生殖免疫的核心:子宫内膜异位症和腺肌症的免疫炎症、生殖破坏、妊娠失败等相关病理生理(一、7)

健康   2024-09-10 08:22   湖南  
本长文共分三个部分,此篇为(一、7)第一部分内容的第7篇。
一、低生育力(不孕,RIFRPL,妊娠失败与妊娠病理)的生殖免疫学相关评估

前6篇链接
生殖免疫的核心:子宫内膜异位症和腺肌症的免疫炎症、生殖破坏、妊娠失败等相关病理生理(一、1)
1、免疫学检测在低生育能力(不孕症)临床环境中的作用The role of immunologic tests for subfertility in the clinical environment

殖免疫的核心:子宫内膜异位症和腺肌症的免疫炎症、生殖破坏、妊娠失败等相关病理生理(一、2)

2、免疫对整倍体胚胎着床失败的影响Contribution of immunology to implantation failure of euploid embryos
生殖免疫的核心:子宫内膜异位症和腺肌症的免疫炎症、生殖破坏、妊娠失败等相关病理生理(一、3)
3、免疫调节治疗——证据在哪里?Immune modulation treatments—where is the evidence?
生殖免疫的核心:子宫内膜异位症和腺肌症的免疫炎症、生殖破坏、妊娠失败等相关病理生理(一、4)

4、Immunotherapy for recurrent pregnancy loss: a reappraisal

复发性流产的免疫治疗:再评估

生殖免疫的核心:子宫内膜异位症和腺肌症的免疫炎症、生殖破坏、妊娠失败等相关病理生理(一、5)

5、揭示妊娠的免疫遗传学:亲本HLA-C同种异型预测单整倍体胚胎移植后的妊娠丢失

UNRAVELLING THE IMMUNOGENETICS OF PREGNANCY: PARENTAL HLA-C ALLOTYPES ARE PREDICTIVE OF PREGNANCY LOSS AFTER SINGLE EUPLOID EMBRYO TRANSFERS.

殖免疫的核心:子宫内膜异位症和腺肌症的免疫炎症、生殖破坏、妊娠失败等相关病理生理(一、6)

6、Uterine NK cells: active regulators at the maternal-fetal interface子宫NK细胞:母胎界面的活性调节者

本文为第7篇

活化的NK细胞导致胎儿同种免疫性血小板减少症的胎盘功能障碍和流产

Activated NK cells cause placental dysfunction and miscarriages in fetal alloimmune thrombocytopenia

Nat Commun . 2017 Aug 9;8(1):224.

此文通新生儿同种免疫性血小板减少症(FNAIT)孕鼠模型,研究证实β3整合素抗原导致母体免疫反应,引发母胎界面的dNK细胞过度激活,抑制滋养细胞增殖及胎盘化受阻(滋养层细胞凋亡及螺旋动脉改建不良),胎盘发育障碍,论证将母胎界面的dNK细胞过度激活作为FNAIT孕鼠胎盘发育障碍的诱因,进一步发展为胎儿宫内生长受限(IUGR)及流产等。
本研究的意义在于:证明了母胎界面NK细胞过度激活与不良妊娠的发生具有相关性。该文虽然是一篇严谨实验研究。因此该论文从发表至今一直受到广泛关注与重视。

胎儿/新生儿同种免疫性血小板减少症(FNAIT)是一种危及生命的妊娠疾病,其特征是母体对胎儿血小板抗原的免疫反应。FNAIT可导致胎儿/新生儿血小板破坏,从轻度皮肤点状到严重颅内出血(ICH)的出血性疾病,以及胎儿或新生儿死亡。母亲和胎儿之间的基因多态性不相容启动了免疫应答。据报道,共有36种同种异体抗原,其中大约一半位于整合素β3亚单位3,4的胞外结构域。在白种人中,70% ~ 90%的报告病例是由人类血小板抗原-1a引起,这是由于β3亚单位3,5的残基33 (L33P)的基因多态性。妊娠期间产生的母源性抗体穿过胎盘,靶向血小板和其他类型细胞上的父源性抗原,从而引起FNAIT。本文研究团队此前已经证明,母体抗β3整合素抗体的经胎盘传递会损害小鼠胎儿血管发育,并导致出血,尤其是胎儿和新生儿脑出血(Yougbare, I. et al. Maternal anti-platelet beta3 integrins impair angiogenesis and cause intracranial hemorrhage. J. Clin. Invest. 125, 1545–1556 (2015).

