翁瑞文,劉義,張蔚,劉恒煒*
多囊卵巢綜合征(PCOS)是婦科最常見的內(nèi)分泌紊亂性疾病,月經(jīng)稀發(fā)或閉經(jīng)、排卵障礙、胰島素抵抗和雄激素過多是其主要臨床表現(xiàn)[1]。該病發(fā)病率逐年升高,根據(jù)2003年鹿特丹診斷標(biāo)準(zhǔn),我國育齡期婦女PCOS患病率為5%~11%[2]。高雄激素血癥(HA)作為PCOS重要的臨床特征之一,與代謝綜合征密切相關(guān),尤其是2型糖尿病和胰島素抵抗[3]。近年來,關(guān)于雄激素影響PCOS患者糖代謝的研究較多,但是尚未形成統(tǒng)一科學(xué)的結(jié)論。本研究旨在分析PCOS患者雄激素過多與葡萄糖和胰島素代謝之間的關(guān)系,為PCOS患者遠期并發(fā)癥的防治提供新的理論基礎(chǔ)。
1.1 研究對象 本研究屬于回顧性、單中心研究。收集2018年3月至2020年12月華中科技大學(xué)同濟醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院婦產(chǎn)科門診就診的PCOS患者954例。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)經(jīng)2003年鹿特丹標(biāo)準(zhǔn)[4]診斷為PCOS者;(2)18~40歲女性;(3)知情且自愿參與試驗。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)近3個月內(nèi)使用過任何降糖、降脂、降壓及激素類藥物治療;(2)嚴(yán)重過敏體質(zhì)或近期有感染者;(3)妊娠和哺乳期女性;(4)患有先天性腎上腺皮質(zhì)增生、庫欣綜合征、分泌雄激素的腫瘤等其他可引起雄激素升高的內(nèi)分泌和婦科疾病者;(5)患有其他引起排卵障礙的疾病、自身免疫性疾病、糖尿病、惡性腫瘤、肝腎功能不全以及甲狀腺功能異常者;(6)主要觀察指標(biāo)記錄不全者。
1.2 指標(biāo) 使用病歷檢索、電話隨訪、信件隨訪等方法記錄所有患者的年齡、身高、體質(zhì)量,計算體質(zhì)指數(shù)(BMI)。血清雄激素水平:總睪酮(T)、脫氫表雄酮(DHEA)、雄烯二酮(A)、游離睪酮(FT)、性激素結(jié)合球蛋白(SHBG)。糖化血紅蛋白(HbA1c)??诜悄土吭囼灒∣GTT):口服75 g葡萄糖前(Glu 0 min)及口服75 g葡萄糖后0.5、1.0、2.0、3.0 h血糖(Glu 30 min、Glu 60 min、Glu 120 min、Glu 180 min)。胰島素釋放試驗(IRT):口服75 g葡萄糖前(Ins 0 min)及口服75 g葡萄糖后0.5、1.0、2.0、3.0 h血漿胰島素(Ins 30 min、Ins 60 min、Ins 120 min、Ins 180 min)。
根據(jù)OGTT的結(jié)果,按世界衛(wèi)生組織(WHO)推薦的糖尿病診斷標(biāo)準(zhǔn)中的糖耐量狀態(tài)[5]進行分組:正常葡萄糖耐量組(NGT組):空腹血糖(FPG)<6.1 mmol/L,餐后2 h血糖(2 hPG)<7.8 mmol/L;2型糖尿病組(T2DM組):FPG≥7.0 mmol/L,2 hPG≥11.1 mmol/L;其余的歸類為糖尿病前期組(IGT組)。
以游離雄激素指數(shù)(FAI)反應(yīng)體內(nèi)活性睪酮的水平,F(xiàn)AI=T(nmol/L)×100/SHBG(nmol/L),F(xiàn)AI的參考范圍為0.7~6.4[6]。依據(jù)FAI四分位數(shù)由高到低將PCOS患者分為Q1~Q4亞組。
采用穩(wěn)態(tài)模型胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)評估胰島素抵抗,HOMA-IR=空腹胰島素×FPG/22.5。本研究中胰島素抵抗定義為:HOMA-IR≥2.69[7]。
依據(jù)BMI將PCOS患者分為正常體質(zhì)量(BMI<24.0 kg/m2)、超重(24.0 kg/m2≤ BMI<28.0 kg/m2)和肥胖(BMI≥ 28.0 kg/m2)[8]。
1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 25.0軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析。正態(tài)性檢驗采用K-S檢驗,不符合正態(tài)分布的計量資料以M(P25,P75)表示,組間比較采用秩和檢驗,用Bonferroni法進行組間兩兩比較。采用多元線性回歸分析評估雄激素指標(biāo)與糖代謝指標(biāo)之間的關(guān)系。雙變量之間的相關(guān)分析采用Spearman秩相關(guān)分析,控制BMI因素后HOMA-IR與雄激素指標(biāo)的關(guān)系采用偏相關(guān)分析,以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
