陸超亦，錢云

(南京醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院生殖醫(yī)學(xué)中心，南京 210011)

多囊卵巢綜合征(polycystic ovary syndrome，PCOS)是育齡期女性最常見的內(nèi)分泌綜合征之一。我國漢族育齡期女性的PCOS發(fā)病率約為5.6%[1]。根據(jù)鹿特丹標準診斷(即符合高雄激素血癥、排卵稀發(fā)/無排卵以及卵巢多囊樣變)，PCOS的主要臨床表現(xiàn)為排卵障礙/月經(jīng)紊亂、肥胖、糖脂代謝異常等，其中約70%的PCOS患者伴有胰島素抵抗(insulin resis-tance，IR)和代償性高胰島素血癥。IR會引發(fā)血脂異常、高血壓、葡萄糖不耐受和代謝綜合征，使心血管疾病、2型糖尿病、非酒精性脂肪性肝病等遠期并發(fā)癥的患病風(fēng)險大大增加[2-3]。在生殖方面，合并IR的PCOS患者排卵率、妊娠率均下降，促排卵治療效果欠佳，妊娠糖尿病、妊娠高血壓等妊娠期并發(fā)癥，流產(chǎn)、早產(chǎn)等不良妊娠結(jié)局的發(fā)生率均增高[4]。胰島素信號通路異常被認為是參與PCOS-IR發(fā)生的重要發(fā)病因素之一，通路中多個環(huán)節(jié)與IR的發(fā)病有關(guān)[2-4]。

由于IR對PCOS的發(fā)展起到明顯的推動作用，故針對IR的治療是必要的。根據(jù)2018年的《多囊卵巢綜合征中國診療指南》，臨床治療中聯(lián)合運用胰島素增敏劑可以有效降低PCOS患者的血清胰島素、雄激素及黃體生成素水平，恢復(fù)月經(jīng)周期，提高排卵率及妊娠率等[5]。此外，胰島素增敏劑可抑制患者糖脂代謝紊亂，降低遠期并發(fā)癥及妊娠期并發(fā)癥的發(fā)生率、改善患者生活質(zhì)量及生育結(jié)局。傳統(tǒng)的胰島素增敏劑主要有二甲雙胍和吡格列酮，兩者也是常用的降糖藥，但均存在明顯不良反應(yīng)、對代謝表型較輕的PCOS患者療效不明顯等問題，傳統(tǒng)胰島素增敏劑在PCOS中的治療并不理想[6-7]。因此，越來越多的研究嘗試引入新型胰島素增敏劑用于PCOS-IR治療，這些新型藥物中肌醇、N-乙酰半胱氨酸(N-acetylcysteine，NAC)得到了廣泛關(guān)注，相關(guān)臨床試驗證明這些新型增敏劑對PCOS代謝及生殖異常的改善效果顯著[8-9]。現(xiàn)就PCOS中胰島素信號通路異常及胰島素增敏劑的研究進展予以綜述。

1 PCOS-IR的分子機制

IR是指胰島素促進葡萄糖攝取和利用的效率下降，機體代償性分泌過多胰島素產(chǎn)生高胰島素血癥以維持血糖穩(wěn)定。胰島素主要通過3條經(jīng)典通路發(fā)揮作用：磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase，PI3K)通路調(diào)節(jié)葡萄糖及脂質(zhì)代謝；促分裂原活化的蛋白激酶-胞外信號調(diào)節(jié)激酶通路刺激細胞生長分化，影響有絲分裂；蛋白激酶C通路參與基因表達調(diào)控及代謝[10]。PCOS中胰島素信號通路的缺陷主要存在于PI3K通路的多個環(huán)節(jié)中，主要包括胰島素受體、胰島素受體底物(insulin receptor substrate，IRS)及葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白(glucose transporter，GLUT)等異常。

