免疫系统区分自我和非自我,攻击任何它认为是外来的实体,包括细菌、病毒等微生物,免疫系统也会识别来自同一物种不同个体的组织,给器官移植造成免疫排斥。但是为什么免疫系统不会攻击发育中的胎儿。怀孕期间免疫系统各组成部分的功能和分子相互作用极其复杂,即使在今天科学家也很少了解。孕妇不排斥胎儿的原因并不是单一的,是有多个机制共同作用的结果,如果发生母体免疫系统排斥胎儿,会导致自然流产。
在移植免疫学和妊娠期间的免疫学研究表明,存在多种机制可以避免胎儿排斥反应。有些发生在受孕之前,而有些则是由胚胎植入子宫壁激活的,某些事件使胎儿能够躲避母亲的免疫系统,而支持性事件抑制了母亲的免疫系统。
孕前免疫耐受对小鼠模型和人类的免疫学研究表明,母体免疫系统在孕前就已准备好接受父亲的抗原,精液可以暴露父系抗原,并诱导了免疫系统停止对抗它们。精液中的几种成分已被证实具有免疫调节功能,所以可以说父亲在孩子出生前就扮演着保护胎儿的角色。
解剖屏障母体-胎儿之间的解剖屏障阻止母体免疫细胞进入羊膜腔,保证妊娠期全身和局部免疫抑制,解剖屏障包括:
胎盘:是连接胚胎和子宫壁的组织,具有选择性透过功能,允许营养物质等重要因素进入羊膜腔,促进代谢废物排出。
绒毛膜:包围着胚胎和胎儿的最外层膜,包括滋养层外层和与羊水直接接触的中胚层。
蜕膜:妊娠期间,母体子宫内膜称为蜕膜,是胎盘的母体成分。
母体免疫抑制胚胎植入子宫壁引发了一系列抑制母体免疫系统和调节子宫局部免疫反应的过程:母体-胎儿之间的解剖屏障分泌大量激素孕酮,导致母体整体免疫抑制;胎盘和绒毛膜滋养层细胞能抵抗母体免疫细胞的攻击,滋养细胞不表达主要组织相容性复合体MHC类和II类分子,从而避免了被免疫细胞识别;此外,它们还被证明能够触发某些免疫复合物(ICs)的形成,这些免疫复合物能够阻断母体免疫细胞上的重要受体,抑制它们识别抗原的正常能力;某些胎儿细胞也可以通过胎盘屏障进入母体循环系统,也可实现免疫抑制,这些细胞可诱导对胎儿抗原的免疫耐受。
2012年发表的一项研究表明,母亲不排斥胎儿的另一原因是编码趋化因子的基因的表达在胎儿和胎盘周围的组织中被关闭。趋化因子会招募T细胞引起免疫反应,这些基因在胎盘中被关闭从而阻止了母体攻击婴儿。