Иммунологические аспекты бесплодия при хроническом эндометрите | Колесникова Н.В., Филиппов Е.Ф.

Введение

Эндометрий представляет собой специализированную совокупность клеток, подвергающихся циклической трансформации в течение овариально-менструального цикла (ОМЦ) под воздействием половых стероидных гормонов — эстрадиола и прогестерона [1]. Хронический эндометрит (ХЭ) характеризуется поверхностными отечными изменениями эндометрия с нарушением созревания эпителиальных и стромальных клеток и повышенной инфильтрацией эндометрия плазматическими клетками (ПК) [2]. О связи ХЭ с репродуктивными проблемами свидетельствует его наличие у 15% бесплодных женщин, прошедших циклы экстракорпорального оплодотворения (ЭКО), у 42% пациенток с неудачами имплантации [3], а также у 57,8% женщин с тремя или более привычными невынашиваниями беременности в прошлом [4]. Систематизация и анализ данных современной научной литературы о связи ХЭ с инфертильностью демонстрируют необходимость оптимизации методов скрининга ХЭ перед проведением ЭКО с целью улучшения репродуктивных исходов [5].

Благодаря появлению методов секвенирования в настоящее время опровергнута ранее сформулированная гипотеза о «стерильной матке» и в патогенезе ХЭ доказана роль аномальной пролиферации условно-патогенных бактерий микробиоты эндометрия (Enterococcus faecalis, Mycoplasma spp., Ureaplasma spp., Chlamydia spp., Escherichia coli, Streptococcus spp.) [6], а также восходящих по цервикальному каналу инфекционных патогенов [7]. Об активном взаимодействии микробиоты эндометрия и факторов локального иммунитета свидетельствует то, что микробы-комменсалы не только защищают эндометрий от инфекции, конкурируя с патогенными бактериями, но и взаимодействуют с иммунокомпетентными клетками эндометрия, способствуя их развитию, созреванию и функционированию; а иммунокомпетентные клетки не только обеспечивают иммунную защиту от генетически чужеродных клеток, но и усиливают барьерную функцию эндометрия, способствуя его ангиогенезу и репарации [8]. Между тем сегодня появляется все больше сведений о том, что дисбиоз эндометрия и инфекционные патогены являются лишь триггерами патогенеза ХЭ, тогда как первостепенная патогенетическая роль принадлежит нарушениям локального иммунитета эндометрия [9], что подтверждается наличием иммунного дисбаланса эндометрия в отсутствие инфекционных патогенов и признаков дисбиоза эндометрия у некоторых бесплодных пациенток с ХЭ [10]. Кроме того, о роли иммунопатогенеза в развитии хронического воспаления эндометрия свидетельствуют гистологически обнаруживаемые в биоптатах эндометрия ПК, признанные сегодня «золотым стандартом» диагностики ХЭ, а также выраженная инфильтрация эндометрия воспалительными клетками врожденного иммунитета, что зачастую снижает точность данного эталонного метода [11].

Вышеизложенное явилось основанием к поиску и систематизации результатов клинико-экспериментальных исследований особенностей локального иммунитета эндометрия в физиологических условиях (фазы ОМЦ, физио-логическая беременность), а также его взаимосвязи с ХЭ и развитием инфертильности.

Локальный иммунитет эндометрия в норме

Строго контролируемое воспаление эндометрия является ключевым механизмом физиологических процессов, связанных с репродукцией (менструация, овуляция, имплантация и беременность), что подтверждается физиологической инфильтрацией эндометрия нейтрофильными гранулоцитами (НГ) [12, 13]. Присутствие иммунокомпетентных клеток и гуморальных иммунных факторов в эндометрии необходимо для защиты от инфекционных патогенов при их проникновении в полость матки восходящим путем через цервикальный канал, а также для полноценной реализации процесса имплантации и развития эмбриона при физиологической беременности [14]. Кроме НГ в нормальном эндометрии присутствуют и другие виды клеток врожденного иммунитета — макрофаги (МФ), дендритные клетки (ДК), тучные клетки, естественные лимфоциты-киллеры эндометрия матки (мNK), а также некоторое количество Т- и В-лимфоцитов адаптивного иммунитета (см. рисунок).

