馮子岑,張帥,張?jiān)粕?/p>
天津市中心婦產(chǎn)科醫(yī)院生殖醫(yī)學(xué)中心,天津 300100
早發(fā)性卵巢功能不全[1](premature ovarian insufficiency, POI)是指女性在40歲以前卵巢功能衰退的一種臨床綜合征,以月經(jīng)紊亂(月經(jīng)稀發(fā)或閉經(jīng))、高促性腺激素和低雌激素為主要特征。2016年以前,POI也被稱為卵巢早衰(POF),是指40歲以前女性卵巢功能的完全衰竭。但有報(bào)道[2]顯示,有5%~10%診斷為POF的患者可成功妊娠并順利分娩,即卵巢可以間歇性恢復(fù)排卵功能。隨著研究不斷深入,臨床人員逐漸意識(shí)到卵巢功能衰竭是一個(gè)逐步發(fā)展、病因復(fù)雜、臨床表現(xiàn)多樣性的一種綜合征,POF僅代表卵巢功能達(dá)到衰竭的終末階段。因此,2016年歐洲人類生殖與胚胎學(xué)會(huì)(ESHRE)正式提出POI這一概念[1],以便與POF概念作一區(qū)別。近年來,隨著環(huán)境污染日益嚴(yán)重,以及現(xiàn)代社會(huì)越來越多女性由于生活方式、職業(yè)和經(jīng)濟(jì)限制而推遲生育,導(dǎo)致POI成為臨床上的一種常見病。最近一個(gè)薈萃分析[3]表明,全球范圍內(nèi)POI發(fā)病率為1%~3.7%,影響著1400多萬育齡期女性,且有逐年不斷升高趨勢(shì)。POI的發(fā)病原因眾多,呈現(xiàn)高度異質(zhì)性,約50%的患者未找到明確病因。已知潛在致病因素主要包括卵巢先天發(fā)育異常、遺傳缺陷、自身免疫疾病、醫(yī)源性因素、感染因素和環(huán)境污染物暴露等[4]?,F(xiàn)將近年來國(guó)內(nèi)外關(guān)于POI病因的研究進(jìn)展綜述如下。
雌性哺乳動(dòng)物中,卵巢的生殖壽命取決于其卵泡池內(nèi)原始生殖細(xì)胞(PGCs)的數(shù)量和質(zhì)量。正常情況下,自PGCs前體細(xì)胞從胚胎體細(xì)胞分化形成后,即進(jìn)入一個(gè)自我增殖并沿特定路線遷移的過程,最終到達(dá)生殖嵴并與周圍體細(xì)胞共同構(gòu)成原始性腺。然而,遷移過程中并不是所有的PGCs都能到達(dá)生殖嵴,僅有少量PGCs到達(dá),大部分PGCs停留在了其遷移途徑的后腸、背側(cè)體壁、中腎、皮質(zhì)周圍等區(qū)域[5]??傮w來說,PGCs遷移過程包括主動(dòng)和被動(dòng)遷移兩種方式,同時(shí)經(jīng)歷了一系列復(fù)雜的分子調(diào)控以及廣泛的表觀遺傳重編程等過程,因此容易受到多種因素,如子宮內(nèi)接觸到化學(xué)物質(zhì)、某些藥物具有內(nèi)分泌干擾作用等的干擾,而導(dǎo)致遷移進(jìn)入原始性腺的PGCs數(shù)量不足,從而導(dǎo)致原始卵泡池形成缺陷及POI發(fā)生。另外,由于這些PGCs能夠表達(dá)多能性基因,如果其在性腺中沒有接收到正確的調(diào)控分化信號(hào)的刺激,很可能會(huì)發(fā)展成生殖細(xì)胞腫瘤[5]。
有報(bào)道指出,由于14%~18%的POI臨床患者有一級(jí)或二級(jí)親屬,因此遺傳缺陷在POI發(fā)病機(jī)制中的作用是必需考慮因素[6]。最新研究[7]顯示,遺傳缺陷占POI患者發(fā)病原因的20%~25%,包括染色體異常和基因突變。
2.1 染色體異常 染色體異常引起的POI在不同人群中患病率各不相同,其值為10%~13%[8]。具體而言,所有X染色體非整倍體、X染色體結(jié)構(gòu)異常與X-常染色體易位、常染色體異常均可能導(dǎo)致POI發(fā)生。
