移除后，炎症信号也可能持续存在甚至放大。这表明类似的机制可能促成了CE中炎症的病理性持续。然而，CE中的表观遗传调控研究仍然很少。在生理性非CE条件下，子宫内膜中表观遗传机制对于周期性重塑、蜕膜化和容受状态的建立至关重要。

下文，研究人员回顾了当前对CE病理学的认识、正常子宫内膜功能的表观遗传控制以及炎症诱导的染色质改变。基于这些发现，研究人员提出了一个机制模型，表明CE治疗后持续的表观遗传记忆可能促进CE的慢性化。这可能影响免疫细胞功能以及间质和上皮细胞中“训练功能性”的发展。随后，这种炎症驱动的表观遗传状态可能导致蜕膜化缺陷、容受性降低以及不孕症的持续存在，即使在许多女性接受CE治疗后也是如此。

CE的病因、诊断和治疗

子宫内膜炎有急性和慢性两种形式。急性与慢性子宫内膜炎之间的关系尚不清楚。虽然这两种情况都涉及子宫内膜炎症，但在CE患者中很少检测到引起急性子宫内膜炎的主要病原体——沙眼衣原体和淋病奈瑟菌。直接记录从急性向慢性子宫内膜炎进展的长期临床研究仍然缺乏。

CE是一种慢性和持续性的子宫内膜炎症状态，通过组织学鉴定为子宫内膜组织内存在浆细胞。与表现为发热、盆腔疼痛和阴道分泌物的急性子宫内膜炎不同，CE通常无症状或伴有轻微症状，如异常子宫出血、盆腔不适、性交痛和白带增多。CE的病因是多因素的，微生物感染是主要诱因。在CE患者的子宫内膜中发现的常见分离菌包括链球菌属、大肠杆菌和粪肠球菌。此外，CE可能与病原体无关的炎症触发因素有关，如宫腔粘连、多发性子宫内膜息肉、宫内节育器放置以及子宫内膜异位症或自身免疫性疾病。这些因素破坏了子宫内膜微环境，导致持续的免疫失调和组织稳态受损。

CE的组织病理学特征包括子宫内膜表面黏膜水肿、上皮细胞与间质分离、间质细胞密度增加以及间质中浆细胞浸润。免疫组化定量CD138⁺浆细胞目前被认为是CE最可靠和高效的诊断方法。然而，关于CE的组织病理学定义尚未达成普遍共识。这是因为CD138并非由浆细胞特异性表达，并且关于CD138⁺细胞正确诊断阈值的争论仍在继续。一项评估不同浆细胞阈值的系统综述和荟萃分析表明，每10个高倍视野下≥5个CD138⁺细胞是与不良妊娠结局相关的最具临床相关性的阈值之一。尽管如此，生理性子宫内膜中存在低水平的CD138⁺浆细胞，使得区分病理性炎症与正常免疫监视变得困难。

抗生素治疗是CE的主要治疗方法，多西环素因其对常见细菌具有广谱活性而常作为首选药物。在大多数情况下，抗生素能成功减少或消除间质浆细胞浸润。对于初始治疗耐药的患者，可采用替代或联合方案，以及额外的方法如宫内富血小板血浆输注。

CE的流行病学及其对生殖成功率的影响

越来越多的证据表明CE与不孕症密切相关。在不孕女性中，其患病率为2.8%至56.8%，在反复着床失败（14%-67.5%）和复发性流产（9.3%-67.6%）患者中观察到更高的发生率。抗生素治疗已证明能改善CE女性的生殖结局。具体而言，治疗慢性子宫内膜炎可提高不明原因不孕症患者的自然妊娠率和活产率。在复发性流产女性中，活产率从治疗前的7%增加到治疗后的56%。同样，在体外受精（IVF）或冻融胚胎移植周期中，抗生素治疗后CE消退与持续性CE的女性相比，着床率、临床妊娠率和活产率显著更高。然而，这些研究仅证明了CE人群内部的改善，并未直接显示经治疗的CE患者能达到与健康女性相当的生殖结局。

