Репродуктивная иммунология относится к области медицины, которая изучает взаимодействия (или их отсутствие) между иммунной системой и компонентами, связанными с репродуктивной системой , такими как материнская иммунная толерантность к плоду или иммунологические взаимодействия через гемато-тестикулярный барьер . Эта концепция использовалась клиниками по лечению бесплодия для объяснения проблем с фертильностью , повторных выкидышей и осложнений беременности, наблюдаемых, когда это состояние иммунологической толерантности не было успешно достигнуто. Иммунологическая терапия является методом лечения многих случаев ранее « необъяснимого бесплодия » или повторных выкидышей. [1]
Иммунная система матери играет важную роль во время беременности, учитывая, что ткань эмбриона наполовину чужеродная и, в отличие от несовместимого трансплантата органа , обычно не отторгается. Во время беременности иммунологические события, происходящие в организме матери, имеют решающее значение для определения здоровья как матери, так и плода. Чтобы обеспечить защиту и иммунитет как для матери, так и для ее плода без развития реакций отторжения, мать должна выработать иммунотолерантность к своему плоду, поскольку оба организма живут в интимной симбиотической ситуации. Прогестерон-индуцированный-блокирующий фактор 1 ( PIBF1 ) является одним из нескольких известных иммуномодулирующих факторов, которые играют роль в иммунотолерантности во время беременности. [2]
Плацента также играет важную роль в защите эмбриона от иммунной атаки со стороны материнской системы. Секреторные молекулы, вырабатываемые клетками трофобласта плаценты и иммунными клетками матки матери в децидуальной оболочке , работают вместе, чтобы развить функционирующую плаценту. [3] Исследования показали, что белки в семенной жидкости могут помочь иммунной системе человека подготовиться к зачатию и беременности. Например, существуют существенные доказательства воздействия семени партнера в качестве профилактики преэклампсии , расстройства беременности, в значительной степени из-за поглощения нескольких иммуномодулирующих факторов, присутствующих в семенной жидкости, таких как трансформирующий фактор роста бета (TGFβ). [4] [5]
Недостаточность иммунной системы матери, при которой плод воспринимается организмом как чужеродное вещество, может привести ко многим осложнениям, связанным с беременностью.
Иммунная система матери, особенно в матке , вносит некоторые изменения, чтобы обеспечить имплантацию и защитить беременность от атак. Одно из этих изменений касается естественных клеток-киллеров матки (uNK). NK-клетки, часть врожденной иммунной системы, являются цитотоксичными и отвечают за атаку на патогены и инфицированные клетки. Однако количество и тип рецепторов, которые содержат клетки uNK во время здоровой беременности, отличаются от таковых при ненормальной беременности. [12] В первом триместре беременности клетки uNK являются одними из самых распространенных лейкоцитов, но количество клеток uNK медленно снижается вплоть до срока. [13] Несмотря на то, что плод содержит чужеродные отцовские антигены, клетки uNK не распознают его как «чужой». [12] Следовательно, цитотоксическое действие клеток uNK не направлено на развивающийся плод. [12] Было даже высказано предположение, что uNK способствует защите вневорсинчатого трофобласта (EVT), важных клеток, которые способствуют росту и развитию плода. [14] [15] NK-клетки секретируют трансформирующий фактор роста-β (TGF-β), который, как полагают, оказывает иммунодепрессивное действие посредством модуляции реакции лейкоцитов на трофобласты. [14]
KIR экспрессируются клетками uNK матери. Как полиморфные материнские KIR, так и фетальные молекулы HLA-C изменчивы и специфичны для конкретной беременности. При любой беременности материнский генотип KIR может быть AA (без активирующих KIR), AB или BB (1–10 активирующих KIR), а лиганды HLA-C для KIR делятся на две группы: HLA-C1 и HLA-C2. Исследования показали, что существует плохая совместимость между конкретно материнским KIR AA и фетальным HLA-C2, что приводит к повторным выкидышам, преэклампсии и неудачам имплантации. В вспомогательной репродукции эти новые идеи могут повлиять на выбор переноса одного эмбриона, ооцита и/или выбора донора спермы в соответствии с KIR и HLA у пациенток с повторными выкидышами. [16]
Анатомические и физиологические изменения, связанные с беременностью, влияют на фармакокинетику (абсорбцию, распределение, метаболизм и выведение) многих лекарственных средств, что может потребовать корректировки схемы приема лекарств. На моторику желудочно-кишечного тракта влияет замедленное опорожнение желудка и повышение pH желудка во время беременности, что может изменить абсорбцию лекарств. [17] [18] Изменения состава тела во время беременности могут изменить объем распределения лекарств из-за увеличения массы тела и жира, увеличения общего объема плазмы и снижения альбумина. [18] На препараты, подверженные печеночной элиминации, влияет повышенная выработка эстрогена и прогестерона. [17] Кроме того, изменение активности печеночных ферментов может увеличить или уменьшить метаболизм лекарств в зависимости от состава препарата, однако большинство печеночных ферментов увеличивают как метаболизм, так и элиминацию во время беременности. [17] Кроме того, беременность увеличивает клубочковую фильтрацию, почечный поток плазмы и активность транспортеров, что может потребовать увеличения дозировки лекарств. [17]
