趙明飛 宋學茹
天津醫(yī)科大學總醫(yī)院婦產(chǎn)科生殖中心,天津 300052
多囊卵巢綜合征(polycystic ovary syndrome,PCOS)是絕經(jīng)前婦女常見的生殖障礙、內(nèi)分泌代謝紊亂性疾病,研究顯示其發(fā)病率為6%~8%,且呈逐年增高趨勢[1]。目前PCOS 的病因不明,且臨床癥狀復雜,危害機體多個系統(tǒng)的健康穩(wěn)態(tài),主要表現(xiàn)在生殖功能障礙、能量代謝異常,臨床上常表現(xiàn)為月經(jīng)紊亂、閉經(jīng)、排卵障礙、高雄激素血癥、肥胖、高胰島素血癥、黃體生成素(luteinizing hormone,LH)水平升高等。PCOS 病因復雜,發(fā)病機制尚未明確,因此尚無治愈方法,PCOS 患者常需要其終生管理,如通過調(diào)整生活方式、對癥處理、促排卵等,解決月經(jīng)紊亂、異常子宮出血、不孕等階段性需求,同時長期管理,降低如子宮內(nèi)膜病變、心血管疾病、糖尿病等遠期并發(fā)癥的發(fā)生風險。
Kisspeptin 是包含多個亞型的神經(jīng)肽家族,是Kotani 等[2]在研究惡性腫瘤轉(zhuǎn)移機制時發(fā)現(xiàn),通過熒光原位雜交定位于常染色體的一種新的基因片段1q32-q41,后被命名為KISS-1 的基因編碼,其前體通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)水解衍生出具有生物活性的多肽,根據(jù)不同的氨基酸長度分為不同亞型,包括有Kisspeptin-54、10、13、14,其在C 末端均具有精氨酸-苯磺氨酸酞胺基的高度保守系列。G 蛋白偶聯(lián)受體54(G protein-coupled receptor 54,GPR54)為其特異性受體。Kisspeptin 在中樞系統(tǒng)與其受體結合后引發(fā)促性腺激素釋放激素(gonadotropinreleasing hormone,GnRH)峰,進而有效刺激物垂體分泌促性腺激素(gonadotropin,Gn),因此認為Kisspeptin 是調(diào)控生殖內(nèi)分泌系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)Kisspeptin 及其受體系統(tǒng)分布在機體神經(jīng)及生殖系統(tǒng)的同時,如下丘腦、垂體、卵巢、胎盤等組織,還在脊髓、胰腺、脂肪、小腸等周圍器官中廣泛分布[3-6]。雖然最開始關于Kisspeptin 及其受體系統(tǒng)的研究是關于人類黑色素瘤的轉(zhuǎn)移抑制作用,但是國內(nèi)外多項研究[7-10]均提示Kisspeptin多肽類激素在機體內(nèi)廣泛分布,在生殖內(nèi)分泌及能量代謝方面起到了重要的調(diào)控及平衡作用。排卵障礙、生殖內(nèi)分泌紊亂及能量代謝紊亂為PCOS 患者的主要臨床表現(xiàn)。Jeon 等[11]發(fā)現(xiàn)PCOS 患者血漿中Kisspeptin 多肽類激素的基礎水平顯著高于正常對照組女性,因而大膽推斷Kisspeptin 多肽類激素在PCOS 發(fā)生、發(fā)展的病理過程中起到了一定作用,本文將圍繞上述內(nèi)容展開闡述。
GnRH 作為下丘腦-垂體-性腺(hypothalamuspituitary-gonad,HPG)軸的啟動因子[12],是女性生殖調(diào)控過程中重要的神經(jīng)激素。在下丘腦中Kisspeptin 多肽類激素與GPR54 受體結合后作用于下丘腦GnRH 神經(jīng)元,從而進行神經(jīng)信號傳遞[13-14]。主要過程為青春期啟動后的下丘腦通過規(guī)律的脈沖分泌GnRH,刺激垂體合成與分泌Gn,Gn 再作用于性腺,生成性激素,生殖器官在性激素的作用下生長與發(fā)育,機體獲得生育能力。研究發(fā)現(xiàn)從卵泡早期到排卵前期,Kisspeptin 多肽類激素的表達水平不斷升高,促進了GnRH 的分泌[15],進而增加Gn 和雌激素分泌,而適量水平的雌激素激活下丘腦中的KISS-1 基因表達Kisspeptin 多肽類激素,其作用于下丘腦神經(jīng)元后釋放GnRH,促進垂體釋放Gn,形成LH 峰,誘導排卵的發(fā)生[16-17]。