哈斯高娃，烏日罕，伊茹汗，唐斯嘎，韓烏蘭圖雅，娜仁花

（內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院，內(nèi)蒙古自治區(qū)動物遺傳育種與繁殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，呼和浩特 010018）

卵巢囊腫是近幾十年來高產(chǎn)奶牛中最常見和最重要的卵巢疾病之一，是降低奶牛繁殖率的主要原因之一。然而該疾病在許多方面，尤其是在發(fā)病機(jī)理方面，卵巢囊腫的主要成因仍然是成熟卵泡未在發(fā)情周期中的預(yù)定排卵時間內(nèi)排卵，也是奶牛不育的重要原因，可延長奶牛產(chǎn)犢間隔[1,2]。產(chǎn)犢間隔的延長和卵巢囊腫的治療成本導(dǎo)致了奶農(nóng)經(jīng)濟(jì)損失。

1 卵巢囊腫的定義及發(fā)生

卵巢囊腫是成熟卵泡在其發(fā)情周期間的指定時間內(nèi)不能排卵并持續(xù)存在于卵巢上而形成，此時卵泡會變成囊性，明顯干擾正常的卵巢周期性。在正常的牛發(fā)情周期中，卵巢卵泡生長有兩個或三個（在極少數(shù)情況下為四個）卵泡波[3,4]。從卵泡刺激素（FSH）到黃體生成素（LH）的卵泡依賴性轉(zhuǎn)移被認(rèn)為是優(yōu)勢卵泡排卵過程中涉及的機(jī)制之一。優(yōu)勢卵泡獲得LH受體，F(xiàn)SH激活芳香化酶活性是優(yōu)勢卵泡在排卵準(zhǔn)備過程中發(fā)生的許多變化中的一部分[3]。卵巢囊腫被定義為無排卵卵泡樣結(jié)構(gòu)持續(xù)存在于卵巢，囊腫一般直徑大于2cm，持續(xù)時間在10d以上[5]，而通常情況下，牛排卵的優(yōu)勢卵泡平均直徑為1.6～1.9cm[6]。宏觀上，卵巢囊腫可以分為卵泡囊腫與黃體囊腫，而這些囊腫通常被認(rèn)為是同一種疾病的不同形式。 卵泡囊腫比黃體囊腫更容易識別（基于行為），可能會得到治療，許多先前的定義表明囊性結(jié)構(gòu)至少持續(xù)存在10d。但是現(xiàn)在的研究表明，卵泡囊腫的結(jié)構(gòu)實(shí)際上是動態(tài)的，其中可以倒退并被新的囊腫取代[7]。黃體囊腫被認(rèn)為是后期的卵泡囊腫[6]，檢測血漿、乳脂中的黃體酮濃度有助于區(qū)分這兩種類型。囊腫卵泡中的細(xì)胞合成雌激素，在某些情況下，雌激素會迫使動物表現(xiàn)出神經(jīng)躁狂癥的臨床癥狀。除了雌激素的產(chǎn)生，根據(jù)最近的研究結(jié)果，它們還能夠分泌不同量的黃體酮，這可能決定了它們的命運(yùn)（卵泡閉鎖或囊性發(fā)育）。卵泡囊腫分泌很少或幾乎測不到黃體酮，而黃體囊腫明顯是分泌黃體酮的[8]。目前，對卵巢囊腫最有效的治療方法是用促性腺激素釋放激素（GnRH），使垂體前葉釋放LH并導(dǎo)致囊腫的黃體化，隨后的前列腺素治療可使黃體化囊腫結(jié)構(gòu)消退[9]。

2 卵巢囊腫的診斷

奶牛卵泡囊腫可在哺乳期間的不同時期發(fā)生。 發(fā)病率為10%～13%。據(jù)報道，在奶牛產(chǎn)后第一次發(fā)情期間是卵巢囊腫發(fā)生高峰期，在其期間發(fā)生的囊腫大多可以自愈，產(chǎn)后190～220d是第二次發(fā)生卵巢囊腫的高峰期[10]。可根據(jù)行為異常、直腸觸診發(fā)現(xiàn)，通過超聲檢查和檢測血漿或乳汁孕酮濃度給與確診[11～14]。直腸觸診無法準(zhǔn)確區(qū)分卵泡囊腫和黃體囊腫，但以往大多數(shù)獸醫(yī)是把直腸觸診確定的卵巢大小用于診斷卵巢囊腫[11]。近幾年，已經(jīng)確定了卵巢囊腫的超聲特征，使用超聲檢查可以準(zhǔn)確診斷出74%的卵泡囊腫和85%的黃體囊腫[13]。通過超聲檢查，可以確定囊腫壁厚度，而且發(fā)現(xiàn)血漿孕酮濃度與囊腫厚度呈正相關(guān)[15]。卵泡囊腫還存在遺傳傾向，但是遺傳率相當(dāng)?shù)停瑸?.07～0.12[16]。