Количество, тип и активация клеток локального иммунитета эндометрия во многом зависят от гормонального фона [16], а также от нормальной микрофлоры матки [17], взаимодействующей с клетками врожденного иммунитета через их Toll-подобные рецепторы (TLR) [18]. Так, превалирующие лактобактерии микробиоты эндометрия способны усиливать фагоцитарную функцию лейкоцитов и регулировать продукцию провоспалительных цитокинов иммунными клетками и их цитотоксичность [18, 19]. При этом нормальная микробиота обеспечивает прочность эпителиального барьера эндометрия, включающего внутриэпителиальные лимфоциты, а также антимикробные пептиды (АМП) и секреторный IgA в поверхностном слое слизи, что предотвращает прямой контакт патогенов с эпителием и оказывает бактерицидное действие на резидентные бактерии [20].

Среди клеток врожденного иммунитета эндометрия наиболее многочисленны НГ, которые постепенно созревают в пролиферативной и секреторной фазах ОМЦ, обеспечивая иммунную защиту при распознавании патоген-ассоциированных молекулярных паттернов (PAMPs) патогенных бактерий и паттернов тканевого повреждения (DAMPs), а также участвуют в ремоделировании эндометрия, децидуализации и имплантации трофобласта при физиологической беременности [21]. Максимальное увеличение в эндометрии числа НГ в поздней секреторной фазе ОМЦ обусловлено прогрессирующим повышением концентрации их основного хемокина — IL-8, который достигает максимума в менструальной фазе цикла [22]. При этом на фоне выраженного снижения уровней прогестерона и эстрадиола вследствие регрессии желтого тела эластаза нейтрофилов способствует повреждению и десквамации функционального слоя эндометрия, а при проникновении инфекционных патогенов через поврежденный эпителиальный барьер НГ обеспечивают противоинфекционную защиту, вовлекая в этот процесс МФ и совместно осуществляя фагоцитоз патогенов и продуцируя провоспалительные цитокины (IFN-γ, IL-12 и TNF-α) [23, 24].

Активность мононуклеарных фагоцитов (МНФ) в слизистой оболочке матки, достигающих 10% от общего числа лейкоцитов, также подчинена гормональным влияниям эстрадиола и прогестерона: эстрогены активируют МНФ через специфические рецепторы, а при отсутствии таковых к прогестерону стимуляция МНФ осуществляется через рецепторы к глюкокортикоидам [16, 25]. Продуцируемый активированными МФ IL-1β усиливает продукцию АМП (β-дефензины-2) эпителием эндометрия [26], а IFN-γ и TGF-β участвуют в локальном иммунитете матки и в процессе ее децидуализации при физиологической беременности [27].

Известно, что физиологические циклические изменения ДК эндометрия важны для локальных регуляторных механизмов, связанных с менструальной фазой ОМЦ и имплантацией, а их нарушения могут способствовать развитию инфертильности [28]. Как наиболее эффективные антигенпрезентирующие клетки барьерных тканей, ДК в эндометрии также находятся под влиянием эстрогенов, которые увеличивают их содержание в пролиферативной фазе ОМЦ [29], а в процессе децидуализации способствуют формированию их толерогенного фенотипа, отличающегося сниженной экспрессией костимулирующих молекул (CD83 и CD86) и повышенной экспрессией TLR3- и TLR4-рецепторов врожденного иммунитета [30, 31].

Роль тучных клеток в локальном иммунитете эндометрия связана с их высвобождаемыми протеазами — трипсином и химотрипсином, участвующими в активации воспаления, в то время как секретируемые продукты метаболизма арахидоновой кислоты, гистамин, гепарин, а также различные провоспалительные цитокины и факторы роста могут участвовать в патогенезе отека эндометрия при ХЭ [32].

