廖暉淇，刁紅錄，2a，2b，2c，徐鴻毅，2b，張昌軍，2b，2c

(1.湖北醫(yī)藥學(xué)院附屬人民醫(yī)院生殖醫(yī)學(xué)中心 湖北省生殖醫(yī)學(xué)臨床醫(yī)學(xué)研究中心，湖北 十堰 442000； 2.湖北醫(yī)藥學(xué)院a.生物醫(yī)藥研究院，b.生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院，c.胚胎干細(xì)胞湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 十堰 442000)

在輔助生殖技術(shù)中，性激素水平對(duì)配子的發(fā)生成熟、胚胎發(fā)育以及子宮內(nèi)膜容受性等過程均具有重要作用[1]。性激素結(jié)合球蛋白(sex hormone-binding globulin，SHBG)是一種主要由肝臟產(chǎn)生的氨基酸糖蛋白，可與血清循環(huán)中的性激素(包括睪酮和雌激素)特異性結(jié)合，參與調(diào)控血清中的性激素生物學(xué)利用度，進(jìn)而調(diào)節(jié)體內(nèi)激素水平[2]。SHBG水平主要受雌激素、雄激素、肥胖以及基因多態(tài)性等因素調(diào)節(jié)[3]。有研究表明，SHBG在妊娠期糖尿病(gestational diabetes mellitus,GDM)[4]、多囊卵巢綜合征(polycystic ovarian syndrome，PCOS)[5]、子宮內(nèi)膜樣腺癌[6]等的發(fā)生發(fā)展中均發(fā)揮重要作用。有研究發(fā)現(xiàn)，編碼SHBG蛋白的信使RNA在卵巢、黃體以及卵泡液樣本的顆粒細(xì)胞中均有表達(dá)[7]，提示SHBG在卵巢功能調(diào)控中也具有重要作用[8]。此外，SHBG還可通過調(diào)控其與睪酮及雌激素的結(jié)合力參與男性生殖系統(tǒng)相關(guān)性疾病(前列腺癌[9]、勃起功能障礙[10]等)的發(fā)生發(fā)展。但目前關(guān)于SHBG在超促排卵過程、卵母細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育、精子的發(fā)生發(fā)育、子宮內(nèi)膜接受態(tài)等輔助生殖領(lǐng)域的研究仍處于初級(jí)階段，其相關(guān)機(jī)制尚未明確?，F(xiàn)就SHBG在輔助生殖領(lǐng)域的研究進(jìn)展予以綜述。

1 SHBG概述

SHBG基因位于第17號(hào)染色體短臂的p12～p13帶，由8個(gè)外顯子和7個(gè)內(nèi)含子組成，基因長(zhǎng)度約4 kb[11]。SHBG是一個(gè)由兩個(gè)相同單體組成的同源二聚體，每個(gè)SHBG分子只有1個(gè)性激素結(jié)合位點(diǎn)，位于兩個(gè)單體之間，形成一個(gè)三明治狀的結(jié)構(gòu)，且只能結(jié)合1種性激素[12]。晶體結(jié)構(gòu)分析表明，這種結(jié)構(gòu)可通過其N端與性激素可逆的結(jié)合[11]。另有研究表明，SHBG的類固醇激素結(jié)合位點(diǎn)僅限于由外顯子2～5編碼的N端LG結(jié)構(gòu)域[13]。由于SHBG異構(gòu)體結(jié)合特征存在差異，不同類別激素與SHBG結(jié)合的親和力不同，其可通過運(yùn)輸和調(diào)節(jié)雄激素和雌激素進(jìn)入性腺的有效濃度參與生殖系統(tǒng)的正常功能[14]。1989年，Campo等[15]首次在接受試管嬰兒助孕治療女性的卵泡液中檢測(cè)到SHBG，自此SHBG在輔助生殖領(lǐng)域中的研究越來越受到關(guān)注。