1.1胰島素受體自體磷酸化異常 胰島素與細胞表面的胰島素受體結(jié)合后才能發(fā)揮作用，這是啟動胰島素信號通路的關(guān)鍵。胰島素受體具有蛋白質(zhì)酪氨酸激酶活性，能由配體介導(dǎo)發(fā)生自磷酸化。配體結(jié)合引導(dǎo)胰島素受體特定酪氨酸殘基自磷酸化，進一步激活自身激酶活性，開啟信號通路[11]。與體重相匹配的正常育齡期女性相比，PCOS患者胰島素介導(dǎo)葡萄糖攝入的半數(shù)有效量顯著升高，說明胰島素敏感性下降，胰島素敏感性降低提示胰島素受體結(jié)合或磷酸化存在缺陷[12]。

Cheatham和Kahn[13]發(fā)現(xiàn)，PCOS患者體外培養(yǎng)的皮膚成纖維細胞中分離得到胰島素受體的酪氨酸自磷酸化明顯減少。在脂肪細胞、骨骼肌中，與對照組相比，PCOS組的脂肪組織胰島素受體數(shù)量及親和力并無差異，但胰島素受體的絲氨酸磷酸化顯著增加，提示絲氨酸磷酸化抑制了正常的受體信號[11,14]。以上結(jié)果均支持磷酸化異常是PCOS胰島素受體缺陷的原因。Li等[15]進一步研究發(fā)現(xiàn)，PCOS患者的皮膚成纖維細胞裂解物和正常的人胰島素受體混合，會導(dǎo)致胰島素受體絲氨酸磷酸化增加，而使用絲氨酸激酶抑制劑可以糾正磷酸化異常。上述非胰島素依賴性的胰島素受體絲氨酸磷酸化增加是PCOS的獨有改變，在其他原因所導(dǎo)致的IR、肥胖、2型糖尿病等患者中均未發(fā)現(xiàn)，提示此種表現(xiàn)可能是非獲得性的。且胰島素受體的磷酸化異?？梢猿掷m(xù)存在于體外培養(yǎng)的細胞中，表明PCOS胰島素受體存在基因突變[15-16]。這些結(jié)果證明，胰島素受體磷酸化異?？赡懿糠衷l(fā)于PCOS改變，針對性干預(yù)胰島素受體的功能，能夠?qū)μ囟ǖ腜COS-IR患者產(chǎn)生更好的治療效果。

1.2IRS水平升高 盡管胰島素受體自體磷酸化異常解釋了部分IR的發(fā)生機制，但仍有約50%的PCOS-IR 患者并不存在胰島素受體異常，這部分患者胰島素受體下游的胰島素通路信號活動減少[17]。IRS是銜接胰島素受體和下游信號通路的重要磷酸化蛋白。胰島素受體酪氨酸磷酸化后首先激活I(lǐng)RS，IRS共有4種類型，其中IRS-1和IRS-2被磷酸化激活后，可以通過Src同源結(jié)構(gòu)域結(jié)合并活化PI3K，激活PI3K通路[7]。

在PCOS中，IRS的表達水平異常升高。Dunaif等[17]發(fā)現(xiàn)，PCOS患者骨骼肌中胰島素介導(dǎo)的葡萄糖攝入明顯減少，PI3K的活性也隨之顯著下降，但骨骼肌水平胰島素受體中PI3K的水平并未降低，說明胰島素作用異常并非PI3K含量異常所致。進一步研究發(fā)現(xiàn)，PCOS患者骨骼肌中IRS-1的絲氨酸312位點磷酸化異常，IRS-1表達水平異常升高，在校準IRS-1至正常水平后，PI3K的活性顯著下降[18]，提示IRS-1水平的升高很可能是代償性的。Yen等[19]通過免疫印跡法檢測發(fā)現(xiàn)，PCOS患者卵泡膜細胞中的IRS-1、IRS-2表達水平均明顯升高，這一結(jié)果也支持了IRS異常升高是繼發(fā)于胰島素代謝功能異常的觀點。且由于PCOS-IR僅表現(xiàn)為胰島素代謝功能異常，但其有絲分裂、基因調(diào)控及甾體激素分泌功能未受影響，卵巢組織中顯著增加的IRS-1、IRS-2促使卵泡膜細胞合成過量的雄激素，這可能是PCOS發(fā)生高雄激素血癥的重要機制之一[10]。以上證據(jù)似乎均說明IRS的異常表達并不是PCOS的原發(fā)致病因素。但是，IRS的改變并不都是繼發(fā)性的，PCOS-IR患者也常伴有IRS基因突變。其中IRS-1基因最常見的變種gly972arg(RS1801278)，以及IRS-2基因中最常見的變體gly1057asp(RS1805097)均可影響PCOS患者的IR和2型糖尿病的易感性[20-21]。盡管這些基因突變并非PCOS所特有，但IRS存在基因突變說明IRS的異?？赡軈⑴cPCOS-IR的發(fā)病。