1.4 倫理原則 本研究遵從自愿原則,所有受試者簽署知情同意書。研究過程中對受試者的所有個人信息保密,調(diào)查內(nèi)容只為本研究分析所用。本研究經(jīng)華中科技大學(xué)同濟醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn),編號[2019]倫審字(S936)號,研究符合世界醫(yī)學(xué)會制定的《赫爾辛基宣言》的要求。
2.1 PCOS患者的一般情況及臨床特征 本研究共納入PCOS患者954例,中位年齡27歲,中位BMI 25.5 kg/m2,其他指標(biāo)詳見表1。
表1 PCOS患者臨床及內(nèi)分泌特征〔n=954,M(P25,P75)〕Table 1 Clinical and endocrine characteristics of PCOS patients
2.2 不同葡萄糖耐量PCOS患者BMI及雄激素變化NGT組490例,IGT組369例,T2DM組95例。三組BMI、FT、SHBG和FAI比較,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。三組BMI、SHBG和FAI兩兩比較,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);NGT組FT低于IGT組與T2DM組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表2。
表2 不同糖耐量狀態(tài)PCOS患者BMI及雄激素水平比較〔M(P25,P75)〕Table 2 Comparison of BMI and androgen levels in PCOS patients with different glucose tolerance
2.3 影響PCOS患者糖代謝的多元線性回歸分析 以口服糖耐量試驗所得的多個血糖濃度、HbA1c、胰島素、HOMA-IR為因變量(賦值:實測值),以6種雄激素指標(biāo)(賦值:實測值)為自變量,進行多元線性回歸分析,結(jié)果顯示,T是PCOS患者Glu 30 min、Ins、HOMAIR的影響因素(β=0.068、0.098、0.086,P<0.05),SHBG、FAI是 PCOS患 者 Glu 0 min、Glu 30 min、Glu 60 min、Glu 120 min、Glu 180 min、HbA1c、胰島素、HOMA-IR的影響因素(P<0.01),見表3。
表3 雄激素指標(biāo)對PCOS患者糖代謝指標(biāo)影響的多元線性回歸分析Table 3 Multiple linear regression to evaluate the effects of androgen indexeson glucose metabolism in women with PCOS
2.4 FAI與胰島素代謝的關(guān)系 將PCOS患者根據(jù)FAI四分位數(shù)(Q1~Q4)由低到高進行分組,Q1亞組238例(24.9%),Q2亞 組 238例(24.9%),Q3亞組239例(25.1%),Q4亞 組239例(25.1%)。結(jié)果顯示,Q4亞組Ins 0 min、Ins 30 min、Ins 60 min、Ins 120 min、Ins 180 min、HOMA-IR水平高于Q1~Q3亞組,Q3亞組Ins 0 min、Ins 30 min、Ins 60 min、Ins 120 min、HOMA-IR水平高于Q1、Q2亞組,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表4。
表4 不同F(xiàn)AI亞組PCOS患者的胰島素水平變化〔M(P25,P75)〕Table 4 Changes of insulin levels in PCOS patients with different FAI subgroups
2.5 雄激素對胰島素抵抗的影響 T、FT、SHBG、FAI與 HOMA-IR相 關(guān)(rs=0.069、0.263、-0.438、0.363,P<0.001)。調(diào)整BMI后進行偏相關(guān)分析,HOMA-IR與FT之間的相關(guān)性消失,與T、A相關(guān)(R=0.095、0.070,P<0.05),與SHBG和FAI的相關(guān)性降低(R=-0.138、0.288,P<0.01),見表 5。
表5 HOMA-IR與雄激素指標(biāo)的相關(guān)性Table 5 The correlation between HOMA-IR and androgen indexes
依據(jù)BMI將PCOS患者分為正常體質(zhì)量者(BMI<24.0 kg/m2)、超重者(24.0 kg/m2≤ BMI<28.0 kg/m2)和肥胖者(BMI≥28.0 kg/m2)。以雄激素指標(biāo)為自變量,以HOMA-IR為因變量進行多元線性回歸分析,結(jié)果顯示正常體質(zhì)量PCOS患者中FT和SHBG是HOMAIR的影響因素(β=0.119、-0.155,P<0.05),超重PCOS患者中SHBG和FAI是HOMA-IR的影響因素(β=-0.199、0.249,P<0.01),肥胖PCOS患者中T、A、FT、SHBG、FAI會對HOMA-IR產(chǎn)生不同程度的影響(β=0.154、0.132、0.291、-0.176、0.390,P<0.05),見表6。