2 SHBG與輔助生殖相關(guān)技術(shù)

2.1SHBG與超促排卵反應(yīng)性 控制性超促排卵是輔助生殖技術(shù)中至關(guān)重要的一步，但約20%的女性對(duì)促性腺激素反應(yīng)不足[16]。根據(jù)2011年制定的“博洛尼亞標(biāo)準(zhǔn)”[17]，這些對(duì)促性腺激素反應(yīng)不足的患者被診斷為卵巢低反應(yīng)(poor ovarian response，POR)，但即使被診斷為POR，不同患者的臨床用藥和促排結(jié)局差異仍較大。為了便于臨床管理，2014年波塞冬分類標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)患者年齡和卵巢反應(yīng)生物標(biāo)志物將POR人群更詳細(xì)地分為4類：①年齡<35歲，卵巢儲(chǔ)備良好[竇卵泡數(shù)(antral follicle count，AFC)≥5個(gè)；抗米勒管激素(anti-Müllerian hormone，AMH)≥1.2 μg/L]，非預(yù)期的POR或卵巢次優(yōu)反應(yīng)；②年齡≥35歲，卵巢儲(chǔ)備良好(AFC≥5個(gè)；AMH≥1.2 μg/L)，非預(yù)期的POR或卵巢次優(yōu)反應(yīng)；③年齡<35歲，刺激前卵巢儲(chǔ)備功能低下(AFC<5個(gè)；AMH<1.2 μg/L)；④年齡≥35歲，刺激前卵巢儲(chǔ)備功能低下(AFC<5個(gè)；AMH<1.2 μg/L)[18]。

根據(jù)波塞冬分類標(biāo)準(zhǔn)分組，年齡≥35歲，刺激前卵巢儲(chǔ)備功能低下(AFC<5個(gè)；AMH<1.2 μg/L)患者的血清SHBG水平顯著低于卵巢正常反應(yīng)者[(82.73±10.25) nmol/L比(161.17±16.59) nmol/L][19]，這可能與伴有POR的高齡生育期女性循環(huán)中的雄激素水平降低有關(guān)。有研究證實(shí)，與伴有POR的正常育齡期女性相比，POR生育期女性雄激素水平隨著年齡增長(zhǎng)呈顯著降低趨勢(shì)，進(jìn)而導(dǎo)致血清SHBG水平反應(yīng)性降低，雄激素促卵泡生成作用減弱，同時(shí)機(jī)體對(duì)促性腺激素的作用降低，導(dǎo)致臨床促排卵困難、獲卵率低等[18]。與年齡≥35歲、刺激前卵巢儲(chǔ)備功能低下(AFC<5個(gè)；AMH<1.2 μg/L)的患者相比，年齡<35歲、卵巢儲(chǔ)備良好的患者血清SHBG水平顯著升高；年齡<35歲、卵巢儲(chǔ)備良好的患者被定義為卵巢功能正常，但促排卵過程中患者對(duì)控制性超促排卵呈低反應(yīng)狀態(tài)，推測(cè)SHBG可能通過參與卵泡刺激素(follicle-stimulating hormone，F(xiàn)SH)受體的表達(dá)、改變FSH信號(hào)通路的轉(zhuǎn)化和激活狀態(tài)，影響卵泡的發(fā)育和募集，導(dǎo)致出現(xiàn)臨床促排反應(yīng)不良、卵母細(xì)胞回收率低等POR狀態(tài)[20]。在臨床工作中，增加FSH的使用劑量可使卵巢儲(chǔ)備功能趨于正常。因此，根據(jù)波塞冬分類標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)POR患者血清SHBG水平、及時(shí)調(diào)整促排卵方案、適當(dāng)增加FSH啟動(dòng)劑量均有助于獲得更多卵泡，實(shí)現(xiàn)更好的促排卵結(jié)局。

