早發(fā)性卵巢功能不全致病因素及機(jī)制研究進(jìn)展*

黃燕靖 張明敏 周凡茹 李 凡 胡茹楠 宋坤琨

華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院1中西醫(yī)結(jié)合研究所，2中西醫(yī)結(jié)合科，武漢 430030

早發(fā)性卵巢功能不全(premature ovarian insufficiency，POI)是指女性40歲之前出現(xiàn)卵巢功能減退甚至衰竭[1]。POI以高促性腺激素和低雌激素血癥為特征，臨床癥狀多表現(xiàn)為月經(jīng)紊亂(閉經(jīng)或月經(jīng)稀發(fā))、生育能力下降甚至不孕，常伴有潮熱、盜汗、失眠等圍絕經(jīng)期癥狀。此外，在POI患者中，心血管疾病、骨質(zhì)疏松癥等疾病的患病風(fēng)險(xiǎn)及死亡風(fēng)險(xiǎn)均增高，嚴(yán)重影響了患者的生活質(zhì)量和生命安全[2]。POI發(fā)病具有年齡特異性，在<40歲的女性中發(fā)病率約為1%，而在<30歲的女性中約為0.1%[3]。近年來POI患病率持續(xù)上升，全球自發(fā)性POI患病率已高達(dá)3.7%[4]。POI病因復(fù)雜，已確診的POI病例中70%～90%的患者病因尚未明確。明確POI的病因及發(fā)病機(jī)制對尋求有效治療方案、避免女性生殖損害、維護(hù)女性生殖健康具有積極意義。基于此，本文對近年來有關(guān)POI的致病因素及有關(guān)機(jī)制進(jìn)行綜述如下。

1 遺傳因素

研究發(fā)現(xiàn)，25%～30%的POI病例是遺傳缺陷引起的，并且超過75個基因參與了POI的發(fā)生[5]，這些基因影響了性腺發(fā)育、減數(shù)分裂、DNA損傷修復(fù)、卵泡發(fā)育、激素代謝、線粒體功能等多個過程[6]。

特納綜合征(Turner syndrome，TS)是由X染色體完全或部分缺失引起的罕見疾病，大約每2500名新生女嬰中就有1名受其影響[7]。身材矮小和POI是TS的主要特征。TS核型主要包括45，X0染色體、鑲嵌型以及X染色體結(jié)構(gòu)異常?；糡S鑲嵌型或X染色體結(jié)構(gòu)畸變的女性可能有較高的機(jī)率擁有足夠的卵巢儲備；而45，X0核型的TS患者由于青春期前所有卵泡的退化以及條紋卵巢的存在，常觀察到原發(fā)性閉經(jīng)現(xiàn)象[7]。正常女嬰出生時卵巢內(nèi)約有200萬個卵母細(xì)胞，但TS女性在出生時卵巢內(nèi)的卵母細(xì)胞明顯減少。與正常核型人群相比，TS 45，X0核型胎兒生殖細(xì)胞凋亡發(fā)生率明顯增高[8]，這可能是TS患者發(fā)生POI的主要原因之一。

脆性X智力低下1基因(fragile X mental retardation 1 gene，F(xiàn)MR1)是X連鎖基因，其5' UTR區(qū)含有1個CGG三核苷酸序列。在該區(qū)域內(nèi)CGG 55～200的重復(fù)擴(kuò)增(稱為前突變)會導(dǎo)致脆性X相關(guān)原發(fā)性卵巢功能不全(fragile X-associated primary ovarian insufficiency，F(xiàn)XPOI)[9]。1項(xiàng)關(guān)于FMR1 CGG重復(fù)序列長度與特發(fā)性POI嚴(yán)重程度的相關(guān)性Meta分析[10]表明，F(xiàn)MR1基因前突變與各階段特發(fā)性POI的易感性增加密切相關(guān)，約有20%攜帶FMR1前突變基因的女性會發(fā)生FXPOI，而在普通人群中此比例為1%。FMR1基因突變引起POI的病理機(jī)制尚未完全清楚，目前存在2種理論：①RNA毒性機(jī)制，即突變導(dǎo)致FMR1編碼產(chǎn)物減少而mRNA累積過多，累積的mRNA可能產(chǎn)生細(xì)胞毒性作用，導(dǎo)致卵泡損傷和閉鎖；②蛋白質(zhì)相關(guān)機(jī)制，即重復(fù)相關(guān)的非AUG翻譯導(dǎo)致了含有異常聚甘氨酸的蛋白質(zhì)形成，稱為FMR polyG，該蛋白可通過蛋白與蛋白的相互作用，隔離活細(xì)胞發(fā)揮正常功能所需的特定蛋白[9]，進(jìn)而導(dǎo)致卵巢功能受損。

