《Molecular Immunology》:The role of macrophages in the immune microenvironment of splenic ectopic pregnancy
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为解决脾脏异位妊娠免疫微环境不明、复发性流产(RM)免疫学病因机制不清等问题,研究人员通过组织病理学、转录组学及体外功能实验,揭示了脾脏异位妊娠中M2巨噬细胞的富集与RM患者子宫内膜中M1/M2失衡,证实M2巨噬细胞通过PDGFR-β/PI3K-AKT-mTOR通路促进滋养细胞迁移与侵袭,为妊娠免疫耐受机制及RM的免疫治疗提供了新见解。
想象一个罕见的生命奇迹:一个胚胎没有在子宫里安家,而是冒险“定居”在了人体的免疫核心——脾脏。这种极为罕见的“脾脏异位妊娠”不仅是危及生命的急症,其存在本身就是一个免疫学谜题。脾脏作为高度血管化和免疫活跃的器官,本应对外来物质(包括携带一半父源抗原的胚胎)发起猛烈攻击,然而胚胎却能在其中存活数周。这背后是怎样的免疫“谈判”与“妥协”?与此同时,另一种常见的妊娠难题——复发性流产(RM),其病因约半数与免疫因素相关,母胎界面的免疫失衡被认为是关键。那么,在脾脏这个极端免疫环境下成功“潜伏”的胚胎,与在子宫内“被拒绝”的胚胎,其背后的免疫逻辑是否有共通之处?这正是中山大学附属第三医院李玲、徐承放团队在《Molecular Immunology》杂志上发表的这项开创性研究试图解答的问题。他们首次系统解析了脾脏异位妊娠的免疫微环境,并将其与RM的免疫特征进行对比,揭示了M2型巨噬细胞在建立和维持妊娠免疫耐受中的核心作用,为理解妊娠成功与失败的免疫学基础打开了新视角。
为了深入探索上述问题,研究人员整合了多层面的研究方法。首先,他们收集了临床病例,包括一例脾脏异位妊娠患者的详细临床资料、影像学结果(超声、CT、MRI)及手术标本,并以脾功能亢进和创伤性脾破裂患者的脾组织作为对照。同时,研究纳入了正常妊娠(NP)和复发性流产(RM)患者的子宫内膜/蜕膜组织,构建了样本队列。在技术层面,核心方法包括:1. 组织病理学与免疫组化分析:对脾组织和子宫内膜组织进行H&E、免疫组织化学(IHC)和免疫荧光(IF)染色,定量分析CD20+B细胞、CD8+T细胞、CD86+M1巨噬细胞、CD206+M2巨噬细胞等多种免疫细胞的分布与数量。2. 转录组学分析:利用公开数据库的单细胞RNA测序(scRNA-seq)数据和批量RNA测序数据,分析RM患者与NP患者子宫内膜免疫细胞,特别是巨噬细胞的组成与基因表达差异。3. 体外功能实验:将人单核细胞THP-1诱导分化为M0、M1和M2巨噬细胞,收集其上清处理滋养细胞系(HTR-8/SVneo和JEG-3),通过CCK-8、划痕愈合、Transwell迁移与侵袭实验,评估巨噬细胞对滋养细胞生物学行为的影响。4. 机制探究:通过Western blot检测PI3K-AKT-mTOR通路关键蛋白的磷酸化水平,并使用PDGFR-β中和抗体进行阻断实验,验证M2巨噬细胞发挥作用的具体信号通路。
研究结果
3.1. 脾脏异位妊娠病例分析
研究首先详细报告了一例32岁女性脾脏异位妊娠的诊断与治疗经过。患者因疑似输卵管妊娠行腹腔镜手术后,血清β-hCG持续上升,最终经腹部超声、CT和MRI在脾脏上极发现病灶得以确诊,并通过腹腔镜部分脾切除术成功治疗。术后病理确认脾组织内存在绒毛膜绒毛和滋养细胞(CK7+)浸润,明确了诊断。
3.2. 脾脏异位妊娠胚胎界面免疫细胞群的变化
通过免疫组化对比脾脏异位妊娠、脾功能亢进和脾破裂组织的免疫微环境,发现脾脏异位妊娠的胚胎-脾脏界面(脾区)出现显著变化:CD20+B细胞和CD8+T细胞数量显著减少;NCR1+NK细胞减少,CD66b+中性粒细胞有局部浸润但稀疏。最关键的是巨噬细胞的变化:与对照组相比,脾区内总的CD86+M1和CD206+M2巨噬细胞均减少,但CD206+M2巨噬细胞在滋养细胞浸润区域显著富集。这表明在脾脏这个免疫监视严密的器官中,出现了以M2巨噬细胞在胚胎局部聚集为特征的极端免疫适应。