1.3GLUT表達減少 GLUT是胰島素代謝通路最終的“效應(yīng)器”，葡萄糖代謝主要由GLUT4控制，PCOS 患者脂肪細胞中GLUT4密度明顯降低可導(dǎo)致胰島素反應(yīng)性改變[22]。2型糖尿病及肥胖患者中也存在類似的脂肪細胞胰島素功能缺陷，但這一缺損可以通過改善高血糖、高胰島素血癥及減重等方式彌補，說明這種缺陷屬于獲得性缺陷[23]。PCOS的類似缺陷還可以出現(xiàn)在非肥胖及葡萄糖不耐受患者中，可見PCOS的GLUT4表達減少不完全繼發(fā)于代謝異常[24]。然而，GLUT4低表達是否是PCOS的原發(fā)性缺陷，目前缺少相關(guān)報道。在經(jīng)典的PI3K通路中，激活PI3K并通過一系列胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子刺激GLUT4從細胞內(nèi)囊泡易位至細胞表面，最終完成葡萄糖攝取[11]。PI3K通路中的眾多底物及信號分子若發(fā)生磷酸化異常或表達減少，均可能導(dǎo)致GLUT4的密度降低。因此，明確GLUT4和PCOS的因果關(guān)系，仍需要更深入的研究。

2 IR的藥物治療

IR嚴重威脅PCOS患者的代謝及生殖能力，不能完全依賴于促排卵等輔助生殖治療。而胰島素增敏劑能降低血清胰島素水平、增加胰島素靈敏度、改善PCOS患者的糖脂代謝功能。合理聯(lián)合運用胰島素增敏劑，可以有效提高PCOS患者排卵率、妊娠率，恢復(fù)月經(jīng)周期，并降低遠期并發(fā)癥的發(fā)生率[5]。目前較常見胰島素增敏劑有二甲雙胍、吡格列酮等傳統(tǒng)藥物，以及肌醇、N-乙酰半胱氨酸等新型藥物。

2.1二甲雙胍 二甲雙胍為雙胍類藥物，是使用最廣泛的口服降糖藥，通過間接激活A(yù)MP，依賴AMP活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase，AMPK)降低血糖。二甲雙胍能夠抑制泛醌氧化還原酶復(fù)合體的活性，影響電子呼吸鏈，導(dǎo)致ATP的合成減少。當體內(nèi)AMP/ATP比值增高時，AMPK激活。AMPK激活后可以抑制葡萄糖刺激胰島β細胞分泌胰島素以及肝臟糖異生，從而降低血糖及胰島素水平。在骨骼肌細胞中，AMPK激活使蛋白激酶B的底物AS160磷酸化水平升高，進一步促進GLUT4向細胞膜轉(zhuǎn)移，增加葡萄糖攝入[25]。

二甲雙胍是臨床輔助治療PCOS最常見的胰島素增敏劑。Naderpoo等[26]通過Meta分析對二甲雙胍的治療效果進行評估，該研究包括12項隨機對照試驗，608例PCOS患者，持續(xù)時間3～12個月不等，結(jié)果表明，與對照組相比，二甲雙胍組患者用藥6個月后體質(zhì)指數(shù)顯著下降、皮下脂肪減少，且月經(jīng)周期紊亂得到明顯改善。可見，二甲雙胍治療PCOS患者代謝異常、排卵障礙療效顯著。目前國際認可的PCOS患者體重管理方法是服用二甲雙胍及干預(yù)生活方式，減肥是PCOS治療的一個關(guān)鍵問題，但并不是所有PCOS患者均存在肥胖或超重，PCOS是一種臨床表現(xiàn)復(fù)雜多變的異質(zhì)性綜合征，二甲雙胍并不能對所有分型產(chǎn)生廣泛效果。有研究指出，不同體質(zhì)指數(shù)PCOS患者服用二甲雙胍的時間不同，效果差距較大，該研究隨機納入119例PCOS患者，超重組患者IR指數(shù)及胰島素水平在用藥12個月后明顯下降，但在用藥24個月后又回到了基線水平；而正常體重組患者雖然黃體生成素水平明顯降低，但IR指數(shù)及胰島素水平在整個用藥期間均無明顯改變[27]。由此可見，二甲雙胍對非肥胖型PCOS患者的療效并不理想，且需要用藥6～12個月才能獲得最佳療效。在實際就診過程中，非肥胖型PCOS患者多合并IR及糖耐量異常，此類患者服用二甲雙胍的獲益較少，且由于二甲雙胍的胃腸道不良反應(yīng)較嚴重，部分患者無法長期服藥，故使二甲雙胍的臨床應(yīng)用受到限制[6]。

