“痛经”的原因找到了：细菌感染导致子宫内膜异位症

痛经在女性群体中广泛存在，但10%-15%的育龄妇女会因为子宫内膜异位症（Endometriosis，简称“EMs”），在月经期间感受到剧烈疼痛。作为一种常见妇科疾病，EMs的病因至今仍是未解之谜。目前，已经提出了几种假设来解释子宫内膜异位症的原因，包括月经逆行、体腔化生和苗勒管残余物的存在。月经逆行（经血没有从阴道流出，而是流回输卵管，并进入盆腔）是EMs的公认原因。然而，大多数育龄妇女都经历过月经逆行，但只有10%-15%的妇女患上EMs，这表明存在促进EMs发展的其他机制。

EMs是指本当存在于子宫内的内膜组织，却在子宫外的其他地方生长，最常见于盆腔腹膜、输卵管以及卵巢，主要的症状有骨盆腔疼痛以及不孕。有七成的疼痛感发生在经期，性交时产生疼痛感也很常见，有五成的病人更是罹患了不孕症，少数的病患有排尿或肠部分的病征，约25%的患者没有任何症状。

长期以来，临床认为子宫腔几乎是无菌的，但EMs和子宫内膜炎症之间存在显著关联，炎症与细菌又密不可分。作为连接子宫的通路，阴道中的大部分细菌是乳杆菌，但当阴道生态失调时，也可检测到其他细菌，如具核梭杆菌。已知梭杆菌属的物种是口腔和胃肠道微生物群的常见成员，且长期以来一直被认为是机会性病原体。但最近的研究表明，某些梭杆菌属物种（例如具核梭杆菌）不仅在牙周炎中发挥重要作用，而且通过诱导多种炎性细胞因子如TGF-β，在致癌作用中发挥重要作用。

EMs的生长是良性的，但大量的促结缔组织增生性基质在临床上存在问题，其分泌的生长因子会促进成纤维细胞的强烈增殖和迁移。这些基质成纤维细胞是EMs进展的关键决定因素。活化的肌成纤维细胞含有细胞质微丝相关蛋白，如转运蛋白（TAGLN）、波形蛋白（VIM）和α-平滑肌肌动蛋白（αSMA）。从静止的成纤维细胞到活化的肌成纤维细胞的转变，是由慢性炎症引发的，慢性炎症涉及多种细胞因子的产生。例如，在伤口愈合和慢性炎症（如纤维化和癌症）过程中，静止的成纤维细胞可被激活分化成肌成纤维细胞。那么，EMs与阴道梭杆菌带来的炎性细胞因子有关系吗？

6月14日，日本名古屋大学研究团队在Science Translational Medicine发表题为“Fusobacterium infection facilitates the development of endometriosis through the phenotypic transition of endometrial fibroblasts”的研究成果。此项研究确定了子宫内膜异位症的潜在致病因素：梭杆菌感染。

图1 研究成果（图源：[1]）

研究人员设计了一系列研究，以确定TGF-β诱导的子宫内膜成纤维细胞表型转变导致EMs发生的机制，并验证子宫内膜梭杆菌感染促进这些表型转变的假设。首先，在人类中设计了一项观察性研究，以确定EMs患者子宫内膜成纤维细胞特异性表达的基因；然后，设计了一项对强烈表达TAGLN的人子宫内膜成纤维细胞的功能研究；之后，继续研究上游靶点，以确定表型转变是否是由TGF-β以及梭杆菌感染后的全身和局部炎症反应引起的；最后，设计了小鼠体内实验，以确定梭杆菌感染是否促进小鼠EMs的发展，并探索抗生素作为EMs非综合治疗的有效性。

结果发现：

01 EMs患者肌成纤维细胞TAGLN基因表达上调，促进增殖

TAGLN作为钙调蛋白家族的肌动蛋白交联蛋白起作用，并且是肌成纤维细胞的标志物。基因表达谱分析结果表明相对于正常子宫内膜组织，EMs样本中有10个基因上调，3个基因下调。在这13个基因中，只有TAGLN的表达显著增加。过度表达TAGLN会肌成纤维细胞的增殖、迁移和附着。

图2 来自EMs患者的TAGLN上调（图源：[1]）

02 TAGLN通过IL-6促进子宫内膜细胞增殖

肌成纤维细胞在收缩时会产生并分泌多种细胞因子。通过检查TAGLN表达相关的细胞因子，发现IL-6在蛋白质阵列上测试的30种细胞因子和生长因子中最为突出。添加IL-6促进了EMs相关细胞增殖。在临床样本中，EMs患者来源样本的IL-6表达显著增加，TAGLN的蛋白表达与这些组织中的IL-6呈正相关。