Yougbare, I., Zdravic, D. & Ni, H. Angiogenesis and bleeding disorders in FNAIT. Oncotarget 6, 15724–15725 (2015).)。据估计,FNAIT的患病率为0.5 - 1.5/ 1000活产新生儿,但这个数字是不准确的,因为它不包括没有充分记录的流产胎儿。一些报告估计,多达30%的受累胎儿流产。然而,在FNAIT中,子宫内胎儿死亡和已报道的宫内生长受限(IUGR)的机制在很大程度上是未知的。

FNAIT中最具针对性的抗原β3整合素不仅在血小板和内皮细胞上表达,也在胎源性滋养细胞(胎盘)上表达。滋养细胞α ib β3和αVβ3整合素是囊胚着床和随后的胎盘发育(包括螺旋动脉(SA)重塑)的早期贡献者。SA(spiral artery螺旋动脉)重塑缺陷[deficient spiral artery (SA) remodeling]与妊娠并发症相关,包括先兆子痫(妊娠中晚期的高血压综合征)、IUGR和流产。据报道,表达父源性同种异体抗原的β3整合素阳性侵袭性滋养层细胞通过与母体蜕膜免疫细胞的相互作用启动免疫应答。父本β3整合阳性滋养细胞是否被母体免疫系统识别,以及它们在FNAIT中迁移和SA重塑中的功能是否受损,目前还没有研究。

在人类和其他哺乳动物的早期植入部位,自然杀伤细胞(NK细胞)是高度富集的瞬时淋巴细胞,可促进脱髓细胞化,包括免疫耐受和血管发育。与人类外周NK细胞(CD56dim)不同,蜕膜NK细胞(dNK)细胞(CD56bright)是非细胞毒性细胞,具有血管生成潜能,似乎对正常的早期蜕膜血管生成至关重要。通过研究缺乏NK细胞的怀孕小鼠,以及通过证明正常小鼠子宫NK细胞(uNK)的血管分泌特性,确定了NK细胞在成功妊娠中的重要性。小鼠uNK细胞在怀孕第6-11天大量募集到蜕膜。到妊娠中期(第12天),大多数小鼠uNK细胞已经衰老,细胞数量下降。值得注意的是,在人和小鼠妊娠期间,d/uNK细胞的表型和功能发生了变化[Bulmer, J. N. & Lash, G. E. The role of uterine NK cells in normal reproduction and reproductive disorders. Adv. Exp. Med. Biol. 868, 95–126 (2015).

Nakashima, A. et al. Granulysin produced by uterine natural killer cells induces apoptosis of extravillous trophoblasts in spontaneous abortion. Am. J. Pathol.173, 653–664 (2008).

de Fougerolles, A. R. & Baines, M. G. Modulation of the natural killer cell activity in pregnant mice alters the spontaneous abortion rate. J. Reprod. Immunol. 11, 147–153 (1987).]例如,在人类妊娠并发症中,不同的激活受体(NKp30、NKp46和Fc γ受体Fc α RIIIa)和颗粒含量(穿孔素和颗粒酶)上调(Yamada, H. et al. Divergence of natural killer cell receptor and related molecule in the decidua from sporadic miscarriage with normal chromosome karyotype.Mol. Hum. Reprod. 11, 451–457 (2005).