動物研究發(fā)現(xiàn)，BRCA2基因在卵泡發(fā)育、卵母細(xì)胞成熟中必不可少，其參與雙鏈DNA的損傷修復(fù)，BRCA2缺陷或突變會阻礙DNA損傷修復(fù)過程，進(jìn)而誘發(fā)POI[11]。卵泡刺激素與受體結(jié)合后刺激環(huán)磷酸腺苷的產(chǎn)生，這對卵泡發(fā)育和成熟至關(guān)重要，而FSHR基因突變會影響環(huán)磷酸腺苷的產(chǎn)生，導(dǎo)致卵泡無法發(fā)育成熟，并長期停留于初級、次級或竇卵泡階段，這可能與POI的發(fā)病密切相關(guān)[12]。新生兒卵巢同源蛋白盒基因(newborn ovary homeobox gene，NOBOX)是卵母細(xì)胞特異性的同源盒基因，可調(diào)控RB1基因的表達(dá)，誘導(dǎo)G2/M阻滯，該基因缺陷可能通過影響RB1表達(dá)導(dǎo)致細(xì)胞周期失調(diào)[13]。研究證實(shí)NOBOX參與調(diào)控卵母細(xì)胞減數(shù)分裂GV阻滯，其序列變異可能會影響卵母細(xì)胞形成和卵泡發(fā)育，進(jìn)而誘發(fā)POI。生長分化因子9 (growth differentiation factor 9，GDF9)是卵泡發(fā)生和排卵的重要調(diào)節(jié)因子。GDF9基因突變會誘導(dǎo)潛伏GDF9的激活，增強(qiáng)成熟GDF9的生物活性，其活性的增強(qiáng)會增加生長卵泡的比例，導(dǎo)致卵巢儲備過早耗盡，進(jìn)而誘發(fā)POI[14]。腫瘤抑制因子結(jié)節(jié)性硬化復(fù)合物1 ((tuberous sclerosis complex，TSC1)在維持原始卵泡沉默中發(fā)揮重要作用，小鼠卵母細(xì)胞中缺乏TSC1會刺激大量原始卵泡激活，導(dǎo)致POI[15]。除上述基因外，NR5A1、POLG、FIGLA、FOXL2、STAG3、HFM1、MCM8、MCM9、FANCA、TP63、POLR3H、MEIOB、DMC1、KHDRBS1、EIF4ENIF1、BNC1等多個基因的遺傳變異都與POI相關(guān)[16]，但具體發(fā)病機(jī)制仍需進(jìn)一步探索。

2 自身免疫性因素

自身免疫性疾病與POI密切相關(guān)，患有自身免疫性疾病或處于自身免疫失調(diào)臨床前狀態(tài)的女性發(fā)生POI 的風(fēng)險(xiǎn)會更高[17]。據(jù)估計(jì)，4%～30%的POI病例與自身免疫性疾病相關(guān)[18]，其中最常見的是甲狀腺相關(guān)疾病，如甲狀腺功能減退、橋本甲狀腺炎。此外，糖尿病、阿狄森氏病、特發(fā)性血小板減少性紫癜、自身免疫性溶血性貧血、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、克羅恩病、干燥綜合征以及慢性活動性肝炎等多種自身免疫性疾病也與POI相關(guān)[19]。自身免疫性卵巢損傷一般通過改變T細(xì)胞亞群、增加產(chǎn)生自身抗體的B細(xì)胞、減少細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞以及自然殺傷細(xì)胞的數(shù)量和活性等多種機(jī)制介導(dǎo)[20]。此外，有研究發(fā)現(xiàn)，在自身免疫性POI小鼠和患者中都檢測到miR-21和Peli1的低表達(dá)，且在自身免疫性POI患者中，miR-21和Peli1呈正相關(guān)，表明了miR-21和Peli1可能與自身免疫性POI的發(fā)病有關(guān)，其機(jī)制可能是通過調(diào)控靶基因Peli1進(jìn)而調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的比例[21]。