2.1.1 X染色體非整倍體 特納綜合征(Tuner syndrome, TS)是女性一種性染色體疾病,由一條X染色體完全或部分缺失導(dǎo)致,核型為45,XO或45X/46XX,發(fā)病率為1/2500。TS是導(dǎo)致POI最常見的遺傳原因,占POI患者的4%~5%[4]。TS患者表現(xiàn)為卵巢發(fā)育不全和卵泡加速閉鎖,且癥狀嚴(yán)重程度取決于基因型是45,XO單體還是45X/46XX鑲嵌型,但其具體機(jī)制尚不明確。此外,同樣為核型45,XO的胎兒和成人患者,兩者卵巢細(xì)胞組織學(xué)表現(xiàn)明顯不同,后者通常缺乏生殖細(xì)胞。因此MAN等[4]認(rèn)為,TS患者發(fā)生POI的病因是生殖細(xì)胞加速閉鎖,而不是生殖細(xì)胞在子宮內(nèi)形成或遷移缺陷導(dǎo)致。最新研究[9]表明,TS相關(guān)的POI可能與端粒功能、長(zhǎng)度以及表觀遺傳學(xué)修飾有關(guān)。45X/46XX基因型TS患者特征是繼發(fā)性閉經(jīng),即意味著患者一開始是可生育的(產(chǎn)生較低水平的卵泡),然而,隨著時(shí)間推移,生育能力會(huì)逐漸下降,最終導(dǎo)致POI[10-11]。相反,45,XO患者特征是原發(fā)性閉經(jīng),月經(jīng)初潮及排卵幾率很?。?0]。另一種導(dǎo)致POI的核型為47,XXX,表現(xiàn)為X三體綜合征(Trisomy X syndrome, TXS),但僅有少數(shù)關(guān)于TXS導(dǎo)致POI的文獻(xiàn)報(bào)道。SHANLEE等[12]研究顯示,TXS患者抗繆勒管激素(anti-Müllerian hormone, AMH)水平顯著低于健康女性,因此導(dǎo)致POI患病風(fēng)險(xiǎn)明顯增加。此外,促卵泡生成素(follicle stimulating hormone, FSH)、促黃體生成素(luteinizing hormone, LH)水平增加導(dǎo)致的月經(jīng)周期紊亂也與POI發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)。
2.1.2 X染色體結(jié)構(gòu)異常與X-常染色體易位 DIBATTISTA等研究[10]表明,X染色體上存在2個(gè)可導(dǎo)致POI的重要區(qū)域,分別定義了與卵巢功能相關(guān)的X染色體缺失和X-常染色體易位斷點(diǎn)位置;第一個(gè)區(qū)域由X染色體長(zhǎng)臂一部分組成,其范圍為Xq24-Xq27(不包括FMR1)基因,而第二個(gè)區(qū)域由Xq13.1-Xq21.33組成。目前研究認(rèn)為,兩條X染色體上均存在與卵泡發(fā)生相關(guān)的重要基因,對(duì)于維持女性生育力極其重要。因此,如果存在X染色體長(zhǎng)臂或短臂的任何缺失、X-常染色體易位等異常,均可能導(dǎo)致卵子發(fā)生受損或障礙,進(jìn)而導(dǎo)致POI[4]。
2.1.3 常染色體異常 常染色體微缺失、易位、異位顯性和與常染色體基因相關(guān)的表觀遺傳學(xué)異常均可導(dǎo)致POI發(fā)生[13]。已有文獻(xiàn)[14]報(bào)道了來自不同種族、不同POI人群的23例常染色體異常類型患者,包括羅伯遜易位、相互易位、染色體倒置等,但其具體機(jī)制尚不明確。
2.2 基因突變 基因突變是指位于染色體上的DNA堿基對(duì)的置換、增加或缺失而引起基因結(jié)構(gòu)的變化,也稱為點(diǎn)突變。由于女性基因組只包括X染色體和常染色體,因此POI患者基因突變類型包括X染色體基因突變和常染色體基因突變兩種類型。