Giuliani, E., Parkin, K. L., Lessey, B. A., Young, S. L. & Fazleabas, A. T.Characterization of uterine NK cells in women with infertility or recurrent pregnancy loss and associated endometriosis. Am. J. Reprod. Immunol. 72,262–269 (2014).)。

人和小鼠d/uNK细胞严格控制上皮外滋养细胞(EVT/侵袭性)迁移,使d/uNK细胞和滋养细胞在妊娠期间成为伴侣。人类滋养细胞不表达人类白细胞抗原(HLA)-A或HLA- b,但内皮细胞表达HLA- c、E和G,这些是NK细胞同种异体识别受体的分子配体。dNK激活后释放的穿孔素是细胞毒性的主要介质。在怀孕期间,炎症(如由产生IL17的辅助性T细胞(T h17)、1型辅助性T细胞(Th1)或脂多糖诱导)可能改变NK细胞的静止状态并导致异常激活。越来越多的证据表明NK细胞与人类和小鼠的生殖失败有关,特别是当NK细胞被不良激活并通过释放穿孔素介导胎儿死亡。

虽然一项临床研究报告IUGR和胎儿死亡与ICH(颅内出血)一样频繁发生,但在FNAIT中胎盘病理并没有得到很好的解决。ICH前的胎盘病理可导致胎儿丢失。考虑到β3整合素在滋养细胞中表达,我们假设在FNAIT中,母体对胎儿抗原的免疫反应可能引发IUGR和妊娠丢失,母体抗β3整合素IgG可能在滋养细胞上形成免疫复合物,为NK细胞Fcγ受体创造靶向结合位点。这些免疫复合物随后会触发NK细胞介导的抗体依赖细胞介导的细胞毒性(ADCC)、滋养细胞死亡和随后的妊娠失败。据我们所知,这种可能性以前从未被探索过。

在这里,课题组使用他们已经建立的小鼠FNAIT模型(Yougbare, I. et al. Maternal anti-platelet beta3 integrins impair angiogenesis and cause intracranial hemorrhage. J. Clin. Invest. 125, 1545–1556 (2015).

Ni, H. et al. A novel murine model of fetal and neonatal alloimmune thrombocytopenia: response to intravenous IgG therapy. Blood 107, 2976–2983(2006).)和人类滋养细胞系,我们证明胎盘异常导致IUGR和流产。这可能是由于uNK细胞通过NKp46激活,穿孔素释放导致滋养细胞凋亡。这些uNK介导的胎盘病理可以通过抗nk抗体治疗来预防。此外,这些治疗可降低胎儿和新生儿出血的严重程度,显示出其治疗应用的潜力。

Fig. 1 Maternal immune responses to fetal platelet β3 integrin cause IUGR and fetal death in FNAIT at E14.5.

a Fetuses from immune mice had significantly impaired growth as revealed in the top panel by body weight and gross examination (liver=blue arrow, eye=yellow arrow, ICH=yellow star). b Immune mice developed a Th17 pro-inflammatory response (top panels) and splenomegaly (bottom panels) during pregnancy compared to non-immune pregnant mice. c Circulating Th17-polarized cytokines were also elevated in immune pregnant mice. Both plasma (c) and placental (d) angiogenic cytokines were significantly decreased in immune mice compared to non-immune pregnant mice. Data were collected from more than 30 pregnancies per group. End-1 endothelin-1, Eng endoglin, FGFa fibroblast growth factor acidic, MCP-1 monocyte chemoattractant protein-1, MMP-3 matrix metalloproteinase, TSP-2 thrombospondin-2, VEFG vascular endothelial growth factor, Unpaired Student’s t-test. Mean±SEM. *p<0.05, **p<0.01 and ***p<0.001

图1 在(小鼠孕14.5天)E14.5的FNAIT中,母体对胎儿血小板β3整合素的免疫反应导致宫内生长迟缓和胎儿死亡。

a免疫小鼠的胎儿生长明显受损,如上图中体重和大体检查所示(肝脏=蓝色箭头,眼睛=黄色箭头,ICH=黄色星形)。b与非免疫妊娠小鼠相比,免疫小鼠在妊娠期间出现Th17促炎反应(上图)和脾肿大(下图)。c免疫妊娠小鼠的循环Th17极化细胞因子也升高。与非免疫妊娠小鼠相比,免疫小鼠的血浆(c)和胎盘(d)血管生成细胞因子均显著降低。每组收集了30多个孕鼠的数据。

