早发性卵巢功能不全病因及生育力改善策略研究进展

张馨怡, 谭季春

中国医科大学附属盛京医院生殖医学中心 辽宁省生殖障碍疾病与生育力重塑重点实验室,辽宁 沈阳 110016

不孕不育已经成为一项全球性的重大卫生问题,早发性卵巢功能不全(premature ovarian insufficiency,POI)是导致女性生育力下降的重要疾病之一。POI指女性在40岁之前出现卵巢功能减退,表现为不同程度的月经异常(月经稀发或频发、闭经)、促性腺激素水平升高及雌激素水平波动性下降[1]。POI是女性不孕的重要原因之一,同时影响育龄女性的生命质量,与心血管系统、骨健康、泌尿生殖、神经系统及精神心理等远期健康相关[2]。POI在全球范围内发病率约为3.5%[3],病因复杂且具有高度异质性,遗传、免疫、医源性损伤、感染、环境及其他因素均可能导致POI发生,但确切的发病机制尚不明确。本文对POI病因及生育力改善策略的研究进展作一综述。

1 POI的病因研究

1.1 遗传因素 POI具有家族聚集性遗传倾向,遗传缺陷包括染色体异常和基因突变[4]。POI的病因可能涉及多种遗传缺陷的相互作用,但确切机制尚不明确。(1)染色体异常。包括染色体数目和结构异常,X染色体非整倍体、X染色体结构异常和X-常染色体易位、常染色体异常均可导致POI发生[5]。POI常见于X染色体数目或结构异常,Turner综合征是导致POI的常见遗传因素,由一条X染色体完全或部分缺失所致,可导致卵巢发育不全和卵泡闭锁加速,患者表现为原发或继发性闭经,病情的严重程度可能与基因型、X染色体破坏的程度有关[6]。少数常染色体异常病例也被报道,包括罗伯逊易位、相互易位及染色体倒位等,但常染色体的特定区域与POI发病相关尚无确切证据[7]。DNA完整性受损的卵母细胞易发生细胞凋亡,从而加速卵泡储备的损耗,如部分POI患者可能存在DNA修复功能障碍,导致染色体不稳定[8]。(2)基因突变。目前报道了多种与POI相关的基因,如NR5A1、NOBOX、FIGLA属于卵泡发育特异性转录因子,BMP15、GDF9参与卵泡发育,CYP17A1、CYP19、FSHR/LHR与卵巢类固醇生成相关[9-10]。综合征型POI除了卵巢功能减退外,还伴有特殊的临床表现,如脆性X综合征,致病基因FMR1位于X染色体上,在5′非翻译区内含有CGG三核苷酸重复序列,其拷贝数扩增可导致包括POI在内的不同疾病。据报道,携带FMR1的突变女性中约有15%会出现卵巢早衰,但我国女性的发病率要明显低于白人女性[11-12]。近年来,全基因组和全外显子组测序等技术的发展推动了POI致病基因谱的研究,揭示了如HFM1、MCM8、MCM9、STAG3、SYCE1等候选基因[13]。在不同的人群中,POI基因的致病性及突变频率存在差异,且小规模散发病例的测序研究常难以发现低频罕见变异。Ke等[14]纳入了1 030例特发性POI患者进行全外显子组测序研究,系统分析了POI患者携带的罕见致病变异,发现了20个新的POI关联基因,将POI患者的基因突变率由原来的15.0%提升至23.5%,并通过对卵巢功能相关基因集进行分析发现,减数分裂、DNA修复、脂代谢和线粒体疾病相关基因在POI患者中显著富集。此类研究为POI高风险患者的早期发现、诊断及干预提供了理论基础。

1.2 免疫因素 约4%～30%的POI患者合并自身免疫性疾病,以淋巴细胞性卵巢炎、抗卵巢抗体和出现其他自身免疫性疾病为特征,其中,桥本甲状腺炎和Addison病较为常见,糖尿病、垂体炎、类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮、特发性血小板减少性紫癜、重症肌无力等也可伴发POI[15-16]。自身免疫功能紊乱能够引起卵巢功能损伤,但仍缺乏可靠的卵巢特异性自身免疫标志物。POI患者中可检测到抗卵巢抗体,但其特异性和致病作用仍有争议。针对类固醇合成酶、促性腺激素及其受体、黄体、透明带和卵母细胞的抗体也可能与POI有关[17]。此外,T细胞亚群改变、T细胞介导损伤、NK细胞数量和活性变化也可能引起自身免疫性卵巢损伤。由于病因复杂,免疫性POI尚无统一的诊断标准,在POI的临床检查中应注意识别合并的自身免疫性疾病,同时应该重视自身免疫性疾病患者的卵巢储备评估。