2.2吡格列酮 吡格列酮為噻唑烷二酮類藥物，是人工合成的過氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferators-activated receptors，PPARs)的配體。PPARs是一類核轉(zhuǎn)錄因子，其中PPARγ起轉(zhuǎn)錄抑制作用。PPARγ與視黃酸類受體結(jié)合形成異二聚體，再與配子(即噻唑烷二酮類藥物)結(jié)合激活，調(diào)控靶基因的轉(zhuǎn)錄。PPARγ激活后，c-Cbl相關(guān)蛋白的合成增加，可促進c-Cbl的酪氨酸磷酸化，磷酸化的c-Cbl與c-Cbl 相關(guān)蛋白、脂筏標記蛋白形成三元復(fù)合物，定位到脂筏上，最終通過第二信使刺激GLUT4易位到細胞膜[28]。

除了經(jīng)典的作用通路，Gupta等[29]發(fā)現(xiàn)吡格列酮能夠刺激肌醇磷酸多糖(inositol phosphoglycan，IPG)介質(zhì)釋放。IPG是一種受胰島素介導(dǎo)分泌的細胞內(nèi)第二信使，其信號轉(zhuǎn)導(dǎo)不依賴于PI3K通路，在PI3K信號通路異常的患者中，IPG可以代償性介導(dǎo)胰島素作用發(fā)揮調(diào)控糖代謝的功能，但并不意味著吡格列酮對PCOS的治療效果優(yōu)于二甲雙胍。一項對84例 PCOS患者的研究發(fā)現(xiàn)，單獨服用吡格列酮患者的空腹血糖濃度、空腹胰島素和IR指數(shù)在3個月后顯著下降，但與二甲雙胍組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義[30]。值得注意的是，吡格列酮降低血清雄激素的作用明顯強于二甲雙胍，提示吡格列酮對伴有高雄激素血癥PCOS患者具有更好的效果。但吡格列酮和二甲雙胍聯(lián)合用藥組與單一用藥組對IR的抑制差異無統(tǒng)計學(xué)意義[30]?？梢姡诟纳芇COS患者的胰島素靈敏度方面，吡格列酮與二甲雙胍相比并無顯著優(yōu)勢，相反與二甲雙胍類似，吡格列酮同樣存在低血糖、貧血、水腫、肝功能異常等不良反應(yīng)[7]。目前，國內(nèi)大多數(shù)臨床相關(guān)研究存在樣本量不足、隨訪時間短、觀察指標不全面等問題。吡格列酮和二甲雙胍均是治療糖尿病的常用藥物，多數(shù)PCOS患者的代謝異常表型輕微，嚴重IR及高糖血癥比較罕見，臨床輔助使用胰島素增敏劑主要是為了提高排卵率、恢復(fù)月經(jīng)周期，但吡格列酮和二甲雙胍均存在較明顯的不良反應(yīng)，且對非肥胖型PCOS-IR患者的治療效果不理想，患者依從性不高，常常出現(xiàn)自行停藥，因此需要尋找不良反應(yīng)小、對PCOS針對性更強的新型胰島素增敏劑。