End-1内皮素-1、Eng内皮糖蛋白、FGFa酸性成纤维细胞生长因子、MCP-1单核细胞趋化蛋白-1、MMP-3基质金属蛋白酶3、TSP-2血小板反应蛋白-2、VEFG血管内皮生长因子。未配对Student's 检验,均数±标准差,*p<0.05,**p<0.01和***p<0.001。

Fig. 2 Abnormal placental vascularization and poor placental perfusion.

a Bradycardia, impaired intraplacental blood flow (white arrow for Doppler waveforms) and poor placental blood perfusion (gross pictures) were found in FNAIT fetuses compared to fetuses of non-immune mice at E14.5. b Placental casts of the umbilical arterial circulation showed poor development of fetal capillaries in the labyrinth of placentas of immune mice as revealed by microtomography scan, stereomicroscopy micrograph, and IB4 immunostaining. c Fifteen minutes after maternal intravenous biotin injection, biotin transportation across the placenta into the fetal tissues (indicated by yellow arrows) was much more limited in fetuses from immune than control mice. Data were collected from more than eight pregnancies per group. Unpaired Student’s t-test. Mean±SEM. ***p<0.001 and ns not significant. Scale bars: 200μm (bc)

图2  胎盘血管异常和胎盘灌注不良。

a与E14.5的非免疫小鼠胎儿相比,FNAIT胎儿出现心动过缓、胎盘内血流受损(多普勒波形的白色箭头)和胎盘血流灌注不良(大体图片)。b显微断层扫描、立体显微镜显微照片和IB4免疫染色显示,脐动脉循环的胎盘铸型显示免疫小鼠胎盘迷宫中胎儿毛细血管发育不良。c在母体静脉注射生物素15分钟后,免疫小鼠胎儿的生物素通过胎盘进入胎儿组织(由黄色箭头表示)的运输比对照组小鼠受到更大的限制。每组收集了8例以上的妊娠数据。未配对Student's t检验。均数±标准差,***p<0.001,ns不显著。比例尺200μm(b,c)。

Fig. 3 Placental pathology and NK cell accumulation in the decidua.

a At E14.5, implementation sites from immune mice exhibited significantly enlarged decidua compared to non-immune mice placentas (top panel). The decidua/labyrinth ratio was significantly higher in placentas of immune mice. b DBA+ NK cell number remained significantly elevated at E14.5 (right topimmunofluorescence panel) and their perforin granules were released (right bottomhistology panel, degranulated NK cells, yellow arrow). c NKp46 expression was significantly upregulated in placentas from immune mice (top panel). Percentage of activated uNK cells expressing markers of degranulation such as CD107 (DBA+NKp46+CD107+ cells) are significantly increased in immune mice (bottom panel). Data were collected from more than eight pregnancies per group. D decidua, JZ junctional zone, L labyrinth. Unpaired Student’s t-test. Mean±SEM. *p<0.05, **p<0.01 and ***p<0.001. Scale bars: (b) 500μm white color and 20μm red color

图3 胎盘病理和蜕膜中NK细胞积聚。

a在E14.5,与非免疫小鼠胎盘相比,免疫小鼠的实施位点表现出明显增大的蜕膜(上图)。免疫小鼠胎盘中的蜕膜/迷宫比明显更高。b DBA+NK细胞数量在E14.5时仍显著升高(右上,免疫荧光图),其穿孔素颗粒被释放(右下,组织学图,脱颗粒NK细胞,黄色箭头)。c免疫小鼠胎盘中NKp46表达显著上调(上图)。在免疫小鼠中,表达脱颗粒标志物如CD107(DBA+NKp46+CD107+细胞)的活化uNK细胞的百分比显著增加(下图)。每组收集了8例以上的妊娠数据。D分带,JZ交界带,L迷宫。未配对Student's t检验。均数±标准差,*p<0.05,**p<0.01和***p<0.001。比例尺:(b)500μm白色和20μm红色

Fig. 4 β3 integrin expression in early human placenta.

