孟戈，段華，馬曉黎

女性生殖道畸形是由于胚胎期女性生殖系統(tǒng)發(fā)育障礙所致的以生殖系統(tǒng)形態(tài)學(xué)破壞為特征的先天性疾病，可引起閉經(jīng)、性交困難、不孕、反復(fù)流產(chǎn)、痛經(jīng)等一系列臨床癥狀，嚴重影響女性患者的生殖生理與身心健康。臨床上生殖道畸形并不罕見，由于部分患者無明顯臨床癥狀，真正的患病率難以確定。文獻報道，在各類生殖道畸形中，子宮畸形最為常見，其在普通人群中發(fā)生率為5.5%（3.5%～8.5%），不孕婦女中為8.0%（5.3%～13.3%），反復(fù)流產(chǎn)婦女中為13.3%（8.9%～24.5%）[1-2]。由于女性生殖道發(fā)育受多種基因網(wǎng)絡(luò)調(diào)控，具有極其精細的時間順序和空間關(guān)系，是一個極其復(fù)雜的連續(xù)動態(tài)過程，目前女性生殖道畸形的確切病因尚未明確。近年來，隨著高通量測序等臨床基因診斷技術(shù)的飛速發(fā)展，基因敲除小鼠和雞胚模型等動物實驗研究的廣泛應(yīng)用，已篩選出多個發(fā)育關(guān)鍵基因。掌握女性生殖道發(fā)育各階段的分子調(diào)節(jié)機制有助于更好地理解和診治生殖道畸形?，F(xiàn)對女性生殖道畸形的病因?qū)W研究進展進行綜述。

1 女性生殖道的胚胎形成與發(fā)育異常

女性生殖道的胚胎發(fā)育起源于覆蓋胚胎全長的間介中胚層，發(fā)育過程分為性未分化階段和性分化階段。胚胎第6周時，生殖管道具有雙向潛能，形成雙套生殖管道，無論男性或女性都有一對中腎管和一對副中腎管（苗勒管）。中腎管由中胚層細胞增生形成，苗勒管發(fā)生于中腎管外側(cè)，由體腔上皮向間充質(zhì)內(nèi)凹陷形成縱溝。女胎的性腺分化為卵巢，因無雄激素與抗苗勒管激素的作用，中腎管退化，苗勒管向尾部遷移、延伸、擴展，穿過中腎管并在泌尿生殖竇處融合，形成Y形結(jié)構(gòu)的子宮陰道原基，隨后分化衍生形成女性生殖管道。雙側(cè)苗勒管上段保持分離，發(fā)育為雙側(cè)輸卵管；下段于中線處合并形成子宮、子宮頸及陰道上段（2/3～4/5）。最初子宮底遺留一個中隔，在胚胎第9周開始吸收，至妊娠20周完全消失，形成一個單一的宮腔、子宮頸及陰道上段。以上任一階段停止發(fā)育或發(fā)育不全均可導(dǎo)致不同類型的生殖道畸形，例如苗勒管未發(fā)育或其尾端發(fā)育停滯而未向下延伸，可致陰道和（或）子宮的缺失或閉鎖，即MRKH綜合征；苗勒管發(fā)育不全可致幼稚子宮；一側(cè)苗勒管發(fā)育不全或缺失可致單角子宮、殘角子宮；雙側(cè)苗勒管未融合或融合不全可致雙子宮或雙角子宮；融合后吸收障礙可致縱隔子宮等[3-5]。

2 苗勒管發(fā)育的關(guān)鍵基因

苗勒管是女性生殖道的原基，胚胎發(fā)育的不同階段受到多個轉(zhuǎn)錄因子和信號分子的協(xié)同調(diào)控。近年來，研究者通過DNA測序、變性高效液相色譜（DHPLC）等基因診斷技術(shù)，結(jié)合基因敲除小鼠和雞胚模型等動物實驗研究，已篩選出多個苗勒管發(fā)育關(guān)鍵基因，且不同研究團隊之間研究結(jié)果具有較高的吻合度。在苗勒管與中腎管交互作用、苗勒管形成及分化衍生過程中，發(fā)揮重要作用的基因主要包括Lim1、配對盒基因2（paired box gene 2，PAX2）、TCF2、Wnt基因家族（Wnt4、Wnt5a、Wnt7a、Wnt9b）和同源盒基因（HOX基因）家族（HOXA9、HOXA10、HOXA11、HOXA13）等[6-8]。