動物實驗證實Kisspeptin 多肽類激素對下丘腦-垂體-性腺軸的調(diào)控。有研究[18]將Kisspeptin 多肽類激素注入小鼠的側腦室后,發(fā)現(xiàn)其能有效刺激垂體分泌LH 和卵泡刺激素(follicle-stimulating hormone,F(xiàn)SH),但有研究還顯示提前使用GnRH 拮抗劑則阻斷了Kisspeptin 促進Gn 釋放的這種作用,因此表明Kisspeptin 多肽類激素在中樞系統(tǒng)通過調(diào)控GnRH 的釋放來促進Gn 的分泌,為HPG 軸的關鍵信號傳遞者。而PCOS 患者常伴發(fā)持續(xù)性高LH 血癥,從而影響正常峰值的形成,即垂體組織分泌過多的LH 導致排卵的周期性喪失,導致生殖、內(nèi)分泌功能失調(diào),出現(xiàn)排卵障礙、月經(jīng)紊亂[19]。有研究[11,20-21]發(fā)現(xiàn)在PCOS 患者中,其機體內(nèi)Kisspeptin 多肽類激素的水平與正常人比較有顯著升高,且其表達水平與LH 水平的表達呈正相關。因此考慮異常表達的Kisspeptin 多肽類激素可能在中樞系統(tǒng)通過升高機體的LH 水平,抑制卵泡的發(fā)育,使其停留在竇卵泡階段,導致卵巢的多囊性改變,出現(xiàn)生殖障礙,在一定程度上促使PCOS 的發(fā)生及發(fā)展。
國內(nèi)外有研究發(fā)現(xiàn)Kisspeptin 多肽類激素在維持機體的正常能量代謝方面有極其重要作用[22-23]。Luque 等[24]的動物研究發(fā)現(xiàn),成年小鼠下丘腦當中表達的Kisspeptin 特異性受體的mRNA 水平在禁食幾個小時后出現(xiàn)了明顯的下降。而其他動物研究有類似的發(fā)現(xiàn),母羊在禁食后,其KISS-1 基因的表達在下丘腦中的也發(fā)生顯著降低[25]。Brown 等[26]研究發(fā)現(xiàn),大鼠在進食一段時間后,KISS-1 基因的表達水平不僅在下丘腦中顯著降低,其外周脂肪組織中的表達水平亦有顯著變化。主要表現(xiàn)為機體在處于能量負平衡時,大鼠下丘腦中的KISS-1 基因出現(xiàn)顯著下降,但在外周脂肪組織中檢測到KISS-1 基因表達水平卻增加。另外,還有動物研究發(fā)現(xiàn)[27],給予成年獼猴靜脈注射Kisspeptin 多肽類激素后,可使其體內(nèi)血脂聯(lián)素顯著升高。國內(nèi)研究顯示[28]Kisspeptin 不僅可通過性腺軸調(diào)控機體的生殖內(nèi)分泌功能,還可以通過與外周組織中的GPR54 受體結合而局部來調(diào)節(jié)生殖內(nèi)分泌的功能。研究者發(fā)現(xiàn)[21]Kisspeptin 多肽類激素在PCOS 患者中的表達水平顯著異常于正常人。PCOS 患者血漿中Kisspeptin 多肽類激素的表達水平顯著高于正常對照組女性,而血漿Kisspeptin 的表達水平在PCOS患者中隨著體重指數(shù)增高反而下降。肥胖的PCOS患者常常有高胰島素血癥及糖脂代謝異常,而較高水平的血糖、胰島素、血脂等可促進脂肪細胞產(chǎn)生瘦素,致瘦素升高。PCOS 患者的胰島素抵抗與瘦素的異常有密切關聯(lián)[29],且肥胖PCOS 患者機體的瘦素檢測值較正常女性相比顯著升高。另外研究還發(fā)現(xiàn)[30]經(jīng)藥物控制肥胖型糖尿病患者血糖后,降低血清Kisspeptin 的水平可改善胰島β 細胞的功能,顯著減輕患者的胰島素抵抗的臨床表現(xiàn),改善脂代謝水平。因此可推斷Kisspeptin 處于能量代謝的重要環(huán)節(jié),其不僅可直接通過中樞系統(tǒng)影響性腺軸導致排卵障礙,還間接地通過調(diào)控機體的能量代謝導致PCOS 發(fā)生、發(fā)展,PCOS 患者表現(xiàn)出典型的代謝異常,如胰島素抵抗、血糖異常、高脂血癥等。Kisspeptin 異常水平使得PCOS 患者在能量代謝紊亂、生殖障礙方面形成惡性循環(huán)。
