《Middle East Fertility Society Journal》：The genetic landscape of implantation: how IL-2, TAFI, PAEP, and VEGF variants impact fertility outcomes
编辑推荐：
不明原因不孕和反复妊娠丢失在生殖医学中构成了重大挑战，通常源于关键植入窗口期受损的子宫内膜容受性。本叙述性综述综合了当前关于关键调节基因遗传多态性的证据，这些基因包括白细胞介素-2、凝血酶激活的纤溶抑制剂、孕激素相关子宫内膜蛋白和血管内皮生长因子在调节免疫反应
不明原因不孕和反复妊娠丢失在生殖医学中构成了重大挑战，通常源于关键植入窗口期受损的子宫内膜容受性。本叙述性综述综合了当前关于关键调节基因遗传多态性的证据，这些基因包括白细胞介素-2、凝血酶激活的纤溶抑制剂、孕激素相关子宫内膜蛋白和血管内皮生长因子在调节免疫反应、纤溶平衡、子宫重构和血管生成中的作用。研究人员探讨了这些基因中的单核苷酸多态性如何影响对成功胚胎植入和妊娠维持至关重要的分子和细胞机制。本综述强调了特定SNP（如IL-2 -330 T/G、TAFI Thr325Ile、VEGF ?1154 G/A和VEGF ?2578 C/A）与基因表达和蛋白质功能改变之间的关联，这些改变导致了植入失败、妊娠丢失和不孕。理解这些遗传因素增强了对不明原因不孕和反复妊娠丢失致病途径的深入了解，并可能指导诊断标志物的开发和个性化的治疗策略，以改善生殖结局。
引言
不孕症在全球范围内影响了约10-15%的夫妇，是一个重大的生殖健康挑战。在不孕女性中，有相当大一部分被诊断为不明原因不孕，尽管进行了彻底的检查，但没有发现明确的解剖、激素或遗传原因。UI被定义为在正常评估下12个月未能受孕，而反复妊娠丢失是指20周前连续丢失2次或以上（根据ASRM指南）。RPL定义为妊娠20周前连续两次或以上的妊娠丢失，影响了约1-3%的女性，并与不孕症具有重叠的病因学因素。成功着床需要在有限的着床窗口期（月经周期的第19-23天）内具有容受性的子宫内膜和有发育潜能的胚胎之间进行同步通讯。在此期间，子宫内膜会发生特定的分子、细胞和血管变化，包括免疫细胞调节、细胞外基质重塑和血管生成。子宫内膜容受性受损已被认为是UI和RPL的关键因素，细胞因子产生、纤溶平衡和血管生成因子的紊乱破坏了植入微环境。目前发现四种关键的基因产物是植入的调节因子：白细胞介素-2（IL-2）、凝血酶激活的纤溶抑制剂（TAFI）、孕激素相关子宫内膜蛋白（PAEP，也称为glycodelin）和血管内皮生长因子（VEGF）。本叙述性综述旨在全面评估当前关于IL-2、TAFI、PAEP和VEGF基因多态性及其与UI和RPL在植入窗口期间关联的证据。
IL-2基因多态性在不孕症和反复妊娠丢失中的作用
IL-2是一种主要由活化的T细胞产生的关键细胞因子，在调节免疫反应中起关键作用。它控制着调节性T细胞的增殖和分化，这对于维持母体对半同种异体胎儿的免疫耐受至关重要。在植入窗口期，IL-2有助于在免疫耐受和防御之间取得平衡，促进对胚胎友好的子宫内膜环境。IL-2异常水平主要与RPL有关，关于UI的证据有限。IL-2基因位于4q27号染色体上，其启动子区域内的几个单核苷酸多态性已经在生殖疾病中进行了研究。研究最多的多态性是-330 T/G（rs2069762），这是启动子区域中影响转录活性的变异。G等位基因通常与较高的IL-2表达相关。另一个多态性是-384 T/C（rs2069763），这是一种具有潜在调节作用的启动子单核苷酸多态性。功能研究表明，这些多态性可以改变IL-2 信使核糖核酸水平，影响妊娠期间的Treg细胞群和免疫耐受。