2.2SHBG與卵泡發(fā)育 在體外受精中，卵泡液的組成成分是決定卵泡細(xì)胞生命活動(dòng)和新陳代謝的可靠指標(biāo)，對(duì)卵泡的成熟及胚胎發(fā)育均具有重要作用[21]。性激素可通過調(diào)控顆粒細(xì)胞增殖、分化以及卵子成熟決定卵泡對(duì)促性腺激素的反應(yīng)，并參與卵泡的個(gè)體命運(yùn)分化[22]。有研究發(fā)現(xiàn)，SHBG信使RNA在控制性超促排卵患者卵巢、黃體和顆粒細(xì)胞中均有表達(dá)，且顆粒細(xì)胞產(chǎn)生的SHBG在卵泡的不同發(fā)育階段中也均有表達(dá)[23-24]。

在卵泡生成階段，SHBG可通過與睪酮高親和力結(jié)合導(dǎo)致雄激素水平及其活性均降低，從而影響卵泡的生長(zhǎng)。已有研究證實(shí)，卵泡液中高雄激素狀態(tài)與卵子質(zhì)量差及受精后胚胎的低卵裂率均密切相關(guān)[25]，且外源性雄激素可導(dǎo)致卵泡閉鎖、卵子退化以及胚胎發(fā)育潛能降低[26]。但有研究表明，雄激素，特別是睪酮和雄烯二酮可增強(qiáng)卵泡的募集、促生長(zhǎng)和發(fā)育，且主要通過促進(jìn)卵泡膜細(xì)胞和黃體細(xì)胞的增殖、抑制其凋亡而發(fā)揮作用[27]。因此，適量的雄激素水平對(duì)于維持卵子的數(shù)量和質(zhì)量均有益。而SHBG可通過調(diào)控睪酮水平影響卵子的質(zhì)量改善妊娠結(jié)局。有研究表明，在促排卵過程中，SHBG基因多態(tài)性可影響卵泡的大小，即與具有長(zhǎng)等位基因型的女性相比，具有短等位基因型的女性小卵泡數(shù)量顯著增加，因此SHBG可能通過調(diào)節(jié)卵泡的大小影響膽固醇水平[28]。

卵泡的新陳代謝必須產(chǎn)生足夠的能量才能滿足受精和胚胎發(fā)育的需求。研究表明，在體外胚胎培養(yǎng)中，生理代謝活動(dòng)的破壞可導(dǎo)致卵子成熟卵率降低，如脂肪酸代謝障礙可影響卵子的質(zhì)量[29]。作為一個(gè)重要的轉(zhuǎn)錄因子，肝細(xì)胞核因子-4A可參與SHBG合成過程，并通過與SHBG啟動(dòng)子結(jié)合調(diào)節(jié)肝臟SHBG水平[30]，進(jìn)而參與卵巢局部的脂質(zhì)代謝和生理代謝。

2.3SHBG與精子發(fā)育 血清中雄激素與雌激素水平的動(dòng)態(tài)平衡在維持男性正常生理功能中發(fā)揮重要作用，并參與睪丸內(nèi)精子的發(fā)生和成熟，嚴(yán)重的精子減少癥或無精子癥患者睪丸內(nèi)睪酮水平降低。而雌激素對(duì)于男性生殖系統(tǒng)具有雙向作用：一方面適宜水平的雌激素可促進(jìn)精子細(xì)胞的增殖和分化；另一方面雌激素水平過高可導(dǎo)致垂體促性腺激素分泌障礙，進(jìn)而引起睪丸間質(zhì)細(xì)胞功能降低、睪丸發(fā)育異常和生精功能障礙，最終導(dǎo)致男性不育[31]。因此，血清睪酮和雌激素比例失調(diào)與男性不育癥密切相關(guān)，而SHBG可通過調(diào)節(jié)雄激素和雌激素水平的動(dòng)態(tài)變化發(fā)揮生理作用。