2.1 Lim1基因 Lim1也稱為LHX1，編碼Lim同源結(jié)構(gòu)域轉(zhuǎn)錄因子。Lim1基因位于染色體17q12，除了在胚胎頭部和腎臟發(fā)育中發(fā)揮作用，還在女性生殖系統(tǒng)形成過程中起重要作用[9]。有研究發(fā)現(xiàn)，Lim1基因是苗勒管前體細胞增生、內(nèi)陷及延伸的必要條件[10-11]。在小鼠胚胎發(fā)育的不同階段，中腎管和苗勒管上皮細胞中均可檢測到Lim1基因的表達，Lim1基因敲除的雌性小鼠雖然擁有正常卵巢形態(tài)，但是苗勒管衍生物完全缺失，即無子宮、陰道上段和輸卵管。Huang等[12]發(fā)現(xiàn)，在小鼠苗勒管延伸過程中，Lim1能保持苗勒管上皮初始細胞的自主性，Lim1基因缺失可導(dǎo)致苗勒管延伸失敗，表現(xiàn)為子宮發(fā)育不全、子宮內(nèi)層環(huán)形肌層和子宮內(nèi)膜缺失。Sandbacka等[13]和Ledig等[14]在MRKH綜合征的成年女性患者中檢測到Lim1基因存在雜合突變，而在健康對照女性的基因組中未發(fā)現(xiàn)該突變。因此，上述研究均提示Lim1基因是苗勒管胚胎發(fā)育的重要先決條件，Lim1基因突變可能是女性生殖道畸形的致病原因之一。

2.2 PAX2基因 其位于染色體10q24，是PAX基因家族中的一員，在胚胎發(fā)育過程中通過編碼核轉(zhuǎn)錄因子，促進組織增生、抑制細胞凋亡以及協(xié)調(diào)細胞特殊分化，在泌尿生殖系統(tǒng)的發(fā)育和腫瘤形成中發(fā)揮重要調(diào)控功能[15-16]。Mullen等[17]發(fā)現(xiàn)，PAX2基因缺失的雌性鼠胚中苗勒管逐漸退化，最終導(dǎo)致生殖系統(tǒng)和腎臟缺如。Torres等[18]在PAX2基因敲除小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，胚胎發(fā)育初期中腎管呈尖端短小狀，未發(fā)生延伸并逐漸退化，苗勒管正常萌生并沿著逐漸縮短的中腎管進行延伸，隨后與中腎管一同消失。Atsuta等[19]在雞胚實驗中發(fā)現(xiàn)苗勒管形成受Fgf/Lim1和Bmp/PAX2信號通路的共同調(diào)控，位于中腎頭側(cè)區(qū)域的Bmp信號分子啟動該區(qū)域體腔上皮中PAX2表達，隨后協(xié)同Bmp通過轉(zhuǎn)化生長因子受體2（FGFR2）介導(dǎo)激活了苗勒管前體細胞中Lim1表達，啟動苗勒管細胞進入萌生發(fā)育階段。由此可見，PAX2基因是苗勒管胚胎發(fā)育中必不可少的條件。

2.3 TCF2基因 其位于染色體17q12，也稱HNF1β，是子宮畸形患者中發(fā)現(xiàn)的首個致病突變體。據(jù)報道，在99例攜帶TCF2基因缺失或點突變的女性隊列中，女性生殖道畸形的發(fā)生率為18.2%。Lindner等[20]首次報道一個青少年起病的成人型糖尿?。╩aturity-onset diabetes of the young，MODY）家系，該家系中2例攜帶TCF2基因雜合突變的女性均患有MRKH綜合征、腎臟疾病及MODY。隨后多項研究發(fā)現(xiàn)散發(fā)MRKH綜合征患者也存在TCF2基因突變，除1例外均合并腎臟疾病和糖尿病[21-22]。Oram等[23]報道在同時合并子宮和腎臟畸形的患者中存在TCF2基因突變者約占18%，而在單純子宮畸形患者中未發(fā)現(xiàn)TCF2基因突變。先天性腎臟和泌尿道畸形患者中TCF2缺失和突變的平均檢出率為19%（5%～31%）。亦有研究認為TCF2基因突變體與雙角子宮、雙子宮、雙宮頸等生殖道畸形有關(guān)[14]。因此推測，TCF2基因突變或缺失可能與復(fù)雜性泌尿生殖道畸形有關(guān)。