IL-2启动子-330 T/G多态性是影响流产风险并可能影响不孕症的特征最明显的变异。通过调节IL-2的产生，它影响着对胚胎着床至关重要的免疫耐受。然而，研究之间的异质性值得进一步研究。总体而言，IL-2启动子多态性，特别是-330 T/G，显示出与免疫调节改变和RPL风险增加相对一致的关联，而针对UI的证据仍然有限。综合现有数据，IL-2 -330 T/G变异在各研究中显示出相互矛盾的结果。一些病例对照研究将G等位基因与增加的RPL风险联系起来，而另一些研究则报告没有显著关联。这种不一致可能源于对照组定义的差异以及影响细胞因子表达的环境共因子的差异。
VEGF基因多态性与植入中的血管生成
血管内皮生长因子，由位于6p21.3染色体上的VEGF-A基因编码，是血管生成和血管通透性的有效调节剂。在植入窗口期，VEGF驱动螺旋动脉的重塑和子宫内膜血管化。VEGF表达或活性的改变会损害子宫内膜容受性，导致植入失败和妊娠丢失。多个VEGF单核苷酸多态性已被研究与不孕症和RPL的关系，特别是：-1154 G/A（rs1570360）与启动子活性降低和VEGF表达降低相关，-2578 C/A（rs699947）影响转录因子结合和表达水平，+936 C/T（rs3025039）位于3'-UTR（非翻译区），影响信使核糖核酸稳定性。功能研究表明，这些多态性改变了子宫内膜中VEGF的血清水平和生物利用度。多项荟萃分析表明，只有rs1570360（特别是在高加索人群中）和rs3025039（特别是在东亚人群中）可能是RPL的危险因素。这些多态性对VEGF表达的功能后果可能导致植入窗口期血管生成不足，导致蜕膜血管重塑不足。这种血管功能不全易导致植入失败和流产。鉴于这些关联，VEGF多态性已被提议作为复发性流产风险评估的候选生物标志物和治疗靶点。虽然VEGF多态性与生殖失败之间的联系由于VEGF在血管重塑中的作用而在生物学上是合理的，但临床证据高度异质。荟萃分析指出，与欧洲人群相比，东亚人群的关联更强，表明遗传背景和种族分层是主要的混杂因素。
凝血酶激活的纤溶抑制剂多态性及功能作用
凝血酶激活的纤溶抑制剂由位于13q14.11染色体上的CPB2基因编码，是一种在纤溶中起关键调节作用的血浆酶原。被凝血酶-凝血酶调节蛋白复合物激活后，TAFI通过裂解纤维蛋白上的C端赖氨酸残基来减弱纤溶。在早期妊娠中，TAFI有助于母胎界面细胞外基质的重塑，促进滋养层侵袭和胎盘发育。纤溶的正确平衡至关重要，过度纤溶会导致植入失败，而纤溶不足易导致血栓形成和流产。CPB2基因中的几个多态性影响TAFI的血浆水平和酶活性。Thr325Ile（rs1926447）是一种错义变异，导致第325位的苏氨酸被异亮氨酸取代，与酶稳定性和活性改变有关。Ile等位基因通常导致较高的TAFI活性和延长的抗纤溶作用。-438 G/A（rs2146881）是一种与TAFI血浆浓度相关的启动子多态性。研究调查TAFI多态性与妊娠并发症关系的结果不一。一项在埃及人群中进行的病例对照研究显示，TAFI 1040 C/T变异与RPL易感性之间没有显著相关性，因此该变异不太可能作为该人群中RPL的预测分子标志物。Thr325Ile多态性调节活化TAFI的半衰期，影响植入期间的纤溶阈值。TAFI活性增加可能导致过度血栓稳定，损害滋养层侵袭和蜕膜血管重塑。TAFI遗传变异，特别是Thr325Ile，已显示出与血栓形成倾向相关的RPL的关联。关于TAFI变异的证据仍然高度碎片化，大多数研究局限于血栓形成倾向的RPL人群。
孕激素相关子宫内膜蛋白