已有研究證實在PCOS 患者的卵巢中,Kisspeptin多肽類激素在卵泡液微環(huán)境中的表達異常,其可能影響卵巢排卵功能,參與其發(fā)生的病理過程。低劑量和中等劑量的Kisspeptin 可以直接作用于卵巢影響其功能,促進卵泡顆粒細胞的增殖或抑制細胞凋亡[31]。郭威[32]研究通過對顆粒細胞上KISS-1 的基因表達檢測發(fā)現(xiàn),在PCOS 患者卵泡液中,KISS-1 mRNA 的表達水平顯著升高,從而推斷PCOS 的發(fā)生與顆粒細胞內(nèi)異常表達的Kisspeptin 緊密相關;Kisspeptin對卵泡內(nèi)顆粒細胞的作用與其濃度有關,推測Kisspeptin 對卵泡內(nèi)顆粒細胞的增殖作用有最佳作用濃度區(qū)間。此研究還發(fā)現(xiàn)Kisspeptin 在卵泡內(nèi)的表達水平達到一定閾值后對顆粒細胞增殖的促進作用就會轉(zhuǎn)變?yōu)橐种谱饔?。而無論卵泡內(nèi)顆粒細胞過度凋亡亦或異常增殖均會導致大量的卵泡募集,其為PCOS 患者多囊樣改變的病理基礎。因此PCOS 患者卵巢組織內(nèi)異常表達的Kisspeptin 多肽類激素,通過影響卵泡微環(huán)境,致使卵泡內(nèi)的顆粒細胞表達異常,影響其卵巢功能,從而導致PCOS患者發(fā)生卵巢多囊性改變。
造成PCOS 患者不孕的主要因素是排卵障礙,對于有生育要求的PCOS 患者,促排卵治療是其最主要的治療方法。但合并有輸卵管梗阻或者促排卵屢次失敗的PCOS 患者普遍選擇應用體外受精-胚胎移植(in vitro fertilization and embryo transfer,IVF-ET)技術助孕。PCOS 患者卵巢儲備功能較高,且對Gn 具有高度的敏感性[33],尤其年輕瘦小的患者更加容易發(fā)生卵巢高反應。卵巢高反應表現(xiàn)為在超促排卵過程中有過多的卵泡同一時間發(fā)育成熟,使得機體內(nèi)血管活性因子過多,導致全身血管通透性增加,其內(nèi)液體滲出于第三間隙,產(chǎn)生腹水、胸水、心包積液等。主要臨床表現(xiàn)為腹脹、腹痛、喘憋、少尿、嘔吐、機體高凝狀態(tài)、血栓形成,嚴重者甚至危及生命。此為卵巢過度刺激綜合征(ovarian hyperstimulation syndrome,OHSS),是IVFET 助孕過程中嚴重的并發(fā)癥,同時也是一種醫(yī)源性疾患,而在輔助生殖技術中使用人絨毛膜促性腺激素(human chorionic gonadotropin,hCG)扳機尤其加重了OHSS 發(fā)生的。Nastri 等[34]研究發(fā)現(xiàn),在IVF-ET 促排卵過程中應用Kisspeptin 這種多肽類激素扳機,不僅能有效促進卵母細胞成熟,同時使OHSS 的發(fā)生率顯著降低。Abbara 等[35]研究結果也證實Kisspeptin 在助孕過程中成功地誘導助孕患者卵母細胞成熟的同時,還降低了OHSS 的發(fā)生率??紤]Kisspeptin 作為內(nèi)源性GnRH 釋放的有效激發(fā)因子,促使卵巢啟動更多生理性Gn 刺激,高效安全地促使卵子發(fā)育成熟。但是臨床上目前尚未應用Kisspeptin 多肽類激素代替?zhèn)鹘y(tǒng)hCG 的扳機,其給藥劑量及方式仍需大量臨床試驗探索和驗證。但上述研究為Kisspeptin 多肽類激素用于IVF-ET 技術臨床過程提供了可靠的依據(jù)。
作為生殖系統(tǒng)功能和能量代謝過程的重要交叉點,Kisspeptin 作為一種多肽類激素不僅僅在中樞調(diào)節(jié)及外周能量代謝兩個方面參與PCOS 疾病發(fā)生和發(fā)展,另外還可能通過調(diào)節(jié)卵泡微環(huán)境,造成了卵巢的多囊樣改變,影響卵子的質(zhì)量,因此考慮Kisspeptin 多肽類激素在PCOS 發(fā)生、發(fā)展中的起到了一定作用。并且在助孕患者中Kisspeptin 多肽類激素在成功地誘導卵子的成熟的同時,還顯著降低OHSS 的發(fā)生率。通過積極開展Kisspeptin 在生殖及代謝這一方面的研究,將對其認識更加深入和全面,臨床上的重要應用價值也即將被挖掘,對于PCOS 等生殖障礙、代謝異?;颊叩闹委熅哂兄匾饬x。