1.3 医源性因素 近年来,导致POI发生的医源性因素愈发受到关注,包括化疗、放疗及盆腔手术治疗等。放疗和化疗对卵巢功能的损伤与药物类型、放疗区域、剂量、年龄有关[18]。化疗、放疗可以对生殖腺损伤产生直接或间接的影响,一方面直接损伤卵母细胞或颗粒细胞,另一方面影响卵泡生长和卵巢储备,远期可能导致卵巢功能衰退、不孕症和过早绝经[19]。一项对于乳腺癌化疗的研究显示,患者在化疗过程中使用促性腺激素释放激素激动剂可以降低化疗诱导POI的可能性[20]。但在化疗期间应用这类药物保护卵巢功能的有效性仍有争议。此外,部分盆腔手术也是导致POI的原因,如子宫切除术、卵巢肿瘤切除术、卵巢子宫内膜异位囊肿剔除术、子宫动脉栓塞术等,会导致卵巢组织缺损、局部炎症或破坏卵巢血液供应。因此,在进行相关手术或治疗前,应该充分向患者交代病情和治疗方案利弊。开展盆腔手术时,应注意小心保护卵巢组织。对于恶性肿瘤患者,评估后如有条件,可于术前进行生育力保存措施,对于后续需接受盆腔放疗的患者,术中可酌情行卵巢悬吊移位。此外,应加强科普宣传教育,指导POI高危因素女性进行卵巢储备功能评估和监测,并与儿科、遗传科、肿瘤科等多学科密切合作,制定患者个体化生育指导。

1.4 感染因素 病毒性腮腺炎患者可能会并发卵巢炎,导致卵巢功能下降,甚至POI。结核分枝杆菌、水痘病毒、巨细胞病毒、志贺菌、单纯疱疹病毒及人类免疫缺陷病毒等感染也可能与POI相关,但关联程度尚不清楚,相关机制也仍有待阐明[10]。

1.5 环境因素及生活方式 有研究报道,双酚A、农业杀虫剂、烟草、重金属、邻苯二甲酸酯、对羟基苯甲酸酯、多氯联苯及全氟烷基类化合物等环境因素能够对卵巢功能产生不良影响[21]。环境内分泌干扰物对卵巢功能的影响可以是短暂或永久性的,但潜在机制尚未完全阐明,可能与改变受体介导的凋亡通路、诱导氧化应激、炎症及表观遗传修饰有关[22]。动物研究发现,双酚A暴露会减少原始卵泡的数量,影响卵泡发育相关基因[23]。此外,吸烟、压力、饮食、染发等不良生活方式也可以引起月经紊乱,影响卵巢功能及生殖健康[24]。

2 POI的生育力改善策略

目前,尚无确切有效的方法改善POI患者的卵巢储备功能,其治疗策略的关键是早识别、早治疗。临床医师应该综合考虑POI患者的年龄、病因、有无生育要求及自身情况等,调整其生活方式,进行积极的心理疏导和生育指导;根据病因进行系统评估,推荐有生育计划的女性适龄生育,同时注意防治远期并发症。

2.1 辅助生殖技术 POI患者有间歇性偶发排卵,约5%～10%的POI患者能够自然受孕,多数患者需寻求辅助生殖技术治疗。目前尚无最佳的辅助生殖用药方案,增加促性腺激素剂量方案、促性腺激素释放激素拮抗剂方案、促性腺激素释放激素激动剂短方案、微刺激方案及自然周期方案等均不能被证实确切有效[1]。赠卵体外受精-胚胎移植是POI患者实现生育的有效途径,但卵子来源稀缺,并且涉及伦理、法律、等待时间长等问题。

2.2 药物治疗 近年来,多种预处理治疗方案及辅助治疗相关研究得到开展,但效果仍有待进一步证实。有研究发现,卵泡液中的生长激素浓度与卵母细胞质量有关,体外补充生长激素可以增加类固醇激素的产生,提高卵母细胞成熟和胚胎质量[25]。目前,生长激素的研究主要集中在辅助生殖助孕过程,一项纳入了随机对照研究的Meta分析发现,拟行体外受精的卵巢反应低下患者补充生长激素能够提高获卵数及临床妊娠率[26]。另一项Meta分析发现,卵巢低反应患者在控制性卵巢刺激方案中应用脱氢表雄酮、辅酶Q10及生长激素辅助治疗对妊娠预后有改善作用,并且诱导排卵所需的促性腺激素剂量更低[27]。