3 卵巢囊腫的發(fā)病機(jī)制

3.1 卵巢囊腫的內(nèi)分泌特征

通常認(rèn)為，通過內(nèi)源性或外源性因子破壞下丘腦- 垂體-性腺軸會導(dǎo)致卵泡囊腫的形成。下丘腦分泌促性腺激素釋放激素（GnRH）和垂體分泌黃體生成素（LH）的異常跟卵巢囊腫相關(guān)，這歸因于下丘腦 - 垂體對雌激素的正反饋?zhàn)饔玫牟幻舾行?。此外，有幾個因素可以影響下丘腦 - 垂體水平的GnRH和LH的釋放。在卵巢水平，生長中卵泡的細(xì)胞和分子變化都可能致使不能排卵和卵巢囊腫的形成，但研究卵泡變化在卵巢囊腫形成之前仍然非常困難。 卵巢囊腫和優(yōu)勢卵泡之間受體表達(dá)的差異可能是囊腫形成中涉及的途徑的指示。 卵巢囊腫與產(chǎn)奶量的基因型和表型關(guān)系可歸因于負(fù)能量平衡和相關(guān)的代謝和激素適應(yīng)。改變代謝物和激素濃度可能影響下丘腦 - 垂體和卵巢水平的卵泡生長和囊腫發(fā)育。

卵巢囊腫等卵巢功能障礙最常發(fā)生在產(chǎn)后早期。人們普遍認(rèn)為卵泡囊腫是由于下丘腦 - 垂體 - 卵巢軸的神經(jīng)內(nèi)分泌功能障礙引起[12,17～19]。 這種功能障礙因多種病因引起，其中包括遺傳及表型和環(huán)境因素[8,20]。研究表明，奶牛的卵巢和垂體受體狀態(tài)的改變可能在卵巢囊腫的發(fā)病機(jī)制中起重要作用，類固醇激素的改變，特別是孕激素和雌激素的改變，可能會限制排卵[21]。

據(jù)報道，雌激素對下丘腦 - 垂體的反饋機(jī)制的改變可導(dǎo)致異常的GnRH和LH釋放并導(dǎo)致囊腫形成。 在卵泡生長過程中過早發(fā)生GnRH和LH激增，即當(dāng)沒有卵泡能夠排卵時發(fā)生這種情況，可能使下丘腦對雌二醇的反饋?zhàn)饔脽o反應(yīng)，導(dǎo)致卵巢囊腫的形成[22,23]。這時為了恢復(fù)反饋機(jī)制，下丘腦需要釋放黃體酮[24]。Hatler等[6]觀察到，大多數(shù)患有卵泡囊腫的奶牛血漿和乳汁中均有中等濃度的黃體酮，然而，黃體酮對卵巢囊腫的作用是有限的[25]。有研究發(fā)現(xiàn)，顆粒細(xì)胞的增殖和卵泡的發(fā)育（卵泡閉鎖或囊性發(fā)育）與類固醇激素和促性腺激素受體有關(guān)[26]，顆粒細(xì)胞和卵泡膜細(xì)胞中熱休克蛋白（hsp）表達(dá)的變化也是奶牛卵泡囊腫發(fā)病的促成因素[27]。同時，間接降低GnRH和LH分泌的因素[12,19]、遺傳因素、環(huán)境因素、營養(yǎng)因素[28]也是形成卵巢囊腫的風(fēng)險因素。

3.2 卵巢囊腫的卵巢特征

在卵泡發(fā)生過程中，卵巢卵泡的細(xì)胞經(jīng)歷了增殖和分化過程。卵泡形成后，卵巢細(xì)胞通過連續(xù)的增殖和分化過程達(dá)到排卵前大小并排卵，但大多數(shù)卵巢卵泡卻經(jīng)歷了卵泡閉鎖過程[29]。有研究表明細(xì)胞凋亡的過程可能也參與無排卵過程[30]。了解顆粒細(xì)胞生長、分化和凋亡的機(jī)制對了解卵巢囊腫發(fā)病機(jī)制是非常重要的，因?yàn)檫@些過程中的信號通路與傳導(dǎo)都可能與卵巢囊腫的形成有關(guān)[26]。Salvett等通過免疫組織化學(xué)對卵巢囊腫卵泡和正常卵巢結(jié)構(gòu)中的雌激素和孕酮受體進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)隨著卵泡大小的增加，對照組的顆粒細(xì)胞中雌激素受體（ESR）亞型的免疫染色顯著增高，但在卵巢囊腫卵泡組的顆粒細(xì)胞和膜細(xì)胞中，ESR的表達(dá)明顯降低[31]。Hampton等研究表明，雄激素受體（AR）在牛的患有卵巢囊腫的卵泡中表達(dá)，并且其表達(dá)在整個卵泡發(fā)生過程中顯著增加[32]，而Alfaro等研究[33]發(fā)現(xiàn)，患有卵泡囊腫的牛的顆粒細(xì)胞中AR mRNA表達(dá)量顯著增加，這種雄激素含量的增加可能與卵巢卵泡分化和生長有一定的關(guān)系。