2.2.1 X染色體基因突變 POI患者中最常見的基因缺陷是脆性X智力低下基因(fragile-x mental-retardation1, FMR1)前突變,F(xiàn)MR1基因位于X染色體上,在其5'非翻譯區(qū)(5'UTR)內(nèi)含有一個(gè)CGG三核苷酸重復(fù)序列,其拷貝數(shù)擴(kuò)增可導(dǎo)致生殖和神經(jīng)疾病。CGG重復(fù)序列長(zhǎng)度分為4個(gè)不同大小范圍:5~44為正常個(gè)體;45~54為中間型、55~200為前突變型,部分女性會(huì)導(dǎo)致POI發(fā)生;>200為全突變個(gè)體,表現(xiàn)為廣泛的臨床、認(rèn)知和行為功能障礙。據(jù)報(bào)道,約16%攜帶FMR1前突變型患者出現(xiàn)POI表型[8]。
2.2.2 常染色體基因突變 目前發(fā)現(xiàn),越來越多的常染色體基因突變可導(dǎo)致POI發(fā)生[8],根據(jù)其功能可分為:生殖細(xì)胞發(fā)育相關(guān)基因(NANOS、EIF4ENIF1)和卵子、卵泡發(fā)生相關(guān)基因(SF1、LHX8、FIGLA),類固醇發(fā)生相關(guān)基因(NR5A1),激素信號(hào)分子及相關(guān)受體基因(FSHR、AMHR2、BMPR1A、BMPR1B),mRNA轉(zhuǎn)錄、翻譯及代謝相關(guān)基因(EIF4ENIF1、NANOS3、KHDBRS),顆粒細(xì)胞-線粒體生理功能關(guān)鍵基因(RMND1、CLPB、TFAM)等。眾所周知,減數(shù)分裂是配子發(fā)生的一個(gè)重要過程,其中同源染色體正確配對(duì)和聯(lián)會(huì)是保證基因組穩(wěn)定性、促進(jìn)配子多樣性的重要前提。因此,配對(duì)和聯(lián)會(huì)的任何偏差都會(huì)導(dǎo)致減數(shù)分裂停滯和配子發(fā)生失敗。最近,ZHANG等[6]發(fā)現(xiàn),細(xì)胞核外模、內(nèi)膜結(jié)構(gòu)域蛋白KASH5和SUN1組成的核骨架和細(xì)胞骨架(linker of nucleoskeleton and cytoskeleton, LINC)復(fù)合物的接頭,在減數(shù)分裂同源染色體配對(duì)過程中發(fā)揮著不可或缺的作用,決定著卵巢儲(chǔ)備。體外研究同時(shí)發(fā)現(xiàn),在KASH5中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)純合剪接位點(diǎn)變體(c.7G>A),該變體擾亂了KASH5的核膜定位及其與SUN1結(jié)合。小鼠模型中Kash5或Sun1破壞后,可有效阻止同源染色體配對(duì),進(jìn)而導(dǎo)致減數(shù)分裂停滯和卵子生成缺陷,最終導(dǎo)致POI發(fā)生[6]。同時(shí),不同研究[15-16]發(fā)現(xiàn),TP63基因功能突變可導(dǎo)致女性POI發(fā)生,即突變導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄因子Tap63α蛋白C端反式激活抑制結(jié)構(gòu)域(TID)異常和突變蛋白四聚體形成,進(jìn)而通過增加凋亡誘導(dǎo)因子表達(dá)而導(dǎo)致卵母細(xì)胞過度凋亡,進(jìn)而導(dǎo)致POI發(fā)生。另外,轉(zhuǎn)錄因子堿性核蛋白1(basonuclin1, BNC1)可能是一種有助于維持卵巢儲(chǔ)備的因素,缺乏BNC1會(huì)導(dǎo)致卵母細(xì)胞內(nèi)氧化還原穩(wěn)態(tài)失調(diào),進(jìn)而激活卵母細(xì)胞內(nèi)鐵死亡(ferroptosis)信號(hào)通路,最終導(dǎo)致卵母細(xì)胞凋亡、閉鎖和POI發(fā)生[17]。動(dòng)物模型中,小鼠卵母細(xì)胞特異性敲除Bnc1也可誘導(dǎo)出POI表型,由此表明Bnc1對(duì)卵母細(xì)胞存活發(fā)揮至關(guān)重要作用。需指出的是,目前大多被鑒定出的POI致病基因主要富集在減數(shù)分裂過程以及少數(shù)與卵泡發(fā)育相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子、生長(zhǎng)因子等,而對(duì)卵巢其他生理、生物學(xué)過程方面研究相對(duì)較少,因此仍需研究人員進(jìn)一步尋找、篩選更多POI相關(guān)性更高的致病基因。