2.3 生育力保存 生育力保存方法包括胚胎冷冻、卵母细胞冷冻及卵巢组织冷冻,其中,胚胎冷冻和成熟卵母细胞的冷冻技术较为成熟。卵巢组织冻存主要适用于肿瘤患者,尤其是青春期之前和需要紧急放疗、化疗的患者,在国内外已有多个成功妊娠的报道[28]。但该技术仍面临着卵巢组织移植早期卵泡丢失和恶性细胞重新植入体内的风险,如何优化技术流程、提高技术安全性仍是亟待解决的问题[29]。对于在接受可能损伤卵巢功能的治疗之前,以及面临疾病本身可能导致POI的高风险人群而言,可以根据患者的意愿、年龄及病情选择合适的生育力保存方法,确定治疗方案之前根据具体情况充分考虑技术实施的细节。

2.4 原始卵泡体外激活 POI患者生育力下降的主要原因是卵巢功能衰退导致的排卵异常。有研究表明,部分POI患者的卵巢中携带残留的原始卵泡[30]。原始卵泡体外激活是指在体外激活原始卵泡,其作用机制主要与PI3K/Akt信号通路、Hippo信号通路有关[31]。2013年,日本学者首次报道了对POI患者的卵巢皮质进行冷冻保存,之后应用Akt激活剂进行体外激活,并联合体外受精-胚胎移植技术获得1例成功分娩[32]。2016年,Zhai等[33]报道了国内受益于体外激活技术成功分娩的POI患者。药物体外激活和非药物体外激活具有一定的治疗前景,但这项新兴技术的妊娠率及活产率仍较低,有效性和安全性需进一步探索。

2.5 干细胞治疗 间充质干细胞是一类具有自我更新与分化潜能的多能干细胞,可来源于骨髓、脂肪、月经血、胎盘、脐带、羊膜等。间充质干细胞可通过多种机制改善卵巢功能,包括促进细胞增殖、抑制细胞凋亡、调节自噬和氧化应激、抗纤维化和免疫调节等。来源于间充质干细胞的细胞外囊泡具有减少颗粒细胞凋亡、促进POI患者卵巢功能恢复的作用[34]。有研究报道,对9例卵巢早衰患者进行间充质干细胞移植后,4例患者月经恢复[35]。近年来,干细胞联合组织工程材料治疗成为了研究热点。Su等[36]发现,脂肪来源的干细胞联合胶原支架移植有助于POI大鼠恢复卵巢功能。Ding等[37]对卵巢早衰患者进行脐带间充质干细胞移植发现,脐带间充质干细胞联合胶原支架移植后的患者卵泡发育改善,窦卵泡数量增加,2例自然妊娠。因此,干细胞治疗有望为POI患者带来福音,但其临床安全和有效性评估也不容忽视。

2.6 中医药治疗 中医药治疗POI的分子机制研究主要基于动物模型,涉及多种信号通路。有研究报道,定坤丹能够促进POI小鼠的卵泡生长并诱导排卵,治疗机制可能与调控PTEN/PI3K/AKT/FOXO3a信号通路有关[38]。Ju等[39]应用网络药理学方法对4种常用中药治疗POI的机制进行了预测,有助于筛选出潜在的治疗靶点。Geng等[40]建立了卵巢早衰小鼠模型,发现电针刺激能够抑制小鼠卵巢的氧化应激并改变其肠道微生物群。由于多数中药有效成分复杂,阐明具体机制较为困难,中西医协同治疗的具体成效有待更多研究证实。

3 总结与展望

POI作为严重影响育龄女性身心健康的一种疾病,其病因学研究仍有许多亟待探索的问题。尽管尚无确切有效的方法恢复卵巢功能,多种新型治疗策略的出现有望为POI患者带来福音,但仍需要开展多中心、大样本的随机对照研究。临床上,应提高医师和患者对POI的认识和重视,加强对高危风险患者的早期识别和干预,治疗方案应该综合考虑患者的实际情况,积极进行个体化生育指导,重视远期健康,进行多学科协同管理。