卵巢過度刺激綜合征的分子機(jī)制和治療研究進(jìn)展

陳佳葉，方蘭蘭，孫瑩璞

(鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院生殖與遺傳?？漆t(yī)院，鄭州 450052)

卵巢過度刺激綜合征(OHSS)是輔助生殖技術(shù)(ART)的嚴(yán)重并發(fā)癥之一，OHSS以卵巢增大、雌激素水平升高、血管通透性增加、胸腹水及血栓形成等為主要特征；根據(jù)臨床癥狀分為輕、中、重度OHSS，其中輕度OHSS發(fā)生率可達(dá)20%～30%，中重度OHSS發(fā)生率為2%～3%[1]。臨床上OHSS的治療目前多為對癥治療，如靜脈補(bǔ)液擴(kuò)容、改善血液高凝狀態(tài)、穿刺引流胸腹水等，必要時需終止妊娠；OHSS嚴(yán)重者可致孕婦死亡[2]。但OHSS的發(fā)病機(jī)制尚不明確，如何預(yù)測OHSS發(fā)生和早期防治仍是目前面臨的重大挑戰(zhàn)。本文將綜述近年來OHSS發(fā)生的分子機(jī)制和防治措施的研究進(jìn)展，為OHSS早期防治和個性化精準(zhǔn)治療提供參考。

一、OHSS發(fā)生的病理生理改變

人絨毛膜促性腺激素(HCG)是促進(jìn)OHSS發(fā)生的關(guān)鍵因素，在ART助孕過程中外源性促性腺激素的基礎(chǔ)上，外源性給予HCG可觸發(fā)級聯(lián)反應(yīng)，表現(xiàn)為血清中雌激素等激素水平上升，血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)、各類細(xì)胞因子、腎素等血管活性物質(zhì)釋放，導(dǎo)致毛細(xì)血管通透性增加，體液大量外滲進(jìn)入第三間隙，產(chǎn)生胸腹腔積液，導(dǎo)致有效循環(huán)血容量減少、血液濃縮、低血容量休克，發(fā)生卵巢增大、臟器功能衰竭等一系列OHSS病理生理改變。

二、OHSS分子機(jī)制研究進(jìn)展

目前研究已證實(shí)OHSS的發(fā)病與大量生長因子、其他細(xì)胞因子以及卵巢腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(OVRAS)等相關(guān)。

(一)生長因子與OHSS

1.VEGF：VEGF是調(diào)節(jié)血管生成及毛細(xì)血管通透性的重要因子，在使用相同促排方案的患者中，與對照組相比，OHSS組的顆粒細(xì)胞和卵泡液中VEGF水平明顯升高[3]。動物模型的研究表明，靶向VEGF或其受體可以阻止OHSS的發(fā)展[4]。多巴胺激動劑卡麥角林可阻斷VEGF及其受體復(fù)合物的下游信號通路，給予患者卡麥角林后，可預(yù)防OHSS發(fā)生，降低發(fā)病風(fēng)險[5]。此外，環(huán)氧合酶2(COX-2)和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激可以通過調(diào)節(jié)VEGF表達(dá)參與OHSS發(fā)生發(fā)展。COX是花生四烯酸轉(zhuǎn)化為前列腺素和其他類花生酸的關(guān)鍵酶。在多項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)，COX-2與血管生成相關(guān)，COX-2過表達(dá)使得大量促血管生成因子產(chǎn)生，包括VEGF等[6]。此外，免疫組織化學(xué)結(jié)果顯示COX-2和VEGF在卵巢中具有相似的空間分布，COX-2定位于卵巢顆粒細(xì)胞及卵巢血管中[7]。HCG注射可上調(diào)卵泡液內(nèi)COX-2表達(dá)，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，COX-2基因在OHSS大鼠卵巢中的表達(dá)增加，給予COX-2選擇性抑制劑美洛昔康后抑制VEGF高表達(dá)，降低其卵巢重量的增加[8]。因此，COX-2調(diào)節(jié)VEGF表達(dá)可能是OHSS發(fā)病機(jī)制之一。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激也上調(diào)人卵巢顆粒細(xì)胞中VEGF的表達(dá)；抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激可降低OHSS大鼠VEGF的表達(dá)[9]，提示內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激上調(diào)VEGF表達(dá)可能與OHSS相關(guān)。故VEGF被認(rèn)為是促使OHSS發(fā)生發(fā)展的一個重要介質(zhì)。

2.色素上皮衍生因子(PEDF)：PEDF是一種天然、高效的新生血管抑制劑，在VEGF存在的情況下可以明顯抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞管腔形成和遷移，具有抗血管生成作用[10]。PEDF在人卵巢中表達(dá)，由顆粒細(xì)胞產(chǎn)生和分泌，HCG可下調(diào)PEDF的表達(dá)，并且PEDF的表達(dá)與VEGF的表達(dá)情況相反[11]。PEDF和VEGF之間的平衡可能參與維持卵巢的正常生理活動，這兩種因子之間的平衡部分受HCG或LH的調(diào)節(jié)。此外，PEDF通過抑制HCG上調(diào)的VEGF和炎癥介質(zhì)表達(dá)，改善OHSS小鼠體重增加、卵巢增大、血管通透性增加等癥狀[12]。這些研究表明，PEDF通過調(diào)節(jié)VEGF與炎癥介質(zhì)的表達(dá)參與OHSS發(fā)生發(fā)展。