a β3 integrin was detected on multinucleated syncytiotrophoblast cells (STB, cytokeratin-7+) and on extravillous trophoblast cells (EVT, HLA-G+) were found in normal human placental villi from the first trimester of pregnancy (4.5–9 weeks). b Western blotting showing expression of β3 integrin by trophoblast cell line (right panel; HTR-8/SVneo and Swan 71) as well as mouse placenta (left panel). c At the maternal–fetal interface, fetal allogeneic trophoblast cells interact with maternal killer cells in the decidua. Trophoblasts (glycogen cells) in the junctional zone also showed more interactions with NK cells (yellow arrows) in immune mice placenta (left panel). These interactions were rare in the decidua of non-immune mice where the NK cells near junctional zone appeared senescent (right panel). d uNK cells from both non-immune and immune mice were not proliferating cells (top panel). The proliferating cells (Ki67-positive cells) were localized in the labyrinth and their numbers were significantly reduced in placentas of immune compared to non-immune mice (bottom panel). e Non-immune mice had lower levels of α1 integrin expression (top panelleft). Placentas from immune mice showed significantly upregulated α1 integrin expression, suggesting stronger tethering of uNK cells to extracellular matrix (top panelcenter). Anti-asialo-GM-1 treatment reduced uNK cell accumulation (top panelright). Data were collected from eight pregnancies per group. HLA-G marks only extravillous trophoblast, whereas cytokeratin-7, an epithelial cell marker, reacts with both STB and EVT. CTB cytotrophoblast, VS villous stroma. Unpaired Student’s t-test. (ad); two-way ANOVA followed by Bonferroni post hoc test (e). Mean±SEM. **p<0.01, ***p<0.001, ns not significant. Scale bars: 100μm (ae) and 50μm (cd)

图4 早期人胎盘β3整合素表达。

a在妊娠前三个月(4.5-9周)的正常人胎盘绒毛中,在多核合体滋养层细胞(STB,细胞角蛋白-7+)和绒毛外滋养层细胞(EVT,HLA-G+)上检测到β3整合素。b蛋白质印迹显示滋养层细胞系(右图;HTR-8/SVneo和Swan 71)以及小鼠胎盘(左图)表达β3整合素。c在母胎界面,胎儿同种异体滋养层细胞与蜕膜中的母体杀伤细胞相互作用。连接区的滋养层细胞(糖原细胞)也与免疫小鼠胎盘中的NK细胞(黄色箭头)显示出更多的相互作用(左图)。这些相互作用在非免疫小鼠的蜕膜中很少见,在这些蜕膜中,连接区附近的NK细胞出现衰老(右图)。来自非免疫和免疫小鼠的duNK细胞都不是增殖细胞(上图)。增殖细胞(Ki67阳性细胞)位于迷宫中,与非免疫小鼠相比,免疫小鼠胎盘中的增殖细胞数量显著减少(下图)。e非免疫小鼠的α1整合素表达水平较低(上图,左)。免疫小鼠的胎盘显示α1整合素表达显著上调,表明uNK细胞与细胞外基质的结合更强(上图,中心)。抗asialo-GM-1治疗减少了uNK细胞的积聚(上图,右)。每组收集8例妊娠的数据。HLA-G仅标记绒毛外滋养层,而细胞角蛋白-7是一种上皮细胞标记,与STB和EVT都有反应。CTB细胞滋养层,VS绒毛基质。未配对Student's t 检验,(a至d);双因素方差分析,然后进行Bonferroni事后检验(e)。均数±标准差,**p<0.01,***p<0.001,ns不显著。比例尺:100μm(a,e)和50μm(c,d)。


Fig. 5 Mechanisms of NK cell-mediated trophoblast apoptosis.