Одну из популяций лимфоцитов в эндометрии составляют NК-клетки с повышенной экспрессией CXCR3-рецепторов к хемокинам (CXCL10 и CXCL11), повышенный уровень которых в эндометрии является следствием стимулирующего влияния эстрадиола и прогестерона [33]. По современным представлениям NК-клетки являются разновидностью трех классов лимфоцитов врожденного иммунитета (innate lymphocyte cells, ILC): к первому классу относят ILC1 и NК-клетки, ко второму — ILC2, а к третьему — ILC3 и клетки-индукторы лимфоидной ткани (LTI) [34]. При этом в лютеиновой фазе ОМЦ популяция ILC1 в эндометрии отсутствует, содержание ILC2 незначительно снижено, тогда как ILC3 обнаруживаются в достаточно большом количестве [35]. Между тем повышенное содержание отдельных популяций ILC и изменения их секреторного профиля, зависимые от микроокружения, свидетельствуют об их значимой патогенетической роли в развитии осложнений беременности [36].

В пролиферативной фазе ОМЦ у здоровых женщин репродуктивного возраста CD56-позитивные мNK составляют лишь 2% от всех лейкоцитов эндометрия, во время поздней секреторной фазы ОМЦ их число возрастает до 17%, тогда как в конце I триместра физиологической беременности эта популяция доминирует среди лейкоцитов эндометрия, составляя более 70%. Однако особенностью мNK при физиологической беременности является снижение их цитотоксической активности до полного подавления начиная с ранней стадии физиологической беременности, что создает благоприятную среду для имплантации [37]. Кроме того, вырабатывая ряд цитокинов (IFN-γ, TNF-α, IL-8, IL-10, TGF-β1), мNK регулируют инвазию трофобластов и участвуют в ремоделировании сосудов матки при гестационном процессе [38].

Несмотря на относительную редуцированность лимфоцитов адаптивного иммунитета в эндометрии, они выполняют важные функции и имеют своеобразный субпопуляционный состав. Так, если среди Т-лимфоцитов периферической крови в норме превалирует популяция CD4+Т-клеток-хелперов, то среди CD3+Т-клеток эндометрия популяция Т-хелперов составляет лишь 33%, а преобладают цитотоксические CD8+Т-клетки (66%), которые у небеременных женщин репродуктивного возраста в норме поддерживают активность цитолиза на пролиферативной стадии ОМЦ, а на ранних сроках гестации цитотоксическая активность CD8+Т-киллеров снижается для поддержания иммунной толерантности к фетальным антигенам, но сохраняется их способность развивать иммунный ответ на инфекционные патогены [39].

Несмотря на низкое содержание Т-хелперов в эндометрии, их субпопуляционный состав весьма разнообразен: Th1 составляют 5–30%, Th2 — 5%, Treg — 5% и Th17 — 2% [40]. При этом Th2-цитокины участвуют в индукции иммунологической толерантности во время беременности, тогда как провоспалительный TNF-α, секретируемый наиболее многочисленными Th1, может усиливать воспаление с нарушением имплантации эмбриона, а патологическое увеличение соотношения Th1 и Th2 может привести к нарушению секреции эстрогенов и прогестерона с последующим функциональным нарушением рецептивности эндометрия [41].

Между тем регуляторные CD4+CD25+Т-хелперы с иммуносупрессивной активностью (Treg), эффективно подавляя синтез IFN-γ и TNF-α Th1-клетками, а также ограничивая цитотоксическую активность Т- и NK-клеток, поддерживают необходимую иммунную толерантность при физиологической беременности [42], чем объясняется их повышенное содержание в эндометрии при неосложненном гестационном процессе [43]. Представляют интерес данные и о том, что наиболее высокий уровень Treg в периферической крови наблюдается в поздней фолликулярной фазе ОМЦ, т. е. на пике продукции эстрогенов [44], тогда как в эндометрии их максимальное содержание имеет место в лютеиновую фазу, совпадая с пиком продукции прогестерона [45].

Т-хелперы 17-го типа (Th17) представляют собой субпопуляцию провоспалительных Т-хелперных клеток, участвующих в индукции иммунного ответа, направленного против внеклеточных микробов, однако известно, что их повышенное содержание и чрезмерная активность в матке препятствуют формированию иммунной толерантности во время беременности [46]. Таким образом, двойственная роль Th17 в эндометрии при беременности заключается в том, что в период до имплантации эмбриона их деятельность направлена на его защиту от инфекционных патогенов путем создания неблагоприятной среды для микробов внутри содержимого маточной трубы и полости матки, тогда как активированные Th17, проявляя агрессивность в отношении трофобласта, играют негативную роль в процессе имплантации [47].

