潘孟茹，李琳

（中山大學(xué)孫逸仙紀(jì)念醫(yī)院生殖中心，廣東廣州 510120）

近年來腸道菌群與疾病的關(guān)系成為研究熱點(diǎn)，腸道菌群主要的功能為參與代謝和調(diào)節(jié)免疫。研究發(fā)現(xiàn)菌群失調(diào)與如肥胖癥、糖尿病等代謝性疾病有關(guān)［1］，腸-腦軸可能參與代謝性疾病的發(fā)病機(jī)制。近年來腸道菌群與多囊卵巢綜合征（polycystic ovary syndrome，PCOS）的關(guān)系受到重視，PCOS 是常見的婦科內(nèi)分泌和代謝性疾病疾病，主要的病理生理特征為高雄激素血癥和胰島素抵抗（insulin resistance，IR），常伴有超重或肥胖及糖脂代謝異常，既往研究提示PCOS患者存在下丘腦-垂體-卵巢（hypothalamic-pituitary-ovarian HPO）軸的神經(jīng)內(nèi)分泌異常［2］。腸道菌群種類數(shù)量龐大，腸-腦軸（gutbrain axis）的神經(jīng)分泌調(diào)節(jié)機(jī)制尚不清楚，腸道菌群影響HPO 軸的作用靶點(diǎn)難以準(zhǔn)確定位。腸道內(nèi)分泌激素近期受到關(guān)注，腸促胰素（incretin）包括胰高血糖素樣肽-1（glucagon 1ike peptide-1，GLP-1）和葡萄糖依賴性促胰島素多肽（glucose-dependent insulinotropic peptide，GIP）。這兩種腸源性激素均可促進(jìn)胰島素的釋放并降低血糖。然而，目前國內(nèi)外有關(guān)腸促胰素與HPO 軸相互作用的研究較少，腸促胰素對PCOS 的影響尚不明確。因此，本文將探討腸促胰素在PCOS中的作用機(jī)制。

1 腸促胰素

腸促胰素是人體內(nèi)的一類腸源性激素，目前已發(fā)現(xiàn)的腸促胰素主要包括2種，即GLP-1和GIP，它們均促進(jìn)胰島素的分泌，具有葡萄糖依賴性降糖作用。

1.1 GLP-1

GLP-1 是含有31 個氨基酸的多肽，主要由末端回腸和結(jié)腸的L細(xì)胞分泌［1］。GLP-1受體（glucagon 1ike peptide-1 receptor，GLP-1R）在全身廣泛分布，包括胰腺、腎臟、心臟、血管內(nèi)皮、胃腸道、肺、垂體、中樞神經(jīng)系統(tǒng)等，因此具有多重的生物學(xué)效應(yīng)［3］。其主要生理功能包括：通過G 蛋白偶聯(lián)受體途徑增加胰島素合成；促進(jìn)β 細(xì)胞分化，減少凋亡；延緩胃排空、產(chǎn)生飽脹感減退食欲等［4-5］。

由于GLP-1 效應(yīng)減弱與糖尿病密切相關(guān)［6］，近年來研究熱點(diǎn)主要集中在GLP-1。GLP-1 受體激動 劑（glucagon 1ike peptide-1 receptor agonist，GLP-1 RA）作為腸促胰素類降糖藥物，在臨床上可有效治療2 型糖尿病和肥胖。目前，有6 種GLP-1 RA 已被批準(zhǔn)和使用，其中只有利拉魯肽（liraglutide）和艾塞那肽（exenatide，EXE）兩種應(yīng)用于PCOS 的研究中。2014 年歐洲內(nèi)分泌學(xué)會推薦GLP-1 RA 用于PCOS 患者［7］。Liu 等［8］開展了一項(xiàng)為期24周的前瞻性臨床研究，該研究將176名伴有超重或者肥胖的PCOS 患者隨機(jī)分為兩組，一組在治療的前12周接受EXE 10μg（n=88），每天2次，另一組在治療的前12 周接受二甲雙胍（metformin，MET）1 000 mg（n=88），每天2 次，然后在第二個12 周內(nèi)，所有患者均只接受二甲雙胍治療；該研究的結(jié)果表明在治療前12 周后，與接受MET 的受試者相比，接受EXE 受試者的體質(zhì)量和總脂肪百分比顯著下降，明顯改善胰島素抵抗和增加月經(jīng)頻率。在第二個12 周內(nèi)，EXE 治療患者的自然妊娠率顯著高于MET治療患者。在另一項(xiàng)為期26周的隨機(jī)對照試驗(yàn)中，Nylander 等［9］研究了liraglutide 對PCOS 患者的治療效果，與安慰劑對照組相比，liraglutide 治療后PCOS 患者體質(zhì)量下降，空腹血糖和糖基化血紅蛋白（glycosylated hemoglobin，HbA1c）降低，性激素結(jié)合球蛋白（sex hormone binding globulin，SHBG）升高、游離睪酮（free testosterone，F(xiàn)T）和游離雄激素指數(shù)（free androgen index，F(xiàn)AI）降低，卵巢和基質(zhì)體積減小。Lamos 等［10］的研究表明，GLP-1 RA單獨(dú)使用或與二甲雙胍聯(lián)合使用均可有效減輕體質(zhì)量，GLP-1 RA可降低雄激素水平，調(diào)整飲食行為，改善月經(jīng)稀發(fā)和糖代謝異常相關(guān)指標(biāo)。Wu 等［11］報(bào)道，GLP-1 RA 可能通過調(diào)節(jié)血清SHBG的含量以及3β-羥甾體脫氫酶、P450芳香化酶和類固醇激素合成急性調(diào)節(jié)蛋白等相關(guān)基因和蛋白的表達(dá)，降低PCOS大鼠的高雄激素血癥，從而改善大鼠卵泡發(fā)育，改變卵巢多囊樣狀態(tài)。