PAEP，也称为glycodelin，主要在黄体期和早期妊娠期间的子宫内膜中表达。它通过抑制自然杀伤细胞活性并促进有利于胚胎植入的耐受性子宫环境来发挥免疫调节作用。PAEP还参与重塑细胞外基质和调节细胞粘附分子。PAEP基因位于9q34.3染色体上。影响其表达或糖基化模式的多态性可能会影响子宫内膜容受性。一项包含200名巴勒斯坦妇女的回顾性病例对照研究显示，PAEP T/C基因型和T等位基因与RPL风险增加之间存在显著关联。这是第一项证明PAEP rs760140467 C > T多态性在该人群中与RPL密切相关的独立研究。在不明原因不孕和RPL女性的子宫内膜中均观察到PAEP表达降低。然而，关于UI特发性PAEP多态性的数据仍然很少。尽管与IL-2、TAFI和VEGF相比，PAEP多态性的研究较少，但当前证据表明其在RPL中具有潜在作用。PAEP变体的科学依据是所研究基因中最不充分的一类。尽管PAEP在局部免疫调节中具有生物学上的关键作用，但将其多态性与UI或RPL联系起来的关联研究极少。
讨论
遗传证据的比较评估
为了提供连贯的科学叙述，研究人员根据可用证据的强度、一致性和质量比较了所调查的遗传变异。在这四种途径中，支持程度差异很大。VEGF目前拥有最一致的支持证据，得到了多项关联研究和几项荟萃分析的支持，尽管种族异质性仍然是一个重要的限制。IL-2显示出中等水平的支持证据，在免疫耐受中具有合理的生物学作用，但在各人群中复制不一致。相比之下，TAFI和PAEP仍然不成熟。该比较框架有助于区分文献中哪些部分相对成熟，哪些仍处于探索阶段。成功的植入和早期妊娠维持需要协调的免疫耐受、血管重塑、纤溶平衡和子宫内膜容受性。在这一框架中，IL-2似乎通过其在T细胞激活和Treg细胞扩增中的作用来促进母胎免疫调节。IL-2调节区域的变异，特别是-330 T/G单核苷酸多态性，可能改变细胞因子表达，从而影响植入窗口期效应免疫反应和耐受性免疫反应之间的平衡。PAEP是另一个具有明确生物学相关性的基因。PAEP表达或糖基化的改变可能影响自然杀伤细胞活性和子宫内膜容受性，表明对植入失败有合理的影响。在所回顾的机制中，VEGF在生物学和流行病学上获得的支持最有力。启动子或非翻译区变异（如-1154 G/A、-2578 C/A和+936 C/T）可能降低基因表达并损害血管适应，这种失调可能导致缺氧的子宫内膜条件和植入失败。TAFI在机制上与纤溶和细胞外基质重塑有关，这些过程与滋养层侵袭和胎盘发育相关。Thr325Ile等变异可能延长抗纤溶活性，从而促进母胎界面过度的纤维蛋白持久存在。
临床转化的障碍
尽管IL-2、VEGF、TAFI和PAEP多态性与生殖失败之间存在生物学上的合理性，但目前一些重要的限制阻碍了它们在常规临床实践中的转化。现有文献受到小样本量、种族异质性、表型定义不一致以及在独立队列中复制受限的束缚，所有这些都降低了统计功效。此外，许多报告缺乏稳健的功能验证；如果没有显示特定变异如何影响蛋白质表达、信号通路或子宫内膜功能的机制证据，这些发现很大程度上仍然是推测性的。另一个挑战是，在遗传关联研究中，往往缺乏对UI和RPL之间明确的临床区分。现有的大部分证据来自RPL队列，随后被推断为植入失败或UI，尽管这些情况代表了具有不同时间和生物学特征的截然不同的生殖表型。未来研究应采用更严格的表型定义，并分别评估UI和RPL人群。
结论
虽然所调查的涉及IL-2、VEGF、TAFI和PAEP的机制是子宫内膜容受性和早期妊娠维持的生物学上合理的贡献者，但目前的证据主体仍然是异质且主要是相关联的。鉴于UI和RPL代表不同的临床实体，应分别解释结果，目前不支持基于这些多态性的常规临床检测或治疗干预。未来的研究必须从小规模的关联研究转向具有标准化表型的大型多种族队列，结合稳健的功能验证和多组学方法，以确立真正的临床效用。