3.雙調(diào)蛋白(AREG)及相關(guān)受體：AREG是人顆粒細(xì)胞和卵泡液中表皮生長因子受體(EGFR，又稱HER1/ErbB1)最主要的配體，EGFR和HER2(ErbB2)屬于酪氨酸激酶受體家族，是一種廣泛表達(dá)的跨膜酪氨酸激酶，AREG結(jié)合EGFR，激活細(xì)胞內(nèi)信號級聯(lián)，調(diào)控多種生理活動[13]。OHSS患者顆粒細(xì)胞和卵泡液中AREG、EGFR和HER2高表達(dá)，卵泡液中AREG蛋白水平與竇卵泡數(shù)量、回收卵母細(xì)胞數(shù)、血清雌二醇水平等呈正相關(guān)。AREG作用于顆粒細(xì)胞可上調(diào)VEGF的表達(dá)和分泌，且這一促進(jìn)作用在OHSS患者中更迅速、更顯著[3]。此外，研究表明，HCG誘導(dǎo)的AREG上調(diào)顆粒細(xì)胞中芳香化酶的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)雌二醇的合成[14]。這些結(jié)果表明顆粒細(xì)胞分泌的AREG在OHSS的發(fā)生發(fā)展中起重要作用，提示EGFR/HER2介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路可能是預(yù)防和治療OHSS新的藥物靶點(diǎn)。

4.轉(zhuǎn)化生長因子β1(TGF-β1)：TGF-β1是TGF-β超家族成員之一，是一種功能多樣但結(jié)構(gòu)保守的蛋白質(zhì)[15]。其中，TGF-β1及TGF-β受體在顆粒細(xì)胞中均有表達(dá)，人卵泡液中也可檢測到TGF-β1蛋白。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，TGF-β1結(jié)合并活化TGF-β受體，通過SMAD、ERK1/2和p38 MAPK信號通路上調(diào)人顆粒細(xì)胞中VEGF和芳香化酶的表達(dá)以及雌二醇的生成[16]。在接受IVF助孕的患者中，OHSS患者卵泡液中TGF-β1、雌二醇和VEGF水平均升高且相關(guān)。此外，OHSS小鼠卵巢TGF-β1表達(dá)增加，阻斷TGF-β1信號通路可抑制VEGF高表達(dá)，使OHSS小鼠體重增加和卵巢增大癥狀得到改善[17]。因此，TGF-β1可能通過上調(diào)VEGF和雌二醇的表達(dá)參與OHSS的發(fā)生發(fā)展，靶向TGF-β1信號通路可作為預(yù)防OHSS發(fā)生的新型分子治療措施。

5.Sprouty2(SPRY2)：SPRY2是EGFR介導(dǎo)的ERK1/2信號傳導(dǎo)通路中的重要調(diào)節(jié)因子[18]。研究表明，表皮生長因子(EGF)、成纖維細(xì)胞生長因子(FGF)等通過激活ERK1/2信號通路上調(diào)人顆粒細(xì)胞中SPRY2的表達(dá)[19]。接受IVF助孕的患者中，并發(fā)OHSS的患者顆粒細(xì)胞中SPRY2表達(dá)水平顯著升高，提示SPRY2的高表達(dá)可能與OHSS發(fā)生相關(guān)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，HCG通過ERK1/2信號通路上調(diào)人顆粒細(xì)胞中SPRY2的表達(dá)，阻斷SPRY2內(nèi)源性表達(dá)后，AREG上調(diào)的COX-2及PGE2表達(dá)受抑制[20]。此外，新近研究發(fā)現(xiàn)，在OHSS患者卵泡液中，外泌體miR-27通過靶向SPRY2下調(diào)活性氧的產(chǎn)生并促進(jìn)顆粒細(xì)胞凋亡[21]。以上結(jié)果表明HCG誘導(dǎo)的SPRY2介導(dǎo)人顆粒細(xì)胞中AREG對COX-2/PGE2表達(dá)的上調(diào)可能是OHSS的發(fā)病機(jī)制之一。

(二)其他細(xì)胞因子在OHSS發(fā)生中的作用

1.白細(xì)胞介素(IL)：卵巢自身合成和分泌的IL在OHSS發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮一定的作用。研究發(fā)現(xiàn)，OHSS患者的腹腔積液中IL-1水平較高，而IL-1受體拮抗劑水平較低，IL-6和IL-8水平顯著升高[22]。在OHSS患者血清中IL-6水平也顯著升高，但隨著癥狀的改善，其水平逐漸下降至正常[23]。此外，OHSS患者外周血單核細(xì)胞中IL-2高表達(dá)[24]。IL參與炎癥反應(yīng)，增加血管通透性導(dǎo)致OHSS發(fā)生[23]