3.3. 单细胞测序揭示RM患者子宫内膜组织中巨噬细胞的改变
为了探究脾脏异位妊娠中观察到的巨噬细胞失衡是否也存在于RM中,研究人员分析了RM患者和NP患者子宫内膜的单细胞测序数据。结果显示,RM组子宫内膜中巨噬细胞总数显著减少。进一步的批量RNA测序和免疫相关基因(IRG)分析发现,RM组与NP组之间的差异表达基因(DEGs)与巨噬细胞、T细胞和树突状细胞功能相关,进一步证实了巨噬细胞失调与RM的关联。
3.4. RM患者蜕膜组织中CD86+M1和CD206+M2巨噬细胞失衡
通过免疫组化对RM和NP患者的蜕膜组织进行验证,发现RM组中促炎型的CD86+M1巨噬细胞显著增加,而抑炎/修复型的CD206+M2巨噬细胞显著减少,导致M1/M2比值显著升高。同时,RM组中CD66b+中性粒细胞浸润也增加。这明确表明RM患者的母胎界面处于一种促炎状态,M1/M2巨噬细胞平衡被打破。
3.5. CD206+M2巨噬细胞促进滋养细胞迁移和侵袭
体外实验证实了巨噬细胞表型对滋养细胞功能的直接影响。将THP-1细胞诱导分化为M1和M2巨噬细胞后,用其上清处理滋养细胞。结果发现,M2巨噬细胞上清能显著促进HTR-8/SVneo和JEG-3细胞的迁移和侵袭能力,而M1巨噬细胞上清则抑制这些过程。CCK-8实验显示,巨噬细胞上清对滋养细胞增殖影响不大,说明其作用主要在于调节细胞的运动和浸润能力,这对于胚胎着床和胎盘形成至关重要。
3.6. M2巨噬细胞通过PDGFR-β和PI3K-AKT-mTOR通路促进滋养细胞迁移和侵袭
机制研究表明,M2巨噬细胞发挥促迁移和侵袭作用依赖于其分泌的PDGF(血小板衍生生长因子)与滋养细胞表面的PDGFR-β结合。当使用PDGFR-β中和抗体阻断该相互作用时,M2巨噬细胞的促进作用被显著逆转。进一步的Western blot分析显示,M2巨噬细胞能激活滋养细胞内的PI3K-AKT-mTOR信号通路,表现为p-PI3K、p-AKT和p-mTOR蛋白水平升高,而这一激活同样可被PDGFR-β阻断所抑制。这阐明了M2巨噬细胞调控滋养细胞行为的下游分子机制。

研究结论与意义
本研究首次系统描绘了脾脏异位妊娠这一罕见疾病的免疫微环境图谱,并建立其与常见妊娠疾病——复发性流产(RM)之间的免疫学联系。核心结论是:M2巨噬细胞在建立和维持妊娠免疫耐受中扮演着不可或缺的角色。
在脾脏这个极端免疫环境中,胚胎的存活伴随着局部免疫抑制状态的形成:细胞毒性免疫细胞(CD8+T细胞、B细胞)减少,而具有抑炎和修复功能的M2巨噬细胞特异性地聚集在滋养细胞周围,形成一种“保护罩”。这种M2巨噬细胞的局部富集,可能是胚胎在敌对免疫环境中实现“免疫赦免”的关键策略。
相反,在RM患者的母胎界面,观察到了相反的免疫失衡:促炎的M1巨噬细胞增多,而保护性的M2巨噬细胞减少,同时伴有中性粒细胞浸润,整体微环境偏向促炎状态。这种M1/M2巨噬细胞平衡的破坏,直接损害了滋养细胞的迁移和侵袭能力,而这正是成功着床和胎盘发育所必需的。
机制上,研究揭示了M2巨噬细胞通过分泌PDGF,与滋养细胞上的PDGFR-β受体结合,进而激活经典的PI3K-AKT-mTOR信号通路,从而正向调控滋养细胞的运动能力。这为M2巨噬细胞的功能提供了具体的分子解释。
这项研究的重要意义在于:首先,它突破了仅在于宫内膜研究妊娠免疫的局限,通过脾脏异位妊娠这个独特的“天然实验模型”,极端化地揭示了M2巨噬细胞在克服强烈母体免疫排斥中的决定性作用。其次,它将这种极端情况下的发现与常见的临床问题RM相联系,为RM的免疫学病因(特别是巨噬细胞极化失衡)提供了强有力的直接证据和机制线索。最后,研究指出的PDGFR-β/PI3K-AKT-mTOR通路,为未来开发针对RM的免疫调节疗法(例如,促进巨噬细胞向M2表型极化或靶向该通路)提供了潜在的新靶点。尽管研究存在样本量有限等局限性,但它无疑为深入理解妊娠免疫耐受的普遍规律和RM的特异性病理机制开辟了新的道路。