1.2 GIP

GIP 是含有42個氨基酸的多肽，主要由十二指腸和空腸的K 細(xì)胞產(chǎn)生［1，12-13］。GIP 受體（glucosedependent insulinotropic peptide receptor，GIPR）也廣泛分布于全身，在胰腺、胃腸、脂肪組織、腎上腺、肺、垂體、心臟、骨、血管內(nèi)皮以及部分腦組織中均有表達(dá)［13］。其生理功能主要包括：增加胰島素的生物合成；促進(jìn)胰島β 細(xì)胞分化并減少凋亡；促進(jìn)脂肪組織蓄積及骨形成等［14-15］。

與GLP-1 相比，外源性GIP 的生物學(xué)效應(yīng)較小，故GIP 在2 型糖尿病治療中的研究較少［16］。全基因組關(guān)聯(lián)研究（genome-wide association study，GWAS）已經(jīng)確定了與體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）和內(nèi)臟脂肪積累相關(guān)的多個GIPR 位點(diǎn)，表明GIP 與肥胖之間關(guān)系密切。在動物實(shí)驗(yàn)中，敲除小鼠GIP、GIPR基因或切除分泌GIP 的K 細(xì)胞都顯示出對飲食誘導(dǎo)的肥胖（diet-induced obesity，DIO）和IR 具有保護(hù)作用［17-18］。Killion 等［19］分別在DIO 小鼠和肥胖的非人靈長類動物（non-human primates，NHPs）中單獨(dú)使用GIPR 拮抗劑或聯(lián)合GLP-1RA，結(jié)果發(fā)現(xiàn)聯(lián)合使用GIPR拮抗劑與GLP-1 RA 較單一使用GIPR 拮抗劑對體質(zhì)量減輕的效果更佳，該研究為GIPR 拮抗劑在治療肥胖的臨床應(yīng)用提供了依據(jù)。

Roux-en-Y 胃旁路（Roux-en-Y gastric bypass，RYGB）手術(shù)是目前常見的外科減肥手術(shù)方式之一，該術(shù)式將胃大部分切除，與中段空腸直接吻合，術(shù)后因攝入的營養(yǎng)物質(zhì)繞過了大部分胃、十二指腸和近端空腸，從而達(dá)到減輕體質(zhì)量和改善代謝的目的［20］。由于解剖重排導(dǎo)致腸道L 細(xì)胞的營養(yǎng)刺激增加，患者在RYGB 術(shù)后餐后GLP-1水平顯著升高；而由于繞過K 細(xì)胞會導(dǎo)致餐后GIP 水平降低［21］。Jamal 等［22］對20 名重度肥胖的PCOS 患者進(jìn)行RYGB 的術(shù)后隨訪，平均隨訪時間為46.7 個月，發(fā)現(xiàn)RYGB 手術(shù)減重可顯著改善PCOS的內(nèi)分泌和代謝紊亂，并顯著提高不孕患者的受孕率；其中有10例不孕患者，4例暫無生育需求，其余6例在術(shù)后3年內(nèi)懷孕，包括5例自然受孕和1例人工授精。