3 醫(yī)源性因素

放療、化療等抗癌治療常導(dǎo)致醫(yī)源性POI[22]。環(huán)磷酰胺、順鉑等化療藥物會加速原始卵泡活化、促進(jìn)生長卵泡的閉鎖甚至誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[23]；其機(jī)制可能是誘導(dǎo)卵母細(xì)胞內(nèi)雙鏈DNA斷裂，并通過促凋亡蛋白PUMA參與原始卵泡凋亡[24]。丙烯醛是環(huán)磷酰胺的強(qiáng)效代謝產(chǎn)物，小鼠中期Ⅱ級卵母細(xì)胞暴露于丙烯醛后會導(dǎo)致卵母細(xì)胞線粒體功能障礙，表現(xiàn)為線粒體膜電位改變，并通過激活caspase促進(jìn)細(xì)胞凋亡[25]。此外，化療藥物還會破壞卵巢間質(zhì)和血管系統(tǒng)并促進(jìn)炎癥的發(fā)生。有研究發(fā)現(xiàn)，母體在懷孕前使用環(huán)磷酰胺可能會影響后代卵母細(xì)胞的功能[26]，但化療對患者卵巢功能的損傷并不是絕對的，它主要取決于患者的年齡、化療藥物類別、劑量以及治療持續(xù)時間等。此外，卵巢對輻射高度敏感，低劑量γ射線輻射后，卵巢內(nèi)成熟卵母細(xì)胞顯著減少[27]。輻射會誘發(fā)炎癥和氧化損傷，下調(diào)PI3K和AKT并上調(diào)FOXO3a的表達(dá)，進(jìn)而導(dǎo)致卵泡閉鎖[28]。而急性暴露于電荷氧顆粒通過增加DNA雙鏈斷裂、氧化脂質(zhì)損傷和卵泡凋亡導(dǎo)致卵泡衰竭[29]。

4 環(huán)境因素

POI患者中有相當(dāng)一部分是由環(huán)境因素引起的，如煙草、環(huán)境內(nèi)分泌干擾物等。煙草煙霧中含有多環(huán)芳香烴、苯并芘、尼古丁等多種有害物質(zhì)。煙草煙霧暴露會導(dǎo)致卵巢內(nèi)初級和成熟卵泡數(shù)量減少、竇卵泡和卵母細(xì)胞凋亡增加、氧化應(yīng)激增強(qiáng)以及雌孕激素水平顯著變化，從而影響正常卵巢功能，甚至引起POI[30]。

鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)是常見的環(huán)境內(nèi)分泌干擾物。DEHP急性暴露會破壞小鼠動情周期、影響類固醇激素和肽類激素分泌并誘導(dǎo)卵泡閉鎖，從而加速生殖老化[31]。DEHP暴露還可通過激活A(yù)MPK-SKP2-CARM1信號通路誘導(dǎo)自噬，從而降低原始卵泡數(shù)量[32]。單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄測序發(fā)現(xiàn)，DEHP可能通過增強(qiáng)生殖細(xì)胞氧化應(yīng)激反應(yīng)影響生殖系囊腫破裂和原始卵泡形成過程；此外DEHP還會引起生殖細(xì)胞和/或體細(xì)胞的DNA損傷和凋亡增加[33]，這些可能與POI 的發(fā)生直接相關(guān)。

鎘暴露通過破壞正常的紡錘體組裝、染色體排列和肌動蛋白帽的形成阻礙小鼠卵母細(xì)胞減數(shù)分裂，而且暴露后卵母細(xì)胞整體DNA甲基化、組蛋白賴氨酸甲基化、乙?；浇档?。此外，暴露于鎘可誘導(dǎo)氧化應(yīng)激，表現(xiàn)為卵母細(xì)胞活性氧水平增加和細(xì)胞凋亡，進(jìn)而引起線粒體分布異常、能量供應(yīng)不足和DNA損傷，最終導(dǎo)致卵母細(xì)胞質(zhì)量惡化[34]。與此類似的是，甲氧基氯暴露后也會引起活性氧積累、線粒體分布異常、線粒體膜電位降低和脂質(zhì)過氧化增加，進(jìn)而影響卵母細(xì)胞質(zhì)量[35]。