03 TGF-β1诱导TAGLN的表达

TGF-β1是在EMs中起主要作用的关键生长因子，TGF-β1通过与其启动子结合的sma和mad相关（SMAD）)诱导肌成纤维细胞相关基因，包括TAGLN。相对于正常子宫内膜，EMs患者组织中基质细胞和上皮细胞中TGF-β1和TGF-β受体1（TGF-βR1）的丰度均增加。体外实现表明TGF-β1上调细胞中TAGLN的表达，而SB431542可消除这种上调。SB431542是SMAD2/3介导的信号转导的特异性抑制剂。这些发现表明，表观遗传调控参与了通过TGF-β信号从静止成纤维细胞向肌成纤维细胞的转变。

图3 TGF-β1在体外诱导TAGLN的表达（图源：[1]）

04 梭杆菌感染影响子宫内膜微环境

子宫内膜微环境中TGF-β的丰度可能与细菌感染有关。与健康患者相比，五种细菌属在EMs患者的子宫内膜中显著增加。在这些细菌属中，排名低第一的Erysipelothrix在患有或不患有子宫内膜异位症的个体的子宫内膜组织中，均未大量存在。排名第二梭杆菌在EMs患者的组织中，显著高于对照组，且浸润EMs患者子宫内膜的细菌主要是具核梭杆菌。

具核梭杆菌可通过其膜脂多糖诱导先天免疫反应，数量增加的CD163阳性M2巨噬细胞可产生TGF-β1，而巨噬细胞是子宫内膜异位病灶内最丰富的免疫细胞。与对照组相比，浸润子宫内膜组织的巨噬细胞和TGF-β1数量显著增加。体外试验表明，即使是热灭活的具核梭杆菌也能促进M2巨噬细胞形成，并刺激产生TGF-β1。这些数据表明子宫内膜中的具核梭杆菌可能通过上调TGF-β1信号影响成纤维细胞中TAGLN的丰度。

图4 梭杆菌感染影响子宫内膜的微环境（图源：[1]）

05 具核梭杆菌感染促进EMs，抗生素治疗可缓解

通过小鼠阴道感染具核梭杆菌的体内实验，表明TAGLN蛋白在具核梭杆菌感染后的子宫内膜异位症中的表达。两种不同类型的抗生素甲硝唑（MZ）和氯霉素（CP）对具核梭杆菌敏感，在供体小鼠感染后每天经阴道给药，持续5天。经过一周的抗生素治疗后，具核梭菌浸润不再存在，供体小鼠子宫内膜和受体小鼠子宫内膜异位病变中的M2巨噬细胞浸润、TGF-β1和TAGLN表达均降低。MZ或CP抗生素治疗可能有助于治疗子宫内膜异位症。

图5 根除具核梭菌的抗生素治疗可减少小鼠子宫内膜异位病灶的重量（图源：[1]）

这项研究通过证明子宫内膜的梭杆菌感染可能导致疾病，进一步了解了EMs的发病机制：梭杆菌感染激活TGF-β信号，诱导TAGLN表达，促进异位子宫内膜细胞增殖。梭杆菌优先感染部分患者子宫内膜的原因尚不明确。研究表明，由于口腔内具核梭杆菌的血源性传播，导致宫内感染。这种传播主要发生在怀孕期间，此时流向胎盘的血流量普遍增加。由于EMs患者通常未生育，因此也可以考虑通过阴道传播。

目前，EMs的治疗为激素疗法，例如长期排卵抑制，不仅有副作用，还使女性在治疗期间不能怀孕。顽固性盆腔疼痛通常需要手术治疗，但手术切除子宫内膜异位病灶后，高复发率是大概率问题。此项研究揭示了EMs的潜在致病机制，并用MZ或CP根除，可能是改善这种疾病治疗的一种选择。因此，将抗生素与激素治疗等其他疗法相结合可能是另一种有效方法，有望在未来的临床试验中得到检验。

这项研究有一些局限性。首先，该研究缺乏直接证据支持子宫内膜中梭杆菌的存在促进逆行月经后EMs的假设。许多研究记录了导致EMs的机制，因此需要进一步的精确研究；其次，需要进行临床研究，以确定针对梭杆菌的抗生素治疗是否对EMs患者真正有效。

参考文献：

[1] Ayako Muraoka, Miho Suzuki, Tomonart Hamaguchi, et al. , Fusobacterium infection facilitates the development of endometriosis through the phenotypic transition of endometrial fibroblasts.Sci. Transl. Med.15,eadd1531(2023).DOI:10.1126/scitranslmed.add1531