2.3肌醇 肌醇是一種新型胰島素增敏劑，近年來大量研究將肌醇用于PCOS、IR及糖尿病治療中，其療效備受關(guān)注。肌醇是肌醇三磷酸的前體，而肌醇三磷酸作為第二信使參與許多激素(如促甲狀腺激素、卵泡雌激素和胰島素)的調(diào)節(jié)[31]。肌醇有兩種異構(gòu)體，肌肉肌醇(myo-inositol，MI)及D-手性-肌醇(D-chiral-inositol，DCI)。包含DCI在內(nèi)的IPG缺失使細胞內(nèi)第二信使水平顯著降低，信號通路傳遞出現(xiàn)障礙，是導(dǎo)致PCOS發(fā)生的重要機制之一。人體體內(nèi)主要的肌醇為MI，通過胰島素依賴的通路轉(zhuǎn)化為DCI，Baillargeon等[32]發(fā)現(xiàn)PCOS患者體內(nèi)胰島素介導(dǎo)的DCI-IPG分泌受損，且PCOS患者尿液中DCI清除率為正常女性的6倍，這使得PCOS患者體內(nèi)的DCI水平明顯下降，推測其原因可能為：①PCOS患者體內(nèi)肌醇的轉(zhuǎn)化功能出現(xiàn)異常，MI無法轉(zhuǎn)化為DCI；②高糖環(huán)境可能對腎小管轉(zhuǎn)運能力產(chǎn)生損傷，DCI的重吸收降低。

補充MI/DCI可以修復(fù)第二信使傳遞障礙，從而提高胰島素靈敏度。Genazzani等[8]研究發(fā)現(xiàn)，服用MI及葉酸8周后，PCOS患者血清雄激素水平、空腹胰島素水平均下降及OGTT試驗2 h胰島素曲線下面積減小，且基線空腹胰島素高于12 mU/L的患者下降更顯著。這一結(jié)果說明MI在改善肥胖PCOS患者IR的同時，對非肥胖型PCOS患者同樣有效，這是MI不同于二甲雙胍、吡格列酮等傳統(tǒng)胰島素增敏劑的優(yōu)勢。MI和DCI聯(lián)合治療的臨床結(jié)果優(yōu)于單一藥物治療。Monastra等[33]研究表明，與單一用藥相比，MI和DCI聯(lián)合給藥通過不同的作用通路，對PCOS-IR具有協(xié)同改善作用。目前證據(jù)顯示，MI/DCI劑量比例為40∶1時治療PCOS的效果最好，DCI水平進一步升高對生殖功能的改善并無益處[34]。國外對于肌醇用于PCOS治療研究已經(jīng)有20年之久，但國內(nèi)相關(guān)的臨床研究較少，需要更高級別的臨床證據(jù)證明肌醇在我國人群的治療效果。由于肌醇目前尚無明確的不良反應(yīng)，且對非肥胖型PCOS患者，改善IR及高雄激素血癥的效果同樣顯著，對于無法耐受長期服用二甲雙胍及吡格列酮，以及肥胖和IR表型不嚴重的PCOS患者，肌醇是很好的替代藥物[35]。

2.4NAC NAC是谷胱甘肽的前體，是一種強抗氧化劑。與上述藥物不同，NAC主要通過改善氧化應(yīng)激損傷間接改善胰島素功能，降低體內(nèi)炎癥因子的水平。腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF)、白細胞介素(interleukin，IL)等炎癥因子可增加IRS絲氨酸磷酸化，終止胰島素信號通路，抑制下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。而NAC可以解除抑制，使IRS恢復(fù)正常的酪氨酸/絲氨酸磷酸化平衡。活性氧類(reactive oxygen species，ROS)會氧化損傷胰島β細胞，使胰島β細胞數(shù)量減少，NAC可以清除體內(nèi)堆積的ROS，減輕β細胞損傷，從而增加肝臟、肌肉及外周脂肪組織對胰島素的敏感性[36]。