5 疫苗接種

人類乳頭瘤病毒(human papillomavirus，HPV)疫苗接種與POI的潛在關(guān)聯(lián)一直受到廣泛關(guān)注?；仡櫺躁?duì)列研究表明，HPV疫苗接種后沒有發(fā)現(xiàn)POI風(fēng)險(xiǎn)增加的證據(jù)[36]。而與之相反的是，對FDA疫苗不良事件報(bào)告系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，HPV4疫苗與POI有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的相關(guān)性，包括閉經(jīng)、月經(jīng)不調(diào)、卵泡刺激素增高、提前絕經(jīng)等情況，并且HPV9疫苗在月經(jīng)不調(diào)方面有潛在的統(tǒng)計(jì)學(xué)風(fēng)險(xiǎn)[37]。有證據(jù)表明，HPV疫苗接種可能引發(fā)終身致殘的自身免疫疾病[36]，所以HPV疫苗可能通過觸發(fā)自身免疫反應(yīng)引起POI，但具體機(jī)制仍需進(jìn)一步研究。

6 酶缺陷

臨床上發(fā)現(xiàn)2例17α-羥化酶缺乏患者都存在原發(fā)性閉經(jīng)、第二性征缺乏、孕激素和促性腺激素水平升高的現(xiàn)象[38]。此外，17-α-羥化酶和17，20-碳鏈裂解酶缺陷會導(dǎo)致血清和卵泡液中的雄烯二酮、睪酮以及雌二醇水平降低[39]，以上證據(jù)提示17α-羥化酶或17，20-碳鏈裂解酶缺乏可能與POI的發(fā)生存在相關(guān)性。

半乳糖血癥是血半乳糖增高的中毒性臨床代謝綜合征。研究發(fā)現(xiàn)，因缺乏半乳糖-1-磷酸尿苷酰轉(zhuǎn)移酶，患半乳糖血癥的女性血液中積累的半乳糖對卵巢產(chǎn)生毒性作用，并最終導(dǎo)致卵泡儲備加速耗竭和POI的發(fā)生[40]。

10-11易位甲基胞嘧啶雙加氧酶(ten-eleven translocation methyl cytosine dioxygenase，TET)與DNA去甲基化有關(guān)。與正常小鼠相比，Tet1酶缺陷小鼠年輕時卵泡儲備顯著減少，并且會隨著年齡增長會進(jìn)一步減少。卵母細(xì)胞單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄分析發(fā)現(xiàn)，Tet1缺陷會導(dǎo)致細(xì)胞器分裂(導(dǎo)致泛素化缺陷、自噬下降)、X染色體連鎖基因表達(dá)下調(diào)(如FMR1基因)，這些變化會影響卵母細(xì)胞的質(zhì)量和數(shù)量并降低卵泡儲備，進(jìn)而導(dǎo)致POI[41]。

7 其他

除以上致病因素外，1項(xiàng)臨床病例對照研究發(fā)現(xiàn)，低碳水化合物和膳食纖維攝入與較高POI發(fā)病率有關(guān)，而每周攝入新鮮水果天數(shù)≥1天可以降低過早絕經(jīng)和POI的風(fēng)險(xiǎn)，足量乳制品攝入也可能有利于保護(hù)女性卵巢功能[42-43]。此外，體重、酒精和咖啡因攝入量、睡眠質(zhì)量、口服避孕藥和體育活動等也是POI發(fā)生的潛在因素，但具體發(fā)病機(jī)制仍需要進(jìn)一步研究。

8 總結(jié)

綜上所述，遺傳變異、自身免疫性疾病、醫(yī)源性因素、酶缺陷、環(huán)境因素、不良生活方式以及HPV疫苗接種等均與POI的發(fā)生密切相關(guān)，更多的潛在病因及發(fā)病機(jī)制仍在進(jìn)一步深入研究中。對POI發(fā)病機(jī)制的深入探尋將能為POI女性尋求更適合的治療方案，并為避免生殖損害、維護(hù)生殖健康提供科學(xué)支持。