2.4 HOX基因家族 HOX基因?qū)儆谕串愋秃谢蚣易?，在女性生殖道分化過程中起重要作用。研究表明，HOX基因家族沿著苗勒管長軸呈節(jié)段性表達，其排列順序與作用順序和位置有關(guān)，具有高度的時空特異性[24]。在女性生殖道發(fā)育過程中，HOXA9表達在輸卵管，HOXA10表達在子宮體，HOXA11表達在子宮體和子宮頸，HOXA13表達在陰道上段[25]。文獻報道，HOXA10基因突變可致苗勒管前軸同源異型轉(zhuǎn)化，約1/4子宮上段轉(zhuǎn)化為輸卵管，發(fā)生苗勒管融合異常，形成雙子宮、雙宮頸等。HOXA11基因缺失或被HOXA13替代時，可影響子宮輻射軸結(jié)構(gòu)形成，子宮下段形成宮頸陰道樣結(jié)構(gòu)。HOXA13基因調(diào)控苗勒管下段衍生物的分化，HOXA13基因敲除小鼠表現(xiàn)為苗勒管下段發(fā)育不全。HOXA13基因突變可以引起女性手-足-生殖道綜合征（Hand-Foot-Genital Syndrome，HFGS），主要特征是肢體和生殖道畸形。其典型表現(xiàn)為拇指寬短和食指短小，大腳趾寬短甚至缺失。手/足X射線顯示手足的第一掌骨均縮短，腕部梯形舟骨融合和足部楔形舟骨融合。生殖道畸形包括雙/分隔子宮、宮頸和陰道，臨床表型嚴重程度不一。HOXA9、10、11、13基因敲除雌性小鼠表現(xiàn)為生殖道的發(fā)育缺陷[26-28]。因此可見HOX基因家族在苗勒管分化階段起關(guān)鍵作用。

2.5 Wnt基因家族 該家族通過調(diào)節(jié)細胞間信號傳導(dǎo)通路在生殖道胚胎發(fā)育過程中發(fā)揮重要作用。有研究報道，Wnt4是首個在人類胚胎中被發(fā)現(xiàn)與子宮畸形密切相關(guān)的基因，可調(diào)控苗勒管形成細胞的遷移啟動、細胞分化，是苗勒管內(nèi)陷（invagination）的必要條件[29-31]。Wnt4缺失的雌性小鼠苗勒管系統(tǒng)結(jié)構(gòu)缺如。Wnt4對于子宮內(nèi)膜腺體和子宮肌層組織發(fā)育不可或缺。人Wnt4基因突變可能是合并高雄激素血癥的MRKH綜合征患者的致病因素。因此，對于高雄激素血癥合并苗勒管衍生物發(fā)育不良的患者應(yīng)高度懷疑Wnt4基因突變的可能，部分患者可合并先天性心臟病或泌尿系統(tǒng)異常。Wnt5a對苗勒管后部（子宮頸、陰道）及出生后子宮腺體的發(fā)育是必需的。Wnt5a突變的雌性小鼠子宮短小而卷曲，子宮頸及陰道發(fā)育不良，且內(nèi)膜腺體形成受阻。Wnt7a在苗勒管分化及維持HOX基因表達中起重要作用，Wnt7a基因敲除雌性小鼠子宮體積極小，陰道與子宮及子宮與輸卵管間界限缺陷，子宮肌層菲薄且子宮內(nèi)膜腺體缺失。Wnt9b對苗勒管后部延伸及生殖管道形成很關(guān)鍵。Wnt9b基因敲除的雌性小鼠卵巢組織正常，但輸卵管、子宮、陰道上部及腎臟缺失。Wnt基因家族與HOX基因家族協(xié)同作用，確保生殖道沿機體前后軸正常發(fā)育[32-35]。

3 結(jié)語與展望

女性生殖道承載著卵子受精、早期胚胎發(fā)育、著床、胎兒發(fā)育和分娩的關(guān)鍵生殖事件，也是婦科疾病多發(fā)的部位。生殖道發(fā)育畸形嚴重影響女性患者的生殖力與生理功能。因此了解生殖道的發(fā)育過程和分子調(diào)節(jié)機制有利于理解各類生殖道畸形疾病和改善患者生殖力。生殖道發(fā)育是一個多因素、多階段、多基因相互作用的復(fù)雜過程，需要眾多分子和信號通路高度協(xié)調(diào)的參與完成。既往胚胎發(fā)育相關(guān)研究絕大多數(shù)為小鼠模型或雞胚實驗等動物實驗研究，缺乏臨床數(shù)據(jù)支持。近年來，通過微陣列-比較基因組雜交（array-CGH）、DNA測序、DHPLC等技術(shù)可以發(fā)現(xiàn)潛在的染色體畸變、差異表達基因、基因突變和單核苷酸多態(tài)性（SNP）。隨著人類基因組序列的明確，高通量三代（PacBio）全長轉(zhuǎn)錄子測序技術(shù)的應(yīng)用，大數(shù)據(jù)人工智能分析系統(tǒng)的研發(fā)，今后的研究有待更多的臨床實驗數(shù)據(jù)加以證實，從全基因組層面研究該疾病，進一步闡明生殖道畸形的病因?qū)W機制，及早發(fā)現(xiàn)潛在基因靶點，將有助于進行產(chǎn)前診斷和宮內(nèi)靶向基因治療，糾正生殖道畸形造成的生殖缺陷。