a SA diameters were significantly larger in both non-immune and anti-asialo-GM-1-treated immune mouse placentas, whereas SA diameter was significantly reduced in placentas of non-treated immune mice, which showed higher expression of smooth muscle actin (black arrowtop histology panel). Spiral artery (SA) remodeling in placentas from non-immune mice showed presence of infiltrated endovascular trophoblasts. uNK cells surrounding maternal vessels impaired trophoblast migration into SA of immune mice. This was significantly ameliorated by anti-asialo-GM-1 treatment, which reduced NK cells’ accumulation in the placenta (middle immunofluorescence panel). TUNEL staining of placentas from immune mice further confirmed apoptosis of trophoblasts surrounding SA. These abnormalities were significantly ameliorated by anti-asialo-GM-1 treatment (bottom immunofluorescence panel). b NKp46 signaling was significantly upregulated in uNK cell lysates from immune mice compared to non-immune. Anti-asialo-GM-1 treatment also reduced NKp46 expression (top panel). Purified uNK cells from immune pregnant mice induced antibody-mediated cell cytotoxicity on a cultured HTR-8-SV/neo trophoblast cell line, which was reduced by treatment with anti-FcɣRIIIa antibody (2.4G2; bottom panel). In vivo data are representative results of five pregnancies per group at E14.5 (ab), whereas in vitro data are four sets of experiments (b). Unpaired Student’s t-test. (a); two-way ANOVA followed by Bonferroni post hoc test (b). Mean±SEM. *p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001, ns not significant. Scale bars: 50μm (a) and 200μm (b)

图5 NK细胞介导的滋养层细胞凋亡机制。

a在非免疫和抗asialo-GM-1处理的免疫小鼠胎盘中,SA直径明显较大,而在未处理免疫小鼠的胎盘中,SA直径明显减小,这表明平滑肌肌动蛋白的表达较高(黑色箭头,顶部组织学面板)。非免疫小鼠胎盘中的螺旋动脉(SA)重塑显示存在浸润的血管内滋养层细胞。母体血管周围的uNK细胞损害了滋养层细胞向免疫小鼠SA的迁移。抗asialo-GM-1治疗显著改善了这种情况,减少了NK细胞在胎盘中的积聚(中间的免疫荧光图)。免疫小鼠胎盘的TUNEL染色进一步证实了SA周围滋养层细胞的凋亡。抗asialo-GM-1治疗显著改善了这些异常(底部免疫荧光图)。b与非免疫小鼠相比,免疫小鼠的uNK细胞裂解物中NKp46信号传导显著上调。抗asialo-GM-1治疗也降低了NKp46的表达(上图)。来自免疫妊娠小鼠的纯化uNK细胞对培养的HTR-8-SV/neo滋养层细胞系诱导了抗体介导的细胞毒性,经抗FcɣRIIIa抗体处理后,细胞毒性降低(2.4G2;下图)。体内数据是E14.5(a,b)时每组五次妊娠的代表性结果,而体外数据是四组实验(b)。未配对Student's t检验,双因素方差分析,然后进行Bonferroni事后检验(b)。均数±标准差,*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001,ns不显著。比例尺:50μm(a)和200μm(b)。

Fig. 6 Inhibition of activating receptors and NK cell depletion prevent IUGR/fetal death.

a Non-immune mice had normal pregnancies and delivered healthy pups. Litter sizes were not affected in immune females mated by β3/ males. In immune mice, miscarriages (red arrows, resorbed fetuses) were frequent as well as severe bleeding in neonates (blue arrows for ICH) and low neonatal platelet counts. NK cell depletion induced by anti-asialo-GM-1 serum prevented miscarriages and bleeding in neonates. Inhibition of NK cell activation through NKp46 or FcγRIIIa blockade or IVIG ameliorated pregnancy outcomes (litter size). b Anti-NKp46 treatment in moderate FNAIT (induced by lower dose of 107 platelet transfused/immunization) also prevented miscarriages. Injections of high titer anti-β3 integrin IgG sera into non-immune mice did not cause miscarriage, albeit some neonates developed bleeding and ICH. Data were collected in four to eight pregnancies per group. Unpaired Student’s t-test (b); two-way ANOVA followed by Bonferroni post hoc test (a). Mean±SEM. **p<0.01, ***p<0.001, ns not significant