4 卵巢囊腫的誘發(fā)因素

雖然卵巢囊腫發(fā)病機(jī)制的主要原因是下丘腦-垂體-卵巢軸的功能障礙，但有重要的卵巢內(nèi)成分也參與了限制排卵及卵泡囊腫的形成[34]。除了葡萄糖、胰島素樣生長因子（IGF-1）[35]、胰島素、脂聯(lián)素和瘦素[36]等不同激素失衡外，還有一些代謝物如非酯化脂肪酸（NEFA）和脂肪酸[37]也參與卵巢囊腫形成。許多風(fēng)險因素與卵巢囊腫的形成有關(guān)。如前所述，卵巢囊腫主要發(fā)生在產(chǎn)后前幾個月的高產(chǎn)奶牛，并且產(chǎn)奶量通常是一個風(fēng)險因素[30]，Hooijer等研究表明荷蘭黑白花奶牛存在卵巢囊腫遺傳傾向，卵巢囊腫與產(chǎn)量性狀之間的遺傳相關(guān)性表明，對生產(chǎn)性狀的持續(xù)選擇將增加卵巢囊腫的發(fā)病率[38]。雖然低繁殖性能與高產(chǎn)奶量有關(guān)，但牛產(chǎn)后的卵巢機(jī)能與能量平衡關(guān)系更密切，在泌乳早期發(fā)生的負(fù)能量平衡（NEB）可能對卵巢囊腫有一定影響，如高產(chǎn)奶牛因經(jīng)歷嚴(yán)重的代謝應(yīng)激，胰島素樣生長因子（IGFs）、胰島素、葡萄糖和瘦素的外周血漿濃度降低，產(chǎn)后卵巢功能通常會衰退[39]。對卵巢囊腫而言，能量平衡可能是比牛奶產(chǎn)量更準(zhǔn)確的參數(shù)，這進(jìn)一步闡明了卵泡囊腫與生產(chǎn)性狀之間的關(guān)聯(lián)。動物可通過增加干物質(zhì)攝入來補(bǔ)償更高的產(chǎn)奶量，從而降低產(chǎn)奶量對能量平衡的影響[40]。

IGF家族在卵泡生長與發(fā)育中有著重要的作用，產(chǎn)后早期IGF-1的低濃度可能導(dǎo)致無排卵和卵泡囊腫的發(fā)育[41]。瘦素是肥胖基因的蛋白產(chǎn)物，也是營養(yǎng)狀態(tài)和新陳代謝的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，以及免疫系統(tǒng)激活因子，并且影響伴隨肥胖的代謝紊亂以及骨骼和關(guān)節(jié)的炎癥病理過程[42]。有研究表明，瘦素可能在產(chǎn)后早期囊腫發(fā)育中起作用，原因可能是瘦素濃度不足會對排卵周期產(chǎn)生負(fù)面影響。卵巢囊腫與碘和硒的缺乏相關(guān)，因此補(bǔ)充碘和硒也會減少卵巢囊腫，NEFA對顆粒細(xì)胞或卵母細(xì)胞有不利影響[38]。

5 結(jié)論

排卵是一個復(fù)雜的過程，且受多因素控制，在開始釋放LH后，涉及到細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞區(qū)室之間相互作用的幾種途徑，這些過程對于成功妊娠至關(guān)重要。由于大多數(shù)關(guān)于牛卵巢囊腫的研究都是對已經(jīng)表現(xiàn)出病情的牛進(jìn)行的，因此很難評估導(dǎo)致卵巢囊腫形成的可能原因。

未來的研究應(yīng)該關(guān)注與NEB相關(guān)的代謝以及激素變化和能量對卵泡發(fā)育和類固醇生成的影響。了解NEB如何影響囊腫形成將有助于優(yōu)化管理和飼養(yǎng)，以防止卵巢囊腫的發(fā)生。進(jìn)一步研究卵泡囊腫的細(xì)胞變化可能會更詳細(xì)地闡明發(fā)病機(jī)制，基因敲除模型很可能有助于確定哪些基因在囊腫形成中發(fā)揮作用。這些基因的鑒定將是識別遺傳因子過程中的第一步，使其有可能在用于人工授精計劃之前對公牛和母牛進(jìn)行卵巢囊腫的遺傳篩選。今后仍需要研究卵巢囊腫形成的機(jī)制以進(jìn)一步闡明疾病過程。這些研究將有利于了解疾病過程的機(jī)制及基因表達(dá)，從而有效降低奶牛卵巢囊腫的發(fā)病率，提高奶牛繁殖率及生產(chǎn)效益。