Примеры и точки зрения в этом разделе в первую очередь касаются Соединенных Штатов и не отражают всемирный взгляд на предмет . ( Август 2021 г. ) |
FDA установило требование к маркировке лекарственных препаратов и биологических продуктов с рисками, связанными с приемом лекарств, что позволяет беременным и кормящим женщинам, а также их поставщикам медицинских услуг принимать обоснованные решения. [19] Категория беременности требовалась на этикетке препарата для системно всасывающихся лекарств с риском повреждения плода , которая теперь заменена правилом маркировки беременности и лактации (PLLR). [20] В дополнение к требованиям к категории беременности в отношении информации о беременности, родах и кормящих матерях, PLLR также включает информацию о самках животных с репродуктивным потенциалом. [20] Изменение маркировки вступило в силу с 30 июня 2015 года. [20] Требования к маркировке безрецептурных (OTC) лекарств не были затронуты. [20]
Изменение воздействия лекарств во время беременности должно касаться как матери, так и плода независимо. Например, среди антибиотиков пенициллин может использоваться во время беременности, тогда как тетрациклин не рекомендуется из-за потенциального риска для плода широкого спектра побочных эффектов. [21]
Прогестерон — это лекарство, часто используемое для предотвращения угрозы выкидыша . Угроза выкидыша — это признаки или симптомы выкидыша, чаще всего включающие кровотечение, которое происходит в первые 20 недель беременности. [22] Исследования показали, что добавление прогестерона может снизить частоту выкидышей, однако, оно не оказало влияния на снижение частоты преждевременных родов и живорождений . [23] Что касается микронизированного вагинального прогестерона, эти результаты были более выраженными для людей с высоким риском выкидыша, включая людей, у которых было три или более выкидышей и в настоящее время наблюдается кровотечение. [24]
Использование низких доз аспирина может быть связано с повышением показателей живорождений и меньшим количеством потерь беременности у людей, у которых был один или два выкидыша. [25] Национальный институт здравоохранения недавно изменил свою позицию относительно использования низких доз аспирина, заявив, что «терапия низкими дозами аспирина до зачатия и на ранних сроках беременности может повысить шансы на беременность и живорождение у человека, у которого был один или два выкидыша». [26] Это изменение по сравнению с предыдущей позицией Национального института здравоохранения относительно предотвращения потери беременности аспирином. [27] Причиной изменения стало определение того, что соблюдение режима приема лекарств и не прекращение приема низких доз аспирина из-за побочных эффектов «могут улучшить шансы на беременность и живорождение в этой группе людей». [26]
Некоторые исследования показали, что воздействие сульфаниламидов на мать во время беременности может иметь повышенный риск врожденных пороков развития . [28] Не было никаких доказательств того, что определенные типы сульфаниламидов или назначенные дозы могут увеличить или уменьшить риск. Воздействие сульфаниламидов было единственной прямой связью. [28]
Некоторые исследования показали, что использование аспирина и гепарина может увеличить частоту живорождений у человека с антифосфолипидным синдромом . [29] Также было обнаружено, что при совместном использовании гепарина и аспирина увеличивается вес при рождении и гестационный возраст. [29] Также было обнаружено, что у людей с антифосфолипидным синдромом наблюдалась повышенная частота живорождений, когда гепарин заменялся низкомолекулярным гепарином и вводился совместно с аспирином. [30]
Наличие антиспермальных антител у бесплодных мужчин впервые было отмечено в 1954 году Рамке и Уилсоном. Было замечено, что число случаев аутоиммунитета спермы выше у бесплодной популяции, что привело к идее, что аутоиммунитет может быть причиной бесплодия. Антиспермальный антиген был описан как три изотопа иммуноглобулина (IgG, IgA, IgM), каждый из которых нацелен на разные части сперматозоидов. Если более 10% сперматозоидов связаны с антиспермальными антителами (ASA), то подозревается бесплодие. Гематотестикулярный барьер разделяет иммунную систему и развивающиеся сперматозоиды. Плотное соединение между клетками Сертоли образует гематотестикулярный барьер, но оно обычно нарушается физиологической утечкой. Не все сперматозоиды защищены барьером, поскольку сперматогонии и ранние сперматоциты расположены ниже соединения. Они защищены другими способами, такими как иммунологическая толерантность и иммуномодуляция .
Бесплодие после связывания антиспермальных антител может быть вызвано аутоагглютинацией , цитотоксичностью сперматозоидов , блокировкой взаимодействия сперматозоидов и яйцеклеток и недостаточной подвижностью. Каждое из них проявляется в зависимости от места связывания ASA.
