張祎俐，石鴻嬌，趙彤，崔嵐巍

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院兒科，哈爾濱 150001)

雄激素在卵巢發(fā)育過程中發(fā)揮重要作用，卵巢和腎上腺為女性雄激素合成的主要部位。女性體內(nèi)主要雄激素類型按照血清水平由高到低依次為硫酸脫氫表雄酮(dehydroepiandrosterone sulfate，DHEAS)、脫氫表雄酮(dehydroepiandrosterone，DHEA)、雄烯二酮、睪酮和雙氫睪酮。其中，睪酮和雙氫睪酮具有生物活性，可直接與雄激素受體(androgen receptor，AR)結(jié)合，DHEAS、DHEA和雄烯二酮?jiǎng)t需要轉(zhuǎn)化為睪酮和(或)雙氫睪酮才能發(fā)揮作用[1]。雄激素也可轉(zhuǎn)化為其他性激素間接發(fā)揮作用，如雌激素參與月經(jīng)周期發(fā)生及卵巢優(yōu)勢卵泡選擇，并對(duì)促性腺激素釋放激素(gonadotropin-releasing hormone，GnRH)分泌具有負(fù)反饋?zhàn)饔?，可抑制GnRH脈沖振幅[2]。

雄激素代謝異常是多囊卵巢綜合征(polycystic ovary syndrome，PCOS)的重要發(fā)病機(jī)制之一，PCOS約占無排卵性不孕患者的75%[3]。雖然有研究認(rèn)為PCOS是由于中樞促性腺激素分泌缺陷所致[4]，但其他研究支持雄激素對(duì)卵巢發(fā)育具有促進(jìn)作用，刺激卵巢卵泡早期發(fā)育對(duì)早期卵泡具有保護(hù)作用，并參與卵泡晚期發(fā)育啟動(dòng)[5]。有研究顯示，芳香化前雄激素或芳香化酶抑制劑(如DHEA、來曲唑)可提高卵巢儲(chǔ)備功能減退患者竇卵泡、卵母細(xì)胞和胚胎數(shù)量及質(zhì)量，并提高妊娠率、活產(chǎn)率[6-8]。了解雄激素在卵巢發(fā)育中的作用機(jī)制可能為PCOS患者提供新的治療方向?，F(xiàn)就雄激素在卵巢卵泡中的作用、卵巢雄激素紊亂對(duì)卵巢發(fā)育結(jié)局的影響予以綜述。

1 雄激素與卵巢卵泡發(fā)育

雄激素是維持卵巢正常功能的關(guān)鍵，是卵巢卵泡發(fā)育過程中重要的性激素。但是血清雄激素水平過高會(huì)抑制卵巢功能，同時(shí)可能伴有男性化表現(xiàn)，導(dǎo)致PCOS。因此，雄激素對(duì)女性卵巢的影響取決于體內(nèi)雄激素的實(shí)際水平。

1.1AR AR屬于核受體超家族中的類固醇受體，是雄激素發(fā)揮直接作用的介導(dǎo)物質(zhì)。全身雄激素受體敲除小鼠模型均存在不孕現(xiàn)象，且卵巢中卵泡閉鎖水平升高，卵泡質(zhì)量下降[9]。此外，不同的顆粒細(xì)胞特異性雄激素受體敲除小鼠模型均顯示出生育力低下及卵泡質(zhì)量欠佳，雖然竇前卵泡數(shù)量增加，但隨著卵巢卵泡發(fā)育進(jìn)展，卵巢中大竇前卵泡及小竇卵泡數(shù)量減少，在卵巢發(fā)育后期可出現(xiàn)卵泡耗竭加速和卵巢早衰[10]。多種AR受體敲除小鼠模型顯示，AR在正常情況下具有維持卵泡發(fā)育的作用，在卵泡顆粒細(xì)胞中具有調(diào)節(jié)作用，可避免閉鎖以保護(hù)早期卵泡。