Что касается В-лимфоцитов, то в норме эти клетки в эндометрии встречаются в ограниченном количестве (менее 1%), но в результате их пролиферации и дифференцировки образуются ПК, обеспечивающие локальный гуморальный иммунный ответ на патогены [48].

Таким образом, иммунная система эндометрия, адаптированная к фазам ОМЦ, уникальна по сравнению с локальным иммунитетом других барьерных тканей, однако проникновение патогенных бактерий в эндометрий существенно ослабляет барьерную функцию слизистой оболочки матки, вызывает нарушение иммунного реагирования на местном уровне, тем самым способствуя патологическим воспалительным изменениям в эндометрии.

Локальный иммунитет при хроническом воспалении эндометрия

В отличие от физиологического иммунного воспаления эндометрия, связанного с ОМЦ, в условиях нарушения имплантации при маточной форме бесплодия наблюдается избыточное воспаление (фенотип ХЭ) и аутоиммунное воспаление (пролиферативный фенотип) [49]. ХЭ представляет собой инфекционно-воспалительный процесс, сопровождающийся нарушением структуры и функции эндометрия и приводящий к инфертильности, невынашиванию беременности и неудачным попыткам ЭКО [50]. При этом декомпенсация регуляторных механизмов иммунного гомеостаза, поддерживающая персистенцию локального инфекционного процесса, является следствием длительной стимуляции иммунокомпетентных клеток эндометрия инфекционным возбудителем [51].

Наряду с тем, что при ХЭ общее число Т-лимфоцитов (CD3+), Т-хелперов (CD4+) и Т-киллеров (CD8+), а также соотношение CD4+ и CD8+ не отличаются от этих показателей у здоровых женщин, увеличение числа моноцитов/макрофагов (CD14+), мNK (CD56+) и активированных Т-клеток, экспрессирующих маркеры апоптоза (СD95) в пролиферативной фазе ОМЦ, является прогностически неблагоприятным фактором для имплантации и нормального развития трофобласта при гестационном процессе [14, 51].

Известно, что развитие ХЭ сопровождается патологической инфильтрацией эндометрия ПК, образующимися из В-клеток после проникновения патогенных бактерий в эндометрий и под влиянием хемокинов CXCL13, CXCL1 [2]. Выявленная связь между ХЭ и усилением экспрессии CXCL13 и CXCL1 в эндометрии позволяет предположить патогенетическую роль данных хемокинов при ХЭ, заключающуюся в избирательном рекрутировании в эндометрий циркулирующих B-лимфоцитов, играющих ключевую роль в поддержании хронического воспаления [50]. В этой связи CD20+В-лимфоциты в эндометрии являются высокочувствительным и высокоспецифичным информативным биомаркером ХЭ, иммуногистохимическое определение которого повышает вероятность выявления ХЭ на ранней клинической стадии, а их количественная оценка используется для диагностики и контроля эффективности лечения заболевания. При этом пороговым диагностическим уровнем СD20+В-лимфоцитов в эндометрии является в 5 раз большее их количество (5 кл/5 мм2), чем в норме, а также обнаружение в эндометрии 1 кл/5 мм2 ПК, несущих специфический рецептор СD138 [52].

Наряду с этим при ХЭ усиливается продукция плазмоцитами IgM, IgA1, IgA2, IgG1 и IgG2 [53], что может привести к ослаблению локального иммунитета (ввиду его функциональной перегруженности), аутоиммунному повреждению эндометрия со снижением его рецептивности и, как следствие, к нарушению процессов плацентации, инвазии и формирования хориона как важной причине репродуктивных потерь и бесплодия [54, 55]. Кроме того, известно, что цитокины, продуцируемые В-клетками (IL-6, IL-10, GM-CSF, IL-17), способствуют персистенции хронических воспалительных заболеваний эндометрия [56].