2 腸促胰素與HPO軸

目前，關(guān)于腸促胰素與HPO 軸的文獻(xiàn)報(bào)道尚少，腸促胰素對女性生殖功能的影響尚未明確。

2.1 GLP-1與HPO軸

GLP-1 受體已發(fā)現(xiàn)表達(dá)在包括室旁核（paraventricular nucleus，PVN）和漏斗核（infundibular nucleus，IFN）在內(nèi)的多個下丘腦核團(tuán)中。下丘腦PVN 是腦內(nèi)自主調(diào)控和內(nèi)分泌調(diào)節(jié)最主要的整合部位，PVN 小細(xì)胞部是GLP-1 介導(dǎo)下丘腦-垂體-腎上腺軸產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)的重要整合部位［23-24］。GLP-1 RA可能作用于正中隆起的促性腺激素釋放激素（gonadotropin-releasing hormone，GnRH）神經(jīng)元的分泌末端以刺激GnRH 分泌。下丘腦GLP-1R可能在GLP-1系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。

為了探究GLP-1 對下丘腦-垂體-性腺軸的影響，Beak 等［25］使用GT1-7 細(xì)胞作為神經(jīng)元黃體生成素釋放激素（luteinizing hormone releasing hormone，LHRH）釋放的模型，發(fā)現(xiàn)GLP-1 濃度依賴性地增加GT1-7 細(xì)胞中LHRH 的釋放，此外，往腦室內(nèi)注射GLP-1 可增加雄性大鼠的黃體生成素（luteinizing hormone，LH）濃度。2型糖尿病患者的PVN 和IFN 中GLP-1R 表達(dá)降低。Zynat 等［26］報(bào)道RYGB 手術(shù)可以增加糖尿病大鼠血清中GLP-1 以及下丘腦中GLP-1R的表達(dá)。

GLP-1 RA 類藥物可改善血糖水平，減輕體質(zhì)量，降低血壓和改善高脂血癥。liraglutide 是一種長效的GLP-1 RA，已被證實(shí)可以改變下丘腦弓狀核區(qū)域內(nèi)阿片-促黑素細(xì)胞皮質(zhì)素原神經(jīng)元以及神經(jīng)肽-Y 神經(jīng)元∕刺豚鼠相關(guān)肽神經(jīng)元的活性，從而參與調(diào)節(jié)機(jī)體的進(jìn)食行為、體質(zhì)量調(diào)節(jié)和葡萄糖以及能量代謝等功能［27］。Artunc-Ulkumen 等［28］利用鏈脲佐菌素誘導(dǎo)糖尿病大鼠模型，然后采集血樣檢測炎癥和氧化應(yīng)激標(biāo)志物，行子宮和雙側(cè)卵巢切除術(shù)進(jìn)行組織病理學(xué)檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)糖尿病可引起大鼠子宮內(nèi)膜腺體減少和間質(zhì)纖維化、卵巢間質(zhì)纖維化和炎性改變。血清轉(zhuǎn)化生長因子β、丙二酰醛、正五聚蛋白-3 等炎癥和氧化應(yīng)激標(biāo)志物的水平較高，而抗苗勒管激素（antimullerian hormone，AMH）水平較低；與使用生理鹽水的對照組相比，EXE 作為一種短效的GLP-1RA，減輕了糖尿病大鼠子宮內(nèi)膜和卵巢的纖維化，降低炎癥和氧化應(yīng)激標(biāo)志物，升高AMH，AMH升高提示有可能改善卵巢儲備功能。先前的研究強(qiáng)調(diào)了糖尿病女性卵巢早衰可能的自身免疫性病因，因?yàn)榇蠹s三分之一的早絕經(jīng)糖尿病女性同時伴有自身免疫性疾?。?8］。糖尿病和肥胖等代謝疾病可導(dǎo)致卵巢功能障礙，并主要通過直接針對卵巢儲備或間接干擾生殖激素的產(chǎn)生來影響女性的生育能力。此外，糖尿病女性卵泡微環(huán)境中的高水平的活性氧（ROS）也可能降低卵巢儲備［29］。因此，EXE在未來有望應(yīng)用于糖尿病婦女并同時有助于改善卵巢儲備功能減退。

2.2 GIP與HPO軸

GIP 影響HPO 軸的研究尚處于起步階段。Adriaenssens 等［30］表明GIPR 在人類和小鼠的下丘腦中表達(dá)并在下丘腦的弓狀核、背內(nèi)側(cè)核和室旁核中鑒定出表達(dá)GIPR 的細(xì)胞。Fu 等［31］用高脂飲食（high fat diet，HFD）誘導(dǎo)肥胖小鼠模型，發(fā)現(xiàn)GIP在HFD誘導(dǎo)的肥胖過程中升高，可能促進(jìn)并介導(dǎo)了下丘腦炎癥和IR。大鼠腦室注射GIP 會導(dǎo)致血清卵泡刺激素（follicle-stimulating hormone，F(xiàn)SH）降低。Nishiyama 等［32］在大鼠顆粒細(xì)胞培養(yǎng)中發(fā)現(xiàn)GIP 可調(diào)控骨形態(tài)發(fā)生蛋白-6（bone morphogenetic protein-6，BMP-6），并可抑制FSH 誘導(dǎo)的孕酮合成，還可增強(qiáng)BMP 誘導(dǎo)的顆粒細(xì)胞Smad 1∕5∕8 的激活功能，推測GIP 可能通過上調(diào)大鼠顆粒細(xì)胞中的BMP受體信號通路來調(diào)節(jié)卵巢性激素合成。