近年來,研究[18]表明POI與自身免疫疾病之間存在很強(qiáng)相關(guān)性。POI臨床病例致病因素中,自身免疫疾病占10%~55%,患者主要表現(xiàn)為淋巴細(xì)胞性卵巢炎、抗卵巢抗體陽性、并發(fā)自身免疫性疾?。I上腺、甲狀腺、胰腺)等。目前研究[19]認(rèn)為,卵巢是人類自身免疫常見的攻擊靶點(diǎn),淋巴細(xì)胞性卵巢炎在自身免疫疾病合并POI患者發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用,尤其是卵泡液中一系列炎癥細(xì)胞、細(xì)胞因子浸潤(rùn),已被證實(shí)參與卵巢的各種生理功能,持續(xù)的自身免疫攻擊會(huì)導(dǎo)致卵巢組織損傷以及功能障礙,表現(xiàn)為卵巢儲(chǔ)備減少、不明原因不孕或POI等[19]。臨床資料[4]表明,腎上腺自身免疫疾病是導(dǎo)致POI最常見的類型,占自身免疫性POI的60%~80%;其次多見的自身免疫性POI是甲狀腺自身免疫,占14%~27%。YITING HSIEH等[20]發(fā)表了一項(xiàng)縱向人群回顧性隊(duì)列研究,得出甲狀腺自身免疫疾病顯著增加POI發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的結(jié)論。因此,研究人員建議對(duì)患有自身免疫性疾病的女性進(jìn)行卵巢儲(chǔ)備評(píng)估,如橋本甲狀腺炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡(SLE)和1型糖尿病(T1DM)等。
臨床中導(dǎo)致POI發(fā)生的醫(yī)源性因素,主要是盆腔手術(shù)和癌癥放化療對(duì)卵巢組織和功能的損傷。近年來,由于環(huán)境污染日益嚴(yán)重,以及女性生活、工作壓力不斷增大,導(dǎo)致各種婦科良、惡性疾病發(fā)病率不斷增加,必然伴隨著一系列婦科手術(shù)和癌癥放化療治療等,因此不可避免對(duì)卵巢組織造成損傷、影響卵巢供血功能,進(jìn)而導(dǎo)致卵巢慢性炎癥、氧化應(yīng)激甚至POI發(fā)生。放療具有極強(qiáng)的促性腺毒性[4],可直接導(dǎo)致細(xì)胞DNA損傷和分裂停滯,使暴露的卵母細(xì)胞在幾小時(shí)內(nèi)發(fā)生凋亡。然而,放化療是否會(huì)導(dǎo)致POI主要取決于放療部位及強(qiáng)度、藥物劑量和患者年齡。患者年齡越大,發(fā)生POI風(fēng)險(xiǎn)越大。最新研究[21]認(rèn)為,<4 Gy放療治療不影響生育能力,而POI通常發(fā)生在接受治療劑量>20 Gy的兒童癌癥患者中。最近HILAL等對(duì)宮頸癌患者進(jìn)行盆腔放療治療時(shí),劑量<1.36 Gy患者在放療后12個(gè)月內(nèi)沒有出現(xiàn)POI[22]?;熕幬飳?dǎo)致POI的途徑主要有兩種[23]:一種是藥物對(duì)卵母細(xì)胞和顆粒細(xì)胞的直接毒性作用,尤其是烷化劑類藥物,可通過激活Bax和線粒體凋亡途徑導(dǎo)致生長(zhǎng)卵泡中的顆粒細(xì)胞凋亡,臨床治療后大多患者不可避免并發(fā)POI;另一種是通過對(duì)生長(zhǎng)卵泡的損傷間接過度激活原始卵泡,進(jìn)而導(dǎo)致過多原始卵泡閉鎖、凋亡,增加POI發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)[23]。