表6 不同體質(zhì)量PCOS患者中雄激素對HOMA-IR的影響Table 6 Effect of androgen on HOMA-IR in PCOS patients with different body weights
本研究重點分析PCOS患者雄激素與糖代謝及胰島素的關(guān)系。T是用于估計雄激素過量最廣泛的標(biāo)記物,但由于T的直接測定法表現(xiàn)出明顯的試劑盒間變異性[9],現(xiàn)有T放射免疫分析法也并不準(zhǔn)確[10],不宜將T作為生化高雄激素血癥的單一診斷工具。通過比較PCOS患者在不同葡萄糖耐量狀態(tài)下的雄激素水平,結(jié)果發(fā)現(xiàn),與NGT組相比,IGT和T2DM組的FT、FAI明顯升高,SHBG則與之相反。鑒于以上結(jié)果,本研究運用了多元線性回歸分析比較臨床上6種常見雄激素指標(biāo)與糖代謝的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)FAI為Glu 0 min、Glu 30 min、Glu 60 min、Glu 120 min、Glu 180 min、HbA1c、胰島素、HOMA-IR等多個糖代謝指標(biāo)的影響因素,較之其他5種雄激素指標(biāo),F(xiàn)AI對糖代謝指標(biāo)的影響程度更大。FAI水平變化更能客觀、準(zhǔn)確地反映PCOS人群的糖代謝狀況,研究結(jié)果支持了TUORILA等[11]的相關(guān)研究結(jié)論。FAI由T與SHBG之間的比率所得,間接反映了卵巢的合成功能,且與代謝綜合征密切相關(guān),是評估PCOS患者高雄激素血癥最敏感的測量指標(biāo)[12]。
本研究觀察到FAI升高,Q3、Q4亞組空腹及口服75 g葡萄糖后0.5、1.0、2.0、3.0 h的Ins水平上升,這可能是由于雄激素受體過度活化以及單核細胞衍生的氧化應(yīng)激破壞β細胞線粒體功能所致[13-14]。本研究還發(fā)現(xiàn)Q3亞組和Q4亞組HOMA-IR較Q1、Q2亞組增大。既往研究表明,雄激素可能通過干擾胰島素信號通路傳導(dǎo)、促使肝糖異生酶活性增加[15]以及減少骨骼肌葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白4型(GLUT4)表達[16]等相關(guān)機制促進胰島素抵抗。調(diào)整BMI后,HOMA-IR與FT之間的相關(guān)性消失,與T和A的相關(guān)性較為顯著,與FAI、SHBG的相關(guān)性明顯降低。本研究將PCOS患者分為體質(zhì)量正常、超重和肥胖者,發(fā)現(xiàn)肥胖者多個雄激素指標(biāo)(T、A、FT、SHBG、FAI)與HOMA-IR有關(guān),脂肪組織中胰島素抵抗的發(fā)生可能是雄激素依賴性的。一項動物實驗顯示,飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠其雄性后代表現(xiàn)出胰島素抵抗和脂肪Ins信號受損,其特征是胰島素受體(IR2)、胰島素受體底物(IRS1)、磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)和蛋白激酶B(AKT)水平降低[17]??紤]到大多數(shù)PCOS患者合并肥胖,體質(zhì)量/BMI本身的增加可能進一步放大雄激素過量引起的程序性Ins敏感性缺陷。
本研究存在一定局限性:首先,本研究為觀察性臨床研究,未做長期隨訪,后續(xù)仍需加以追蹤以驗證雄激素在PCOS代謝紊亂中的潛在因果作用;其次,沒有使用質(zhì)譜法測量雄激素水平,質(zhì)譜法是測量女性雄激素濃度的黃金標(biāo)準(zhǔn)[18],這可能造成測量誤差增加或潛在風(fēng)險關(guān)聯(lián)被稀釋。
綜上所述,本研究結(jié)果提示,F(xiàn)AI表達水平與PCOS患者糖代謝異常及胰島素抵抗密切相關(guān),F(xiàn)AI水平升高會導(dǎo)致胰島β細胞功能受損和胰島素抵抗增強;PCOS患者的體質(zhì)量增加可能是高雄激素血癥發(fā)展的主要危險因素進而加重胰島素抵抗; 高FAI水平的PCOS患者需要密切的代謝隨訪和強化治療,減輕體質(zhì)量可以改善PCOS患者的胰島素抵抗和高雄激素血癥,有望為PCOS的管理提供個性化方案。從長遠角度來看,有必要在前瞻性和縱向研究中進一步探究PCOS患者的高雄激素血癥治療對葡萄糖代謝及其遠期并發(fā)癥的影響。除此之外,有研究發(fā)現(xiàn)雄激素可能通過下調(diào)雷帕霉素靶蛋白(mTOR)mRNA水平和AKT磷酸化[19]、誘導(dǎo)更高的FOXO1表達[20]致使胰島素信號受損,后續(xù)還可利用PCOS動物模型等基礎(chǔ)研究方法對FAI與糖代謝和胰島素抵抗之間的作用路徑或機制進行更深層次的探討。
作者貢獻:劉恒煒提出研究選題方向,負責(zé)文章的構(gòu)思和設(shè)計,并進行可行性分析;翁瑞文進行臨床資料的收集和資料錄入,負責(zé)數(shù)據(jù)整理、撰寫論文初稿及英文摘要部分的翻譯;劉義、張蔚負責(zé)統(tǒng)計學(xué)指導(dǎo)以及語言文字潤色;劉恒煒負責(zé)論文的質(zhì)量控制和審校,對文章整體負責(zé);所有作者確認(rèn)了論文的最終稿。
本文無利益沖突。