图6 抑制激活受体和NK细胞耗竭可防止IUGR/胎儿死亡。

a非免疫小鼠怀孕正常,产下健康的幼崽。与β3-/-雄性交配的免疫雌性的产仔数不受影响。在免疫小鼠中,流产(红色箭头,吸收的胎儿)频繁发生,新生儿严重出血(ICH的蓝色箭头)和新生儿血小板计数低。抗asialo-GM-1血清诱导的NK细胞耗竭可防止新生儿流产和出血。通过NKp46或FcγRIIIa阻断或IVIG抑制NK细胞活化可改善妊娠结局(产仔数)。b中度FNAIT中的抗NKp46治疗(由低剂量107血小板输注/免疫诱导)也可以预防流产。将高滴度的抗β3整合素IgG血清注射到非免疫小鼠体内不会导致流产,尽管一些新生儿出现了出血和脑出血。每组收集4至8名孕妇的数据。未配对Student'st检验,双因素方差分析,然后进行Bonferroni事后检验(a)。均数±标准差,**p<0.01,***p<0.001,ns不显著。

讨论

胎儿和新生儿的出血性疾病,特别是ICH(颅内出血),已经引起了FNAIT的所有临床管理关注。关于胎盘病理学以及它是否提供IUGR和胎儿死亡的病因缺乏相关知识。在这里,我们确立了IUGR/流产在FNAIT中的重要性。强有力的证据表明,母体与同种抗体相关的胎盘病理不仅决定新生儿出血的严重程度,而且重要的是决定IUGR/胎儿死亡的严重程度。发病机制是基于uNK细胞的Fc - RIIIa与侵袭性滋养细胞上的抗β3整合素免疫复合物之间的相互作用,从而引发ADCC(细胞毒性)。在我们的严重FNAIT小鼠模型中,IUGR和流产都可以通过抗asialo- gm -1介导的NK细胞耗竭或NK细胞受体Fc α RIIIa或NKp46的功能抑制来预防。

虽然IUGR和胎儿死亡在人类FNAIT中发生的频率与ICH一样高,但只有慢性绒毛炎被报道为与FNAIT相关的胎盘异常慢性蜕膜炎是妊娠期间的一种严重炎症性疾病,常与早产相关。在我们的小鼠FNAIT模型中,我们通过超声检查观察到胎儿死亡前的窘迫,包括胎盘(多普勒血流)和胎儿(心率)室。我们也记录了胎盘炎症(蜕膜增大,细胞因子谱,NK细胞高细胞性异常激活和基底蜕膜延长存活)。慢性蜕膜炎常由胎儿抗原刺激引起的胎盘炎症引起。这与我们的发现一致,即在我们的小鼠模型中,父系来源的β3整合素抗原是诱导胎盘炎症和FNAIT所必需的。Th17细胞因子和母体抗β3抗体沉积到蜕膜中可能在有丝分裂后NK细胞从外周循环募集到蜕膜中发挥作用。除了胎盘母体部分的炎症外,我们还发现,在免疫小鼠中,胎盘迷路中的内皮细胞减少,表现为血管稀疏和毛细血管缺乏,滋养细胞增殖显著减少。总之,这些特征限制了从母体到胎儿腔室的分子运输。这就足以解释先前报道的胎儿应激(心动过缓)和IUGR。然而,这些特征并不是单独发生的,而是伴随着侵袭性滋养细胞的凋亡、血管生成分子的丢失、抗血管生成信号的获得和妊娠晚期SA(spiral artery螺旋动脉),重塑缺陷[deficient spiral artery (SA) remodeling]转化的失败。这些特征中的每一个都将进一步减少母亲对胎盘功能的支持,并逐渐降低胎儿-胎盘的营养可用性。胎儿迷路血管系统的发育不足是否由营养不足引起尚需进一步研究。