臨床上與POI關(guān)系最密切的感染包括腮腺炎和HIV病毒感染。腮腺炎病毒感染可引起腮腺炎并導(dǎo)致腮腺炎性卵巢炎,2%~8%卵巢炎病例可合并POI[24]。然而,這種影響往往是短暫的,大多POI患者在感染恢復(fù)后卵巢功能恢復(fù)正常;其次,HIV病毒感染及其治療都會(huì)損害卵巢功能,進(jìn)而導(dǎo)致POI[4]。同時(shí),POI也被認(rèn)為與其他感染有關(guān),如結(jié)核桿菌、水痘病毒、巨細(xì)胞病毒、帶狀皰疹病毒等。此外,雖然目前沒有證據(jù)能夠表明近幾年流行的新型冠狀病毒2(SARS-CoV-2)感染是否會(huì)導(dǎo)致POI發(fā)生,但有研究認(rèn)為[25],SARS-CoV-2侵入人體后會(huì)導(dǎo)致全身免疫系統(tǒng)紊亂,繼而發(fā)生卵巢免疫損傷、生殖內(nèi)分泌紊亂、卵巢儲(chǔ)備功能下降等并發(fā)癥,同時(shí)患者出現(xiàn)心理壓力增加、焦慮等不良情緒均可能導(dǎo)致POI發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)增加。因此,各種慢性感染伴發(fā)的炎癥反應(yīng)、慢性免疫激活、免疫衰老和氧化應(yīng)激等病理過程均有可能導(dǎo)致卵巢組織的炎癥損傷、表面纖維化以及顆粒細(xì)胞線粒體功能障礙,進(jìn)而導(dǎo)致POI。
前期研究中,很少有研究人員或臨床醫(yī)生能夠?qū)h(huán)境污染物暴露與人類POI發(fā)病聯(lián)系起來。然而,動(dòng)物研究[4]表明,農(nóng)藥、吸煙和鄰苯二甲酸鹽與POI發(fā)生有關(guān)。不同年齡小鼠暴露于煙霧或鄰苯二甲酸鹽后,卵泡計(jì)數(shù)均明顯減少。目前研究[26-27]表明,農(nóng)藥、煙草化學(xué)煙霧中含有的多種化學(xué)物質(zhì)成分,以及多種鄰苯二甲酸酯(廣泛用于制造食品包裝材料、個(gè)人護(hù)理化妝品、醫(yī)用膠管等)已被確定為內(nèi)分泌干擾物質(zhì)(endocrine disrupting chemicals,EDCs),日常生活中可通過口服、吸入或皮膚接觸進(jìn)入人體,可能通過3種途徑降低卵巢儲(chǔ)備功能:①干擾內(nèi)分泌活動(dòng);②氧化應(yīng)激:卵巢細(xì)胞中活性氧物質(zhì)(reactive oxygen species, ROS)過量產(chǎn)生/水平升高導(dǎo)致竇卵泡凋亡;③表觀遺傳修飾:導(dǎo)致人體DNA甲基化水平降低,不僅損害卵巢功能導(dǎo)致POI發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)增加,同時(shí)可跨代遺傳給后代[27-29]。
綜上所述, POI已成為育齡期女性一種常見臨床疾病,且其發(fā)病率正在逐年增加。但至今,其病因和具體發(fā)病機(jī)制尚不完全清楚。因此,POI病因?qū)W的研究仍有許多亟待探討和解決的問題。因此,能否為廣大POI患者提供更好的治療和服務(wù),仍需眾多研究人員和臨床醫(yī)生進(jìn)一步的研究和探索。另外,由于多數(shù)POI患者早期癥狀不明顯,因此很少引起患者重視,繼而導(dǎo)致臨床上的延遲診斷和治療。因此,建議對(duì)年輕女性、尤其是存在POI高危風(fēng)險(xiǎn)的潛在患者進(jìn)行科普宣傳教育[30],加強(qiáng)其對(duì)POI的認(rèn)識(shí)和理解,使?jié)撛诟唢L(fēng)險(xiǎn)患者做到早發(fā)現(xiàn)、早就診、早治療,最大程度的提高患者的治療效果和生活質(zhì)量。