有研究通過RNA干擾技術(shù)構(gòu)建高效率的SHBG干擾質(zhì)粒，干擾模型小鼠SHBG信使RNA的表達(dá)，從而使小鼠睪丸中的SHBG表達(dá)水平顯著降低；體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)睪丸注射SHBG干擾質(zhì)粒的雄鼠自然交配后胎仔數(shù)減少；體內(nèi)實(shí)驗(yàn)顯示，經(jīng)睪丸注射SHBG干擾質(zhì)粒的雄性小鼠精子密度和體外受精率均顯著降低，表明SHBG可能與雄性小鼠的生精功能及精子體外受精能力密切相關(guān)，其作用機(jī)制可能是通過參與初級(jí)精母細(xì)胞第一次成熟分裂而調(diào)節(jié)生精功能[32]。Selva和Hammond[31]研究表明，人生精細(xì)胞表達(dá)的SHBG多集聚于精子頂體膜和細(xì)胞膜之間，在精子獲能時(shí)被釋放，與精子成熟有關(guān)[33]。精漿中的SHBG可通過調(diào)節(jié)精子的運(yùn)動(dòng)能力影響男性生育力，與生育力正常男性相比，不育患者血清SHBG水平顯著降低[34]。此外，個(gè)體間血清SHBG水平存在顯著差異，遺傳對(duì)SHBG水平也有重要影響?；蚨鄳B(tài)性可改變蛋白質(zhì)的產(chǎn)生和代謝，導(dǎo)致SHBG水平個(gè)體差異較大。(TAAAA)重復(fù)序列可顯著降低循環(huán)中的SHBG水平，導(dǎo)致精子總量減少，增加男性不育風(fēng)險(xiǎn)，且風(fēng)險(xiǎn)值隨著(TAAAA)(n)中n值的增加而增加[35]。男性不育癥患者的SHBG基因啟動(dòng)子更易攜帶長(zhǎng)(TAAAA)(n)重復(fù)和Asp等位基因，SHBG Asp237Asn單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)和(TAAAA)(n)多態(tài)性可影響SHBG水平，并通過調(diào)控血清睪酮和雌激素的水平顯著增加男性不育風(fēng)險(xiǎn)[36]。

2.4SHBG與子宮內(nèi)膜容受性 在胚胎著床期，子宮內(nèi)膜容受性的轉(zhuǎn)變受卵巢類固醇激素、雌激素、孕激素以及其他生物標(biāo)志物的調(diào)節(jié)。子宮內(nèi)膜從增殖期到分泌期，雌激素作為一種促有絲分裂激素可促進(jìn)子宮內(nèi)膜腺體和基質(zhì)的生長(zhǎng)，且隨著雌激素水平的升高，雌孕激素受體的表達(dá)顯著增加，這一過程對(duì)于子宮內(nèi)膜的成熟至關(guān)重要。SHBG是人血漿和子宮內(nèi)膜中重要的性激素調(diào)節(jié)蛋白，可在月經(jīng)周期中動(dòng)態(tài)平衡睪酮、雌激素與孕激素的相對(duì)水平[37]。與未妊娠者相比，妊娠者胚胎移植日卵泡液中的SHBG水平、雌激素/睪酮比值均顯著升高，這可能與SHBG參與循環(huán)中雌激素與孕酮的動(dòng)態(tài)平衡，進(jìn)而引起子宮內(nèi)膜容受性轉(zhuǎn)換相關(guān)[38]。

在自然正常月經(jīng)周期中，血清SHBG保持相對(duì)恒定水平。在控制性超促排卵周期中，血清SHBG水平波動(dòng)幅度與雌激素水平類似，即卵泡期血清SHBG水平隨著卵泡成熟逐漸升高，這可能與超生理的雌激素刺激下肝臟分泌的SHBG增加有關(guān)[39]。隨著卵泡的排出，SHBG水平在黃體早期繼續(xù)升高，至黃體晚期略有降低，黃體期血清SHBG水平增加可能是黃體期雌激素與孕激素協(xié)同作用的結(jié)果?？傊?，SHBG是血清和子宮內(nèi)膜中主要調(diào)節(jié)游離性激素的蛋白，子宮內(nèi)膜的增殖、分化受雌激素和孕激素水平的調(diào)節(jié)，而SHBG可通過調(diào)節(jié)循環(huán)中雌激素、孕激素的親和力影響性激素的有效生物濃度，進(jìn)而影響子宮內(nèi)膜容受性的轉(zhuǎn)化。SHBG水平或功能異常均可破壞雌激素與雄激素平衡，從而干擾黃體期子宮內(nèi)膜的容受能力，影響胚胎向子宮內(nèi)膜的植入過程。