Поскольку одним из наиболее важных условий физиологической беременности является баланс Th17 и Treg [57], то отмечаемое при ХЭ нарушение функции Treg (снижение синтеза TGF-β и IL-10) сопровождается воспалением эндометрия, его фиброзом и неудачами имплантации эмбрионов [58].

Наряду с этим при ХЭ снижена продукция IL-11, способствующего индуцированной прогестероном децидуализации стромальных клеток эндометрия [59], продукция CCL-хемокинов, привлекающих из плазмы NK-клетки, продуцирующие фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), необходимый для ремоделирования спиральных артерий матки и поддерживающий имплантацию трофобласта [60].

Поскольку дисбаланс цитокинов является самостоятельным фактором, способствующим нарушениям плацентации, инвазии и формирования хориона [54], важно отметить, что при ХЭ наблюдается сдвиг баланса противовоспалительных цитокинов Treg (IL-10 и TGF-β1) в сторону провоспалительных цитокинов Th17 (IL-17) [58], а также локальное высвобождение провоспалительных медиаторов (NО, IL-1β, IL-2, IL-6 и TNF-α), факторов роста и хемокинов, что формирует в эндометрии особую воспалительную микросреду, располагающую даже к онкогенезу [61]. О роли гиперпродукции провоспалительных цитокинов и С-реактивного белка в развитии бесплодия при ХЭ свидетельствуют также данные об их способности усиливать образование активной протромбиназы, приводящей к тромбозам, обусловливающим прерывание беременности на ее начальном этапе, и к первичной плацентарной недостаточности [62].

Важную роль в повреждении клеток эндометрия при ХЭ играют активированные фагоцитирующие клетки врожденного иммунитета (НГ и МНФ): секретируемые ими при фагоцитозе провоспалительные цитокины запускают процесс перекисного окисления липидов [63, 64], а белки гранул, ядра и цитоплазмы в составе модифицированного хроматина при чрезмерном нетозе повреждают клетки эндометрия и усиливают воспалительный процесс [65].

Особая роль в патогенезе ХЭ принадлежит TLR-4-рецепторам как сигнальным трансдукторам врожденного иммунного ответа на патогены, поскольку TLR4-зависимая активация внутриклеточного NF-kB-пути активации способствует изменениям воспалительного характера [66]. В этой связи резкое увеличение экспрессии TLR4 на клетках эндометрия и уровня внутриклеточной мРНК TNF-α и IL-1βпропорционально прогрессированию ХЭ позволяет считать перспективными данные показатели как для диагностики, так и для контроля эффективности лечения ХЭ [67].

Известно, что характер изменения иммунореактивности эндометрия зависит от морфологического типа ХЭ. Так, при гиперпластическом типе ХЭ наблюдается наиболее выраженная иммунодепрессия, которая характеризуется микробной персистенцией, лимфо- и моноцитопенией и подавлением бактерицидной активности фагоцитов; при гипопластическом варианте ХЭ снижение IgМ- и IgА-антителогенеза, цитотоксичности мNK и микробицидной функции НГ сочетается с проапоптотической активностью иммунных клеток; при смешанном типе ХЭ наблюдаются гиперреактивность фагоцитарной и микробицидной активности лейкоцитов, повышенный IgМ-антителогенез и увеличение числа CD3+, CD4+, CD16+-лимфоцитов [68]. В этой связи интерес представляет недавно предложенный дифференцированный подход к диагностике ХЭ на основе комбинации провоспалительных маркеров локального иммунитета эндометрия с морфологическими и рецептивными критериями [69]. Для верификации ХЭ авторами использованы в качестве провоспалительных маркеров CD8+, CD20+, CD4+ и CD138+ (плазмоциты) в биоптатах эндометрия, и по совокупности данных комплексного морфологического исследования эндометрия у пациенток с ХЭ выделены 3 варианта прогноза реализации репродуктивного потенциала (А, В, С) (см. таблицу). Предлагаемый авторами диагностический подход позволяет верифицировать нарушения морфофункционального состояния эндометрия, его влияния на рецепторы к стероидным гормонам, локальный иммунный профиль, ангио- и фиброгенез, что поможет подобрать патогенетически обоснованную терапию, нацеленную на реабилитацию репродуктивной функции пациенток с хроническим воспалением эндометрия [69].