NAC最早在2002年被用于PCOS的治療，證據(jù)顯示，NAC用藥5～6周，即可明顯改善PCOS患者的胰島素敏感性、睪酮水平及脂質(zhì)分布[9]。Javanmanesh等[37]為對比NAC與二甲雙胍療效，將94例PCOS患者隨機分為兩組分別接受NAC及二甲雙胍治療，服藥24 周后，與二甲雙胍組相比，NAC組患者空腹胰島素、血糖水平及IR指數(shù)顯著下降，除此以外，NAC組患者的月經(jīng)周期及低密度脂蛋白、高密度脂蛋白顯著改善?？梢?，NAC在改善PCOS胰島素敏感性、脂質(zhì)代謝以及排卵障礙方面的治療效果優(yōu)于二甲雙胍。但另一項納入了100例PCOS患者的研究中，與二甲雙胍組相比，NAC組空腹血糖、胰島素水平、空腹血糖/胰島素比值下降，但總睪酮水平顯著降低[38]，提示NAC對代謝異常的作用與二甲雙胍相當，但NAC改善高雄激素血癥的效果更佳。另外，二甲雙胍組中2例患者出現(xiàn)胃腸道不良反應(yīng)退出試驗，而NAC組無不良反應(yīng)發(fā)生。NAC作為抗氧化劑，不但可以改善IR水平，還能減輕慢性炎癥導(dǎo)致的氧化應(yīng)激損傷，顯著改善PCOS的代謝及生殖功能，且無不良反應(yīng)，患者依從性更高，是傳統(tǒng)胰島素增敏劑的有力補充。

2.5其他 小檗堿(即黃連素)，是一種中醫(yī)常用的植物生物堿。我國小檗堿被用于治療糖尿病已有數(shù)千年的歷史。小檗堿與二甲雙胍的作用機制很相似，均通過激活A(yù)MPK改善胰島素敏感性。既往研究發(fā)現(xiàn)，小檗堿對離體線粒體的檸檬酸循環(huán)有抑制作用，可以通過抑制線粒體中葡萄糖氧化，增加葡萄糖酵解，并使得AMP/ATP比值持續(xù)增高，間接激活A(yù)MPK，增加葡萄糖攝入[39]。小檗堿降低IR的活性與二甲雙胍相近，Li等[40]通過Meta分析得出，小檗堿與二甲雙胍在改善PCOS患者IR、糖脂代謝及生殖內(nèi)分泌等方面無明顯差異。但也有研究認為，小檗堿聯(lián)合來曲唑提高PCOS患者排卵率的效果優(yōu)于二甲雙胍聯(lián)合用藥，推測小檗堿和來曲唑?qū)R具有協(xié)同抑制作用[41]。小檗堿與二甲雙胍的效果相近，但小檗堿的胃腸道不良反應(yīng)明顯減少，且價格便宜，有利于提高患者的治療依從性。

3 小 結(jié)

PCOS患者胰島素信號通路在胰島素受體自磷酸化、IRS、GLUT4等環(huán)節(jié)均存在缺陷，導(dǎo)致信號轉(zhuǎn)導(dǎo)異常、葡萄糖轉(zhuǎn)運障礙，胰島素代謝功能異常，機體代償性分泌過多胰島素，從而導(dǎo)致IR及高胰島素血癥。過量胰島素刺激卵泡膜細胞合成雄激素，引起高雄激素血癥惡化。胰島素信號通路異常在PCOS發(fā)病中發(fā)揮重要作用，然而，胰島素信號通路缺陷的發(fā)生機制尚不明確，部分缺陷與PCOS的因果關(guān)系尚存在爭議。隨著高通量測序技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的PCOS相關(guān)基因被發(fā)現(xiàn)，通過分子生物學(xué)手段，可以進一步探索PCOS-IR的發(fā)生機制，進而為治療PCOS提供理論依據(jù)。

胰島素增敏劑能夠改善PCOS患者的體質(zhì)指數(shù)、胰島素敏感性、糖脂代謝及生育結(jié)局。目前，二甲雙胍是臨床使用最多的胰島素增敏劑，雖然治療效果顯著，但胃腸道不良反應(yīng)的發(fā)生率較高，較多患者不能長期足療程使用，故治療效果欠佳。吡格列酮等噻唑烷二酮類藥物也存在類似問題。肌醇及NAC等新型增敏劑的不良反應(yīng)較少，但其療效目前缺乏長期多中心大樣本臨床研究的驗證。新型增敏劑在不同分型PCOS患者中的效果是否有區(qū)別，長期服用是否存在潛在風(fēng)險，臨床使用的最佳劑量等問題尚未得到解決，有待進一步的研究。