2.5SHBG與助孕后相關(guān)代謝障礙 PCOS是一組以排卵障礙、高雄激素血癥和(或)雄激素過多以及卵巢多囊樣變?yōu)橹饕卣鞯纳谂宰畛Ｒ姷纳痴系K性疾病[40]。雖然近年輔助生殖技術(shù)使PCOS患者受孕成為可能，但PCOS患者發(fā)生GDM的風(fēng)險(xiǎn)較高。Li等[41]研究表明，約30%的PCOS促排卵患者可發(fā)展為GDM。與高SHBG水平的PCOS患者相比，低SHBG水平的PCOS患者更易發(fā)展為GDM[2]，這可能與低SHBG水平患者體內(nèi)高雄激素水平有關(guān)，而高雄激素水平在GDM發(fā)展中具有重要作用。正常生理狀態(tài)下，雌激素可刺激SHBG合成，而睪酮和胰島素則可抑制其合成[42]。妊娠期高水平雌激素可使SHBG水平從孕5周的71(39～131) nmol/L迅速升高至孕24周的392(214～717) nmol/L并維持穩(wěn)定，使SHBG在高胰島素血癥和胰島素抵抗中發(fā)揮重要作用，妊娠后期SHBG水平逐漸升高[37]。與健康孕婦相比，GDM孕婦血清SHBG水平顯著降低，導(dǎo)致血清中未結(jié)合睪酮水平升高，進(jìn)而引發(fā)高雄激素血癥[43]。因此，孕期SHBG水平可作為篩選GDM的標(biāo)志物。

研究發(fā)現(xiàn)，體內(nèi)高胰島素水平可導(dǎo)致雄激素分泌增加、肝臟SHBG合成減少，其分子機(jī)制主要在于磷脂酰肌醇-3-激酶功能障礙導(dǎo)致下游因子(如胰島素受體底物)表達(dá)顯著下調(diào)，而磷脂酰肌醇-3-激酶信號(hào)通路不僅受孕激素調(diào)控，還在女性生育和維持體內(nèi)代謝穩(wěn)定中發(fā)揮重要作用，SHBG可通過調(diào)控磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B信號(hào)通路參與胰島素抵抗[44]。因此，SHBG可直接或間接參與PCOS患者GDM的發(fā)生發(fā)展[45]。

3 小 結(jié)

隨著人類輔助生殖技術(shù)的發(fā)展，越來越多的血清生化指標(biāo)被用于檢測(cè)促排卵水平及妊娠結(jié)局，包括傳統(tǒng)的AMH、雌激素、雄激素水平等。然而，由于激素水平變化的特殊性，目前尚無任何一項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)可準(zhǔn)確運(yùn)用于輔助生殖技術(shù)。SHBG主要由肝臟產(chǎn)生，可通過與類固醇激素相互作用調(diào)節(jié)其與激素的親和力，進(jìn)而調(diào)控循環(huán)中有效的生物濃度。而肝臟SHBG的產(chǎn)生又受多種激素影響，包括胰島素、睪酮以及雌激素等。SHBG可通過調(diào)節(jié)激素水平或分子信號(hào)通路參與促排卵反應(yīng)、配子的發(fā)育成熟、子宮內(nèi)膜容受性等輔助生殖過程，實(shí)現(xiàn)了SHBG研究成果在輔助生殖臨床的應(yīng)用，對(duì)臨床不孕(育)癥的診療具有重要指導(dǎo)意義。