Наряду со сведениями об особенностях локального иммунитета эндометрия при ХЭ современные исследования показывают диагностическую значимость состояния системного иммунитета при бесплодии, ассоциированном с ХЭ. В частности, в периферической крови при ХЭ имеет место увеличение количества CD20+В-лимфоцитов, CD8+T-лимфоцитов и CD138+ПК наряду со снижением содержания CD3+T-лимфоцитов, сывороточной концентрации IgM, IgA, IgG и показателей фагоцитарной и микробицидной функции НГ [70].

Обращает на себя внимание также повышенная экспрессия рецепторов к IL-7 (CD127) на CD56bright-NK-клетках периферической крови более чем в 20 раз по сравнению с NK-клетками эндометрия [71].

Обобщая данные о роли локальных иммунных факторов в патогенезе ХЭ, можно заключить, что ХЭ может влиять на женскую фертильность с помощью разных механизмов — от триггерных эффектов измененной микробиоты до воспаления с его вторичными последствиями.

Заключение

Воспаление эндометрия является ключевой частью его физиологии, отличающейся тонко регулируемым балансом между про- и противовоспалительными механизмами и участвующей во всех репродуктивных процессах. Инфекционные патогены больше не рассматриваются как единственные агенты, вызывающие ХЭ, поскольку нарушение локального иммунитета любой этиологии может привести к ХЭ, ассоциированному с ослаблением противоинфекционного иммунитета и развитием инфертильности.

Целесообразны дальнейшие исследования локального и системного иммунитета при хроническом воспалении эндометрия (с учетом механизмов патологической активации и супрессии иммунитета), которые позволят значительно оптимизировать иммунодиагностику ХЭ с целью улучшения профилактики, диагностики и лечения заболевания и решения проблем инфертильности.

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ:

Колесникова Наталья Владиславовна — д.б.н., профессор, профессор кафедры клинической иммунологии, аллергологии и лабораторной диагностики ФПК и ППС ФГБОУ ВО КубГМУ Минздрава России; 350063, Россия, г. Краснодар, ул. им. Митрофана Седина, д. 4; ORCID iD 0000-0002-9773-3408.

Филиппов Евгений Федорович — д.м.н., заведующий кафедрой клинической иммунологии, аллергологии и лабораторной диагностики ФПК и ППС ФГБОУ ВО КубГМУ Минздрава России; 350063, Россия, г. Краснодар, ул. им. Митрофана Седина, д. 4; ORCID iD 0009-0002-6992-8299.

Контактная информация: Колесникова Наталья Владиславовна, e-mail: nvk24071954@mail.ru.

Прозрачность финансовой деятельности: никто из авторов не имеет финансовой заинтересованности в представленных материалах или методах.

Конфликт интересов отсутствует.

Статья поступила 29.01.2024.

Поступила после рецензирования 21.02.2024.

Принята в печать 15.03.2024.

ABOUT THE AUTHORS:

Natalya V. Kolesnikova — Dr. Sc. (Biol.), Professor, professor of the Department of Clinical Immunology, Allergy, and Laboratory Diagnostics, Kuban State Medical University; 4, Mitrofan Sedin str., Krasnodar, 350063, Russian Federation; ORCID iD 0000-0002-9773-3408.

Evgeniy F. Filippov — Dr. Sc. (Med.), Head of the Department of Clinical Immunology, Allergy, and Laboratory Diagnostics, Kuban State Medical University; 4, Mitrofan Sedin str., Krasnodar, 350063, Russian Federation; ORCID iD 0009-0002-6992-8299. Contact information: Natalya V. Kolesnikova, e-mail: nvk24071954@mail.ru.

Financial Disclosure: no authors have a financial or property interest in any material or method mentioned.

There is no conflict of interest.

Received 29.01.2024.

Revised 21.02.2024.

Accepted 15.03.2024.