尽管如此，抗生素治疗的生殖益处仍不一致。例如，在轻度CE中，抗生素治疗的益处不太明确，定义为每个高倍视野1至4个CD138⁺浆细胞，治疗似乎并不显著影响妊娠结局。此外，一项前瞻性随机对照试验显示，口服抗生素治愈了超过89%的CE病例，但并未显著改善妊娠结局。Duan等人还观察到，与无CE的女性相比，CE治愈的女性自然流产发生率更高（11.8% vs. 9.2%）。

这些看似不一致的发现可能部分归因于研究设计、比较组和生殖终点的差异。观察性研究通常比较治疗后CE消退的女性与CE持续存在的女性，而随机试验则评估抗生素治疗本身的效果。重要的是，CE的组织学消退并不能保证生殖结局的改善，并且治疗后子宫内膜功能恢复到何种程度仍不清楚。这些发现凸显了CE的复杂性，并强调了研究部分患者持续生殖障碍潜在机制的必要性。

CE中子宫内膜免疫细胞的失调

在健康的子宫内膜中，先天性和适应性免疫细胞共存并受到严格调控，动态地有助于组织稳态并为可能的胚胎着床和妊娠开始做准备。在CE中，这种精细调节的免疫平衡被打破。B淋巴细胞在健康子宫内膜白细胞中占比不到1%，而在受CE影响的子宫内膜中可达25%。参与招募免疫细胞至感染部位的几种粘附分子和趋化因子，如趋化因子（C-X-C基序）配体（CXCL）1和CXCL13，在CE的内皮和上皮子宫内膜细胞中均有表达。这表明可能由细菌感染引发的异常局部微环境，促进了循环B细胞在CE中选择性外渗。

另一个受CE影响的子宫内膜免疫细胞亚群是T细胞，尽管报道的变化在不同研究中仍不一致。一项早期流式细胞术研究报告了子宫内膜T细胞的总体增加，其特征是CD8⁺细胞毒性T细胞升高和CD4⁺辅助性T细胞相对减少。更大规模的队列研究证实了CE中子宫内CD8⁺T细胞和FOXP3⁺调节性T细胞浸润增加，而外周T细胞亚群基本保持不变，支持子宫内膜内的局部免疫失调。相比之下，其他研究报告了CE中CD4⁺T细胞增加和CD4/CD8比率升高，提示与疾病严重程度相关的独特免疫表型；然而，该分析受样本量限制。结合免疫激活的转录组学证据，当前数据表明CE中存在促炎性子宫内膜微环境，而CD4⁺T细胞变化的方向和幅度仍存争议。这些差异可能反映了诊断标准、疾病严重程度和样本量的不同。一些研究关注功能不同的CD4⁺T细胞亚群，如滤泡辅助性T（Tfh）细胞，其专门支持B细胞活化、分化和抗体产生。Tian等人表明Tfh细胞随CE严重程度增加，并与流产史相关，提示它们可能参与CE相关的生殖并发症。关于CD4⁺辅助性亚群的早期研究报告了CE中T辅助1型优势及T辅助2型减少。然而，这两项研究均基于小样本量，需要在更大规模的研究中得到验证。

最近在CE中发现异位淋巴聚集体的发现进一步支持了Tfh细胞与B细胞之间的潜在相互作用。这些有组织的免疫结构包含生发中心B样细胞、增殖的B细胞和Tfh样细胞，表明局部B细胞活化和分化增强。其更大的丰度也与不良妊娠结局相关，强调了有组织的T-B细胞相互作用在CE相关生殖功能障碍中的潜在相关性。

子宫NK（uNK）细胞（CD56⁺CD16^?）在着床中发挥重要作用，包括调节滋养层迁移和侵袭、促进螺旋动脉重塑以及维持组织稳态。值得注意的是，外周NK细胞通常表达CD16并表现出更强的细胞毒活性。观察性研究表明CE中uNK细胞发生改变。Li等人利用基于全基因组关联研究的孟德尔随机化发现，人类白细胞抗原DR（HLA-DR）⁺、CD16^?CD56⁺NK细胞与较低的CE风险相关，提示潜在的保护作用；然而，这仅是提示性的，并不反映实际的子宫内膜细胞变化。Chen等人在CE子宫内膜转录组中观察到CD16表达增加，提示向更具细胞毒性的NK细胞转变，但缺乏功能或蛋白质水平的验证。子宫内膜组织的流式细胞术研究报告了CE中CD56⁺CD16^? uNK细胞比例下降，但需要更大规模的队列来进一步验证这些观察结果。其他测量总CD56⁺NK细胞的分析未显示差异，表明总体uNK细胞计数可能保持稳定而其细胞毒潜能发生变化。这些数据表明CE中uNK细胞可能存在表型和功能转变，但需要更大规模、包含蛋白质水平和功能性测定的研究。