This section needs to be updated. The reason given is: Research discussed is more than 20 years old..(August 2021) |
Иммуноконтрацептивные вакцины с различными предлагаемыми стратегиями вмешательства разрабатываются и исследуются с 1970-х годов. [31] Одним из подходов является вакцина, разработанная для ингибирования слияния сперматозоидов с zona pellucida . Эта вакцина была испытана на животных с целью использования в качестве эффективного противозачаточного средства для людей. Обычно сперматозоиды сливаются с zona pellucida, окружающей зрелый ооцит ; результирующая акросомная реакция разрушает жесткое покрытие яйцеклетки, так что сперматозоид может оплодотворить яйцеклетку. Механизм вакцины заключается в инъекции клонированной кДНК ZP, поэтому эта вакцина является вакциной на основе ДНК. Это приводит к выработке антител против ZP, которые не дают сперматозоиду связываться с zona pellucida и в конечном итоге оплодотворять яйцеклетку. [32]
Другая исследованная вакцина — вакцина против хорионического гонадотропина человека (ХГЧ). В фазе I и ранней фазе II клинических испытаний на людях экспериментальная вакцина, состоящая из димера β-ХГЧ с анатоксином столбняка (ТТ) в качестве адъюванта , вырабатывала антитела против ХГЧ в небольшой группе иммунизированных женщин. Образованные антитела против ХГЧ были способны нейтрализовать биологическую активность ХГЧ. Без активного ХГЧ поддержание матки в состоянии, восприимчивом к имплантации, невозможно, тем самым предотвращая беременность. Поскольку только 80% женщин в исследовании имели уровень циркулирующих анти-ХГЧ, достаточный для предотвращения беременности, дальнейшее развитие этого подхода будет направлено на повышение иммуногенности вакцины, чтобы она вызывала надежный и последовательный иммунный ответ у большей доли женщин. Для достижения этой цели в настоящее время на животных моделях изучаются варианты вакцин с использованием пептида β-ХГЧ, который является уникальным специфичным для ХГЧ, но отсутствует в других гормонах – лютеинизирующем гормоне (ЛГ), фолликулостимулирующем гормоне (ФСГ) и тиреотропном гормоне (ТТГ), на предмет их возможного усиления реакции. [32]
Изучение женского репродуктивного тракта, особенно у людей, позволяет лучше понять иммунную систему, в том числе во время беременности. Однако изучение женского репродуктивного тракта было сложной областью исследований из-за существующих ограничений в доступных инструментах in vitro и in vivo. Этические проблемы являются еще одним фактором, препятствующим изучению репродуктивной иммунологии. Учитывая такие ограничения, исследования в этой области опираются на культуру стволовых клеток и технологические достижения, позволяя ученым проводить исследования на органоидах вместо живых людей. В 2018 году исследование Review пришло к выводу, что органоиды можно использовать для моделирования развития органов и заболеваний. [33] Другие исследования пришли к выводу, что с дальнейшим технологическим прогрессом можно создать подробную трехмерную органоидную модель женского репродуктивного тракта, которая представляет собой более эффективный метод проведения исследований и сбора данных в областях открытия лекарств , фундаментальных исследований и, по сути, репродуктивной иммунологии. [34]
Интерфейс матери и плода обладает способностью защищать от патогенов , обеспечивая репродуктивный иммунитет. Одновременно он ремоделирует ткани, необходимые для плацентации . Эта уникальная особенность интерфейса матери и плода предполагает, что децидуальный иммуном , или иммунная функция женского репродуктивного тракта, еще не полностью изучена. [34] [35]
Для лучшего понимания репродуктивной иммунологии необходимо собрать и проанализировать больше данных. Технологические достижения позволяют репродуктивным иммунологам собирать все более сложные данные с клеточным разрешением. Полихроматическая проточная цитометрия обеспечивает более высокое разрешение при идентификации новых типов клеток по поверхностным и внутриклеточным белкам. [35] Два примера методов сбора данных включают:
Репродуктивная иммунология остается открытой областью исследований, поскольку недостаточно данных для представления значимых результатов. [34]
Активацию иммунной системы матери можно оценить путем измерения нескольких цитокинов (цитокиновое профилирование) в сыворотке или плазме . Этот метод безопасен для плода, поскольку для него требуется только образец периферической крови матери, и использовался для картирования развития иммунной системы матери на протяжении нормальной беременности, а также для изучения связи между активацией иммунной системы и осложнениями беременности или аномальным развитием плода. К сожалению, сам метод не способен определить источники и цели цитокинов и показывает только системную иммунную активацию (при условии анализа периферической крови), а профиль цитокинов может быстро меняться, поскольку цитокины являются короткоживущими белками. Также сложно установить точную связь между профилем цитокинов и лежащими в основе иммунологическими процессами.
Влияние неблагоприятной иммунной активации на развитие плода и риск осложнений беременности является активной областью исследований. Во многих исследованиях сообщалось о связи между уровнями цитокинов, особенно воспалительных цитокинов, и риском развития преэклампсии, хотя результаты неоднозначны. [36] Однако снижение уровня цитокинов на ранних стадиях беременности было связано с нарушением роста плода . [37] Также было обнаружено, что повышенный уровень цитокинов у матери увеличивает риск нарушений нейроразвития, таких как расстройства аутистического спектра [38] и депрессия [39] у потомства. Однако необходимы дополнительные исследования, прежде чем эти связи будут полностью поняты.