3 腸促胰素在PCOS發(fā)病機(jī)制中的可能作用

PCOS 是育齡期婦女最常見的婦科內(nèi)分泌疾病，主要的病理生理特征為高雄激素血癥和胰島素抵抗，常伴有超重或肥胖及糖脂代謝異常［33-34］。PCOS 的發(fā)病機(jī)制尚不明確，隨著神經(jīng)內(nèi)分泌研究的進(jìn)展，目前對PCOS 的神經(jīng)內(nèi)分泌起源的研究受到關(guān)注，HPO 軸調(diào)節(jié)功能異常被認(rèn)為是PCOS 發(fā)病機(jī)制的重要環(huán)節(jié)［33］。PCOS 患者的下丘腦GnRH 脈沖頻率增快，GnRH 的總分泌量增加［33，35］。GnRH對LH、FSH 的合成和分泌調(diào)控具有差異性，即較慢的GnRH 脈沖頻率主要促進(jìn)FSH 分泌，而較快的GnRH 脈沖頻率主要是引起LH 分泌［35］。在PCOS患者中，由于LH 對GnRH 應(yīng)答的增加和GnRH 的差異性調(diào)控，導(dǎo)致LH 分泌過量，而FSH 相對不足，從而使LH∕FSH 比值增加。高水平的LH 促進(jìn)卵巢分泌雄激素，而FSH水平相對不足導(dǎo)致卵巢顆粒細(xì)胞中的芳香化酶活性下降，使睪酮不能轉(zhuǎn)化成為雌激素，從而雌激素水平不足［33，35-36］。

目前，已有的研究普遍認(rèn)為PCOS 體內(nèi)存在著腸促胰素的代謝異常。Vrbikova 等［37］的研究結(jié)果顯示，在健康育齡婦女及PCOS 患者中，經(jīng)口服葡萄糖耐量試驗(yàn)（oral glucose tolerance test，OGTT）后的GLP-1 和GIP 水平存在顯著差異，其中PCOS 患者的總GIP 水平高于對照組，OGTT 后3 h 的GLP-1水平低于對照組；但PCOS 組的空腹GIP 和空腹GLP-1 水平較對照組無差異。李萍等［38］的研究表明PCOS 患者的空腹血清GIP 水平高于對照組，GLP-1 水平低于對照組；肥胖型PCOS 患者GIP 水平顯著高于對照組。與之相反，Svendsen 等［39］報(bào)道，與肥胖對照女性和PCOS 瘦型女性相比，患有PCOS的肥胖女性在OGTT 期間的總GIP水平較低。但迄今為止，國內(nèi)外有關(guān)PCOS 患者GLP-1 和GIP分泌的數(shù)據(jù)仍然較少且不一致，其可能的原因是不同的納入人群標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)指標(biāo)檢測試劑盒。

Moffett 等［40］表明同時敲除小鼠的GLP-1R 和GIPR 后，小鼠的妊娠率顯著降低，產(chǎn)仔數(shù)顯著減少，且在二甲雙胍治療期間并未得到糾正，這提示腸促胰素對妊娠率的影響可能是直接的，而不是完全由減輕IR 所介導(dǎo)。RYGB 減重手術(shù)可恢復(fù)患有嚴(yán)重肥胖和PCOS 的女性生育能力，這反映了由減輕IR 介導(dǎo)的間接影響以及手術(shù)誘導(dǎo)的腸促胰素和相關(guān)肽激素的變化可能對卵巢和下丘腦-垂體-腎上腺軸產(chǎn)生直接影 響［22，44］?？傊?，腸促胰素在PCOS 發(fā)病機(jī)制中的作用可能是通過IR 間接介導(dǎo)，也可能是直接影響HPO 軸，腸促胰素或許可為PCOS 和其他生殖障礙提供一種新的治療思路，但仍需要進(jìn)一步的研究來確定所涉及的機(jī)制。

4 小結(jié)

綜上所述，腸促胰素GLP-1 和GIP 均可促進(jìn)胰島素的釋放并降低血糖。PCOS 患者存在腸促胰素代謝異常。下丘腦可表達(dá)GLP-1 受體和GIP受體，腸促胰素可能直接作用于HPO 軸，或者通過改善IR 間接作用調(diào)節(jié)女性生殖功能。腸促胰素對PCOS 的作用及其具體機(jī)制仍需進(jìn)一步研究明確。