uNK细胞在植入部位成为当地的“教育和许可”,通常致力于防止胎盘感染,同时防止胎儿丢失。是什么促使静止的NK细胞变成具有攻击性的细胞毒性杀伤细胞仍是一个问题。异基因交配产生的胎儿表达多种抗原,这些抗原可能是母体免疫系统排斥反应的靶点,而激素、基质和滋养层细胞对杀伤细胞的抑制通常可阻止排斥反应的发生。胎盘炎症和免疫复合物可显著改变这一过程。uNK细胞与母体抗β3抗体的结合对侵袭性滋养细胞的存活和胎盘发育有深远的影响。uNK细胞启动和维持胎盘炎症和ADCC(细胞毒性)对抗滋养细胞的能力是我们对妊娠失败理解的一个戏剧性的范式转变。长期以来,NK细胞被认为是胎盘血管形成的关键因素,包括SA重构的启动。NK细胞和滋养层细胞之间受严格调控的相互作用决定了正常的SA重塑,因为dNK细胞阻止了滋养层细胞的过度入侵,滋养层细胞抑制了母体免疫反应和胎儿排斥。据报道,在小鼠妊娠中期的uNK激活过程中,Fc α R是必不可少的。考虑到母体抗β3抗体能够与滋养细胞结合,由此产生的免疫复合物可以被uNK细胞上的Fc α RIIIa识别。这启动了一种免疫复合物外向内信号和uNK细胞活化的级联,以及最终的NKp46和CD107上调和穿孔素释放。随后,活化的uNKs包围螺旋动脉,诱导侵袭性滋养细胞凋亡,阻碍SA扩大。

在免疫蜕膜中积累的NK细胞不为增殖细胞,因为它们不染色Ki67。鉴于uNK细胞数量在妊娠中期(E11.5)后通常会下降,我们推测新招募的杀伤细胞来自外周血。我们观察到,在免疫小鼠的胎盘中,α1整合素的表达增加了三倍,α1整合素允许uNK细胞附着在细胞外基质上。抗asialo- gm -1介导的NK细胞耗竭可显著降低免疫小鼠蜕膜中uNK细胞数量。抗asialo- gm -1处理的胎盘中剩余的uNK细胞则没有未引起胎盘病理或胎儿死亡,SA重塑和滋养细胞存活恢复正常。更详细地说,未来对E14.5所见的非典型、大的、活化的uNK细胞进行表型分析,应该能确定这种致病性先天淋巴细胞群的起源和潜在的混合组成。

本报告确定uNKs是细胞靶点,其激活受体Fc α RIIIa和Nkp46是临床FNAIT潜在治疗干预的分子靶点,以及抗体相关妊娠丢失的潜在其他原因。抗asialo- gm -1介导的NK细胞耗竭证明了母体蜕膜异常免疫反应可导致胎盘功能障碍的概念。巨噬细胞可能与uNKs协同诱导滋养细胞ADCC。在这方面,抗Fc - RIII IgG和IVIG在预防流产方面的有益作用可以通过阻断uNK细胞、蜕膜巨噬细胞和树突状细胞上的不同Fc -受体来实现,从而预防胎盘炎症和ADCC,如先前报道的。由于IVIG是一种昂贵且作用机制不明确的药物,因此用其他成本更低、特异性更高的药物替代是合适的。在我们的小鼠模型中,抗fcɣRIIIa和抗nkp46单克隆抗体在挽救流产方面有很好的疗效。这些治疗方法是否对人类有用值得进一步研究。综上所述,母体对胎儿血小板抗原的免疫反应导致与胎盘血管和免疫病变相关的IUGR和流产。在FNAIT中靶向NK细胞挽救流产和降低胎儿/新生儿出血的严重程度应该具有重要的翻译意义。
未完待续。

下篇:生殖免疫的核心:子宫内膜异位症和腺肌症的免疫炎症、生殖破坏、妊娠失败等相关病理生理(一、8):uNKs(子宫自然杀伤)细胞在子宫内膜中动态清除衰老的蜕膜细胞

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若光医学
医学博士,生物学博士后,教授,博士生导师。 主要从事:中西医结合妇科与生殖内分泌,不孕不育诊疗,出生缺陷产前诊断,中药药理学及新药研发。熟悉:药理学,病理生理学,分子生物学,生理学,妇产病理,超声诊断,中药药理与毒理学,药用植物与中药化学。
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