此外，多项研究报告了CE女性子宫内膜巨噬细胞数量较高，尤其是促炎性M1亚型。同时，M2群体似乎大多不受影响。动物研究进一步支持这一观察结果，显示CE模型中M1巨噬细胞升高。M1样巨噬细胞通过产生促炎细胞因子和抗菌介质有助于宿主防御微生物感染。然而，持续的炎症激活也可能导致组织损伤并破坏局部免疫稳态。在CE中，高迁移率族蛋白B1（HMGB1）诱导的巨噬细胞焦亡被认为放大了局部炎症反应。此外，实验性地将巨噬细胞极化导向M2样表型与CE实验模型中炎症减轻、子宫内膜修复改善和生殖结局改善相关。总之，这些发现表明巨噬细胞激活状态可能影响CE中的炎症反应和组织恢复，尽管它们在人类疾病中的确切作用仍有待完全确定。

总体而言，CE诱导复杂且多变的免疫失调，形成可能破坏母胎耐受的炎症微环境。这种免疫异质性也有助于解释为何一些CE治愈的女性经历持续的生殖障碍而另一些则能恢复正常生育能力。

CE中蜕膜化功能障碍、异常血管生成和子宫内膜容受性差

成功的胚胎着床既需要高质量的胚胎，也需要容受性良好的子宫内膜，后者依赖于激素、免疫细胞和基因表达网络协调调控下的间质和上皮细胞的协同调节。蜕膜化是涉及间质细胞增殖和分化的过程，对于建立子宫内膜容受性至关重要。在CE中，子宫内膜容受性和蜕膜化均受损。来自CE患者的子宫内膜间质细胞表现出蜕膜标志物如催乳素（PRL）和胰岛素样生长因子结合蛋白1（IGFBP-1）的表达降低，并显示出雌激素受体（ER）α/β和孕激素受体（PR）A/B的异常上调。这些缺陷为CE中观察到的着床失败和早期妊娠丢失提供了直接的细胞学解释。

适当的血管生成对于子宫内膜重塑和着床至关重要。Carvalho等人报告了CE中的若干解剖病理学改变，包括血管密度增加、内皮增殖和肿胀。一项分子研究进一步表明CE患者中缺氧诱导因子1α（HIF-1α）、血管内皮生长因子A（VEGFA）和血管内皮生长因子受体2（VEGFR2）上调，以及微血管密度增加。抗生素治疗使治愈患者的HIF-1α和VEGFA表达正常化，而CE持续存在的患者未见显著变化，反映了血管调节方面的持续功能障碍。

综上所述，蜕膜化受损和异常血管生成构成了损害子宫内膜容受性和着床的关键病理特征。值得注意的是，CE的消退通常通过在抗生素治疗后重复进行子宫内膜活检并评估CD138⁺浆细胞来进行组织学评估。然而，组织学消退是否伴随子宫内膜功能的完全恢复仍不清楚。为了理解这种持续性，必须考虑子宫内膜独特的再生动力学。在月经期间，子宫内膜功能层内的大部分细胞被排出，但组织在后续周期中迅速重建。当前的模型表明，这种再生由在周期中持续存在于子宫内膜基底层内的细胞群体支持。基底层是子宫内膜的永久层，位于靠近肌层的位置，在月经期间不会脱落。该层还包含有组织的淋巴聚集体，通常由一个中央B细胞簇组成，周围主要是CD8⁺T细胞和外层的巨噬细胞。这些结构的大小在整个月经周期中发生变化，表明它们的组织可能受周期性激素波动的影响。间质和上皮祖细胞及干细胞驻留在子宫内膜基底层，并在整个月经周期中为外层子宫内膜功能层的再生做出贡献，为可能的妊娠做准备。因此，与CE相关功能障碍的病理特征可能会保留在基底层的细胞群体中。然而，这些潜在持续性改变的分子机制在很大程度上仍不清楚，需要进一步研究。