胎兒如何躲避母親的免疫反應？ 03-29-2017

胎兒如何躲避母親的免疫反應？

一、以前，有關母體為何不會排斥胎兒？

這個問題的原因不清楚時，免疫學家認為：

子宮內的胎盤是人體的「免疫特權區」之一(immune privilege site)，
(眼球是人體的另一個免疫特權區，也就是說眼球內的物質，淋巴球無從辨識，因此左眼如果受傷，醫生會擔心右眼也可能會受到自己免疫系統的排斥。)
在胎盤處，母體的淋巴球同樣無從辨識胎兒的組織是否為異物，
而不會對胎兒產生免疫反應。

所以容忍明明是異物的胚胎，

在子宮內增生分化成長，

此種現象稱之為母體對胎兒的耐受性。

二、現今，則認為

(1)    懷孕期間，由於母體激素濃度的改變，而與免疫系統產生相互作用，抑制一些淋巴球的活性，產生對胎兒的耐受性。

圖01. 懷孕期間內分泌激素濃度變化情形。

       Human chorionic gonadotropin(hCG)人類絨毛膜性腺促進激素。

       Estrogens 女性素又名雌性素，最主要的形式為雌二醇。

       Progesterone 助孕酮又名黃體素。

       尤其是助孕酮的濃度升高，會誘導母體血液中的淋巴球合成分泌

助孕酮誘導的阻斷因子(Progesterone Induced Blocking Factor, PIBF)。

現在認為PIBF，很可能是內分泌系統和免疫系統之間的橋樑。

圖片來源：http://bio.classes.ucsc.edu/bio80af/FiguresandIllustrations/PregnancyHormones.gif

(2)    屬於胎兒的胎盤滋養細胞(Placental trophoblast)，細胞膜上無組織相容性複合體（MHC），無法呈現胎兒的特徵，使得母體的淋巴球，無從辨識胎兒是屬於自我或異物。

主要基於以上兩點，導致母體對相當於外來異物的胎兒，產生耐受性(tolerance)，而非排斥性(rejection)。

三、PIBF的功能：

圖02. 助孕酮(Progesterone)誘導淋巴球(橙色圓球)合成分泌—助孕酮誘導的阻斷因子(Progesterone Induced Blocking Factor, PIBF)，PIBF增強幫助型第二型T淋巴球(Th2)的活性，而達到保護胎兒的目的(Protection of The fetus)，請參考圖03。

圖片來源：https://www.slideshare.net/RajeshGajbhiye/alloimmune-factors-in-recurrent-pregnancy-loss

圖03. 胎兒帶有來自父親的抗原

圖左：如使得幫助型第一型T淋巴球反應(T helper 1 cell response)增強，導致
流產(Abortion of The fetus)；

圖右：如使得幫助型第二型T淋巴球反應(T helper 2 cell response)增強，則達到
保護胎兒(Protection of The fetus)的目的。

圖片來源：http://www.fertilityclinicmumbai.com/reccurrent-pregnancy-loss

圖04. 助孕酮誘導的阻斷因子(Progesterone Induced Blocking Factor, PIBF)，在胚胎發育的過程，於母體血液濃度升高(實線)，導致正常懷孕(Normal pregnancy)。

如果在胚胎發育的過程，母體PIBF血液濃度不升高(虛線)，導致流產(Miscarriage)或早產(Preterm labour)的發生。

圖片來源：https://image.slidesharecdn.com/alloimmune-141207034403-conversion-gate02/95/alloimmune-factors-in-recurrent-pregnancy-loss-15-638.jpg?cb=1417924008

四、胎盤滋養細胞(Placental trophoblast)，細胞膜上無組織相容性複合體（MHC）

甚麼是主要組織相容性複合體（MHC）？

1.     是一種細胞膜表面的醣蛋白複合物，

2.     主要功能有兩項：

   (1)呈現自我細胞的標記，讓淋巴球辨識。

   (2)呈現病毒的表面抗原，啟動以淋巴球主導的免疫反應。

圖05. 淋巴球溶解被病毒感染細胞的兩個必要條件：

1.    必須是自我的細胞才溶解它。

2.    必須是被病毒感染的細胞才溶解它。

這兩個必要條件都是由位於細胞膜上的MHC來呈現。

胎盤滋養細胞(trophoblast)的細胞膜上沒有MHC，使得母體血液中的

細胞毒性型T淋巴球(Tc cell)，

無法辨識胎盤滋養細胞，是否為外來的細胞，因而對其產生耐受作用。

圖06. (A)皮膚同種異體移植(skin allograft)，被移植者的細胞毒性型T淋巴球(T cell)，會因為被移植的皮膚細胞，細胞膜上MHC呈現異體的抗原，而對其產生免疫排斥作用(rejection)。

(B)胎盤滋養細胞(trophoblast)的細胞膜上沒有MHC，使得母體血液中的細胞毒性型T淋巴球(T cell)，無法辨識胎盤滋養細胞，是否為外來的細胞，因而對其產生免疫耐受作用(tolerance)。

圖片來源：http://www.cell.com/trends/molecular-medicine/fulltext/S1471-4914(14)00226-3

五、總結：

妊娠時，母體為何不會對胎兒產生免疫排斥作用？ (1)   懷孕時，助孕酮誘導的阻斷因子(PIBF)血液濃度升高，阻斷流產的發生，保護胎兒。 (2)   胎盤滋養細胞(trophoblast)的細胞膜上沒有MHC。

六、附記：

2017年3月19日下午，在自然科學博物館藍廳， 聽科博館科學教育組的劉主任上課： 《生老病死展場教育訓練 Part I》 兩個半小時的過程當中， 除了天馬行空的高談闊論外，他花了最多的時間提到： 妊娠時，母體為何不會對胎兒產生免疫排斥作用？ 他說，這是一個非常具有啟發性的好問題。 (這是一個好問題，而且困惑免疫學家已經相當多年！) 這份BLOG，以幾乎完全不同的觀點， 來說明這個「啟發性的問題」。 之所以想寫這份BLOG， 是希望真相不要被蒙蔽 在塵霾之中！