在女性卵巢中，AR主要表達(dá)于膜細(xì)胞和顆粒細(xì)胞，并在優(yōu)勢卵泡中的表達(dá)最為豐富。AR存在于卵泡發(fā)育的大多數(shù)階段，但在不同卵泡發(fā)育階段AR的作用效應(yīng)不同。小鼠卵泡經(jīng)卵泡刺激素(follicle-stimulating hormone，F(xiàn)SH)處理，AR豐度下降；小鼠卵泡經(jīng)FSH與黃體生成素(luteinizing hormone，LH)共同處理，AR豐度顯著下降[11]。該現(xiàn)象與排卵前卵泡顆粒細(xì)胞AR表達(dá)下降現(xiàn)象一致，這與P450芳香化酶信使RNA表達(dá)增加有關(guān)，表明性激素介導(dǎo)作用由AR介導(dǎo)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榇萍に厥荏w介導(dǎo)。在雙氫睪酮的作用下，小鼠竇前卵泡顆粒細(xì)胞AR表達(dá)降低，此時(shí)低水平FSH并不是直接導(dǎo)致AR表達(dá)下降的因素，給予一定量的FSH可恢復(fù)AR表達(dá)水平，表明卵泡AR表達(dá)調(diào)節(jié)與卵泡發(fā)育狀態(tài)相關(guān)。此外，有研究顯示，卵丘細(xì)胞在發(fā)育至竇卵泡的過程中，AR免疫組織化學(xué)染色由強(qiáng)染色逐漸下降，表明在卵泡發(fā)育過程中AR表達(dá)水平呈下降趨勢[12]。在牛卵泡中，竇前卵泡的卵母細(xì)胞是第一個(gè)死亡的成分，而在牛卵泡發(fā)育后期，顆粒細(xì)胞首先凋亡，顆粒細(xì)胞功能缺乏導(dǎo)致雄激素成為閉鎖性竇卵泡分泌的主要性激素類固醇[13]。因此，卵巢卵泡發(fā)育過程中AR表達(dá)的下調(diào)可能是卵泡優(yōu)勢選擇以及避免閉鎖的關(guān)鍵。

1.2雄激素自身作用 睪酮和雙氫睪酮均可刺激原始卵泡啟動(dòng)，增加卵泡數(shù)量，提高總卵泡存活率，但兩者對(duì)卵泡的影響并不完全相同。產(chǎn)前母羊經(jīng)睪酮處理表現(xiàn)為直徑約7 mm大竇卵泡，且卵泡質(zhì)量得到改善；經(jīng)雙氫睪酮處理的產(chǎn)前母羊則表現(xiàn)為直徑3～4 mm小竇卵泡[14-15]。兩者之間的差異可能是由于P450芳香化酶作用下部分睪酮芳香化產(chǎn)生雌激素所致。在水牛體外顆粒細(xì)胞培養(yǎng)液中添加睪酮，可顯著提高水牛顆粒細(xì)胞雌激素合成相關(guān)基因表達(dá)和雌二醇分泌水平，表明雄激素和雌激素均參與卵巢卵泡發(fā)育的調(diào)控[16]。

雄激素和FSH的協(xié)同作用在卵泡發(fā)育中起重要作用。FSH刺激顆粒細(xì)胞產(chǎn)生雌激素，這一過程所需底物主要為LH刺激膜細(xì)胞產(chǎn)生的雄激素，尤其是雄烯二酮。雄激素通過增加類固醇生成酶(P450膽固醇側(cè)鏈裂解酶和P450芳香化酶)在顆粒細(xì)胞中的水平，促進(jìn)顆粒細(xì)胞分化[17]。靈長類動(dòng)物經(jīng)睪酮處理可增加初級(jí)卵泡中FSH受體信使RNA表達(dá)水平；小鼠經(jīng)睪酮和雙氫睪酮同時(shí)處理，可提高顆粒細(xì)胞中FSH受體蛋白水平[18]。FSH與顆粒細(xì)胞上FSH受體結(jié)合后，細(xì)胞內(nèi)環(huán)腺苷酸水平升高，環(huán)腺苷酸信號(hào)通路激活，促進(jìn)顆粒細(xì)胞內(nèi)P450芳香化酶的合成，增加顆粒細(xì)胞雌激素的合成[19]。由于每個(gè)卵泡的FSH受體數(shù)量不同，對(duì)FSH的敏感性存在差異，卵巢卵泡發(fā)育具有不均一性，即卵泡發(fā)育不同步，卵巢內(nèi)同一時(shí)期存在多個(gè)不同發(fā)育階段的卵泡，優(yōu)勢卵泡數(shù)量較少。

卵巢卵泡發(fā)育早期，雄激素通過使卵泡規(guī)避閉鎖結(jié)局發(fā)揮間接保護(hù)作用，增加小卵泡的存活數(shù)量及生存質(zhì)量。低水平雄激素可促進(jìn)卵泡啟動(dòng)募集，減少卵泡凋亡；相反，若雄激素水平過高則會(huì)增加卵泡凋亡和閉鎖發(fā)生率[20]。對(duì)于大竇卵泡，睪酮可抑制顆粒細(xì)胞中芳香化酶活性，降低雌激素水平，從而阻礙卵泡發(fā)育。AR在卵泡發(fā)育過程中存在免疫染色梯度，因此雄激素以依賴卵泡發(fā)育狀態(tài)變化的方式增強(qiáng)或減弱顆粒細(xì)胞對(duì)FSH的反應(yīng)性，這可能有助于卵泡被選擇為優(yōu)勢卵泡或經(jīng)歷閉鎖，決定卵泡發(fā)育的最終結(jié)局。

1.3雄激素與雌激素的相互作用 在卵巢中，F(xiàn)SH刺激卵泡的早期發(fā)育，LH則通過膜細(xì)胞上LH受體刺激膽固醇向雄烯二酮轉(zhuǎn)化，以調(diào)控雄激素產(chǎn)生；顆粒細(xì)胞在FSH刺激下，將雄激素轉(zhuǎn)化為雌激素[21]。膜細(xì)胞產(chǎn)生的雄烯二酮大部分提供給顆粒細(xì)胞產(chǎn)生雌激素，由顆粒細(xì)胞產(chǎn)生的雌激素主要進(jìn)入卵泡液，但仍有一小部分雄烯二酮在膜細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為雌二醇并進(jìn)入血液循環(huán)。雄激素在卵泡發(fā)育早期支持卵泡生長，后期則抑制卵泡分化與雌二醇的產(chǎn)生。雌二醇與FSH協(xié)同促進(jìn)卵泡后期發(fā)育，即卵泡芳香化酶的有效催化作用是優(yōu)勢卵泡選擇的重要因素。雌激素在促進(jìn)細(xì)胞間縫隙連接和竇卵泡形成以及增加雌激素受體水平方面發(fā)揮重要作用[22]。此外，雌激素與促性腺激素有協(xié)同作用，包括促進(jìn)卵巢生長、LH受體和FSH受體形成以及增強(qiáng)芳香化酶活性。

有研究表明，優(yōu)勢卵泡具有早期優(yōu)勢[23]。相對(duì)從屬卵泡，優(yōu)勢卵泡在早期含有更多的顆粒細(xì)胞和FSH受體。同時(shí)，優(yōu)勢卵泡膜細(xì)胞在LH誘導(dǎo)下可通過P450芳香化酶將小部分雄激素轉(zhuǎn)化為雌二醇，雌二醇的分泌可促進(jìn)優(yōu)勢卵泡顆粒細(xì)胞形成FSH受體。雌二醇本身對(duì)顆粒細(xì)胞FSH受體的數(shù)量、分布和親和力無影響，但雌激素已被證明與FSH具有協(xié)同作用，可提高顆粒細(xì)胞FSH受體敏感性[24]。成熟顆粒細(xì)胞表達(dá)LH受體，進(jìn)一步促進(jìn)顆粒細(xì)胞內(nèi)雌二醇的生成；同時(shí)優(yōu)勢卵泡產(chǎn)生的雌激素對(duì)垂體FSH分泌具有負(fù)反饋?zhàn)饔?，?dǎo)致循環(huán)中FSH水平下降，從而抑制從屬卵泡生長。表明在卵泡發(fā)育后期，優(yōu)勢卵泡對(duì)FSH依賴性較小，對(duì)LH更為敏感。有研究證實(shí)，優(yōu)勢卵泡內(nèi)雄激素/雌激素比值較低，從屬卵泡則表現(xiàn)為雄激素/雌激素比值升高[25]，因此雄激素/雌激素比值在卵泡結(jié)局選擇中起重要作用。

2 雄激素在青春期卵巢發(fā)育中的作用

下丘腦脈沖式分泌GnRH增加是青春期啟動(dòng)的標(biāo)志，低頻率GnRH脈沖性分泌有利于FSH分泌，高頻率GnRH脈沖性分泌則有利于LH分泌[26]。雄激素在FSH、LH的作用下產(chǎn)生雌激素，對(duì)卵巢發(fā)育進(jìn)行調(diào)控，同時(shí)雌激素對(duì)下丘腦-垂體-性腺軸具有負(fù)反饋?zhàn)饔?，可抑制GnRH分泌。青春期啟動(dòng)，GnRH脈沖被重新激活，性激素釋放增加并刺激性腺，由此產(chǎn)生的卵巢激素可以產(chǎn)生第一個(gè)負(fù)反饋，而月經(jīng)初潮與第一次排卵之間的延遲實(shí)際上是由于GnRH脈沖重新激活時(shí)雌二醇初次升高所致。隨后，類固醇負(fù)反饋敏感性降低，增加了雌二醇的正反饋?zhàn)饔茫贫嫉呐R界水平可引起Kisspeptin和GnRH脈沖性分泌增加，從而導(dǎo)致LH分泌增加及排卵[27]。一方面，青春期女性下丘腦-垂體-性腺軸的激素調(diào)控功能發(fā)育不完全，雌激素的反饋?zhàn)饔镁哂腥毕?；另一方面，GnRH高頻率分泌導(dǎo)致LH分泌增加，F(xiàn)SH增加不明顯，形成卵巢局部高LH環(huán)境，導(dǎo)致卵巢發(fā)育障礙，卵泡閉鎖增加。因此，多囊卵巢形態(tài)及無排卵性月經(jīng)周期在正常青春期女性中常見。多囊卵巢形態(tài)是指一側(cè)卵巢直徑為2～9 mm的卵泡不少于12個(gè)或一側(cè)卵巢體積>10 ml[28]。無排卵性月經(jīng)周期可導(dǎo)致血清睪酮水平升高[29]，故青春期多毛、痤瘡可能是正常生理表現(xiàn)。

3 雄激素與代謝異常相關(guān)疾病

3.1雄激素缺乏與早發(fā)性卵巢功能不全(primary ovarian insufficiency,POI) 女性在40歲前發(fā)生卵巢功能減退稱為POI綜合征，其特征為閉經(jīng)伴隨低雌激素及高促性腺激素[30]。有研究發(fā)現(xiàn)，與同期育齡女性相比，POI患者的血清總睪酮水平明顯降低，但DHEAS水平較高[31-32]。另有研究顯示，與同期育齡女性相比，POI患者血清總睪酮、DHEAS水平明顯下降，但與自然絕經(jīng)后女性相比血清總睪酮水平差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且自然絕經(jīng)后女性DHEAS水平下降更為明顯[33]。在POI大鼠模型中可觀察到卵巢組織萎縮，纖維結(jié)締組織和脂肪組織取代了大部分區(qū)域；有散在慢性炎癥細(xì)胞浸潤，卵巢間質(zhì)增生明顯，竇前卵泡、竇卵泡減少[34]。因此，POI患者睪酮水平下降與卵巢皮質(zhì)萎縮相關(guān)。此外，有研究認(rèn)為，POI患者DHEAS水平高于自然絕經(jīng)后女性的原因是POI患者相對(duì)年輕，具有較高的代償能力[33]。在各年齡段女性中，腎上腺皮質(zhì)網(wǎng)狀帶主要合成DHEA和DHEAS，兩者不具備生物活性，是外周轉(zhuǎn)化為睪酮的潛在前體池。

3.2雄激素過多與PCOS PCOS是女性常見的內(nèi)分泌及代謝紊亂疾病，是引起育齡女性無排卵性不孕的主要原因，循環(huán)雄激素水平過高是PCOS的重要特征之一，與其他臨床表現(xiàn)密切相關(guān)。成人PCOS診斷標(biāo)準(zhǔn)在排除其他導(dǎo)致高雄激素血癥的疾病外還需符合以下3條指標(biāo)中的2條[35-38]：①稀發(fā)排卵和(或)無排卵；②有雄激素過多癥的臨床表現(xiàn)和(或)生化證據(jù)；③婦科超聲顯示多囊卵巢形態(tài)。PCOS女性下丘腦GnRH分泌頻率升高[39]，進(jìn)而引起LH分泌增加，刺激卵泡膜細(xì)胞分泌過多的雄激素，同時(shí)FSH的相對(duì)缺乏會(huì)抑制顆粒細(xì)胞內(nèi)雄激素向雌激素轉(zhuǎn)化，進(jìn)而導(dǎo)致雄激素水平進(jìn)一步升高。過量雄激素會(huì)導(dǎo)致顆粒細(xì)胞功能障礙，刺激大量小卵泡異常生長，同時(shí)促進(jìn)卵泡過早黃素化，造成卵泡發(fā)育停滯，妨礙優(yōu)勢卵泡出現(xiàn)，進(jìn)而導(dǎo)致稀發(fā)排卵或無排卵，影像學(xué)出現(xiàn)多囊卵巢形態(tài)?？紤]到青春期生理表現(xiàn)與PCOS臨床表現(xiàn)存在重疊，因此成人PCOS診斷標(biāo)準(zhǔn)并不適用于青春期PCOS診斷，目前缺乏診斷青春期PCOS的明確指南，僅普遍認(rèn)為青春期PCOS需在女童月經(jīng)初潮后2年且符合上述全部3個(gè)指標(biāo)才能診斷。

腎上腺網(wǎng)狀帶分泌過多雄激素，在外周組織(如脂肪組織)轉(zhuǎn)化形成雌激素，雌激素負(fù)反饋?zhàn)饔糜谙虑鹉X-垂體-性腺軸，增加下丘腦LH分泌，促進(jìn)卵巢雄激素合成[40]。腎上腺雄激素合成可改變卵巢類固醇合成，腎上腺雄激素分泌受促腎上腺皮質(zhì)激素調(diào)控。GnRH激動(dòng)劑可增加PCOS患者雄激素的分泌，采用地塞米松治療后，相較健康女性，PCOS患者睪酮和雄烯二酮水平降低不明顯，表明雄激素主要源于卵巢；但是PCOS患者的一個(gè)亞組表現(xiàn)為DHEA和DHEAS循環(huán)水平升高，長期使用地塞米松后，相較睪酮和雄烯二酮，DHEA水平存在明顯抑制現(xiàn)象，表明腎上腺是PCOS患者雄激素的來源之一[41]。此外，DHEAS可以改變細(xì)胞色素P450c17α羥化酶的活性，增加外周皮質(zhì)醇代謝[40]。在PCOS患者中，隨著皮質(zhì)醇的增加，腎上腺雄激素對(duì)促腎上腺皮質(zhì)激素刺激的反應(yīng)具有放大效應(yīng)，且PCOS患者普遍表現(xiàn)為腎上腺皮質(zhì)過度分泌[42]，說明腎上腺網(wǎng)狀帶對(duì)促腎上腺皮質(zhì)激素的高反應(yīng)性可能與某些PCOS患者高雄激素血癥的病因有關(guān)。

4 小 結(jié)

雄激素是雌激素生物合成的底物，雄激素水平是維持正常卵巢功能的關(guān)鍵。雄激素可通過AR直接作用刺激并維持卵泡發(fā)育，也可通過轉(zhuǎn)化為雌激素間接發(fā)揮作用。雄激素與女性卵巢的生理病理密切相關(guān)，與PCOS的關(guān)系尤為密切。但由于青春期下丘腦-垂體-性腺軸調(diào)節(jié)功能尚未健全，青春期生理性變化與PCOS主要臨床特征存在許多相似之處。目前尚無明確診斷青春期PCOS的指南，因此了解青少年雄激素與卵巢發(fā)育的關(guān)系，有利于早期預(yù)測和發(fā)現(xiàn)青春期PCOS，以進(jìn)行合理干預(yù)，改善成年后健康狀態(tài)。同時(shí)，對(duì)卵巢卵泡發(fā)育機(jī)制的進(jìn)一步研究，可為傳統(tǒng)促性腺激素治療無反應(yīng)但仍具有竇前卵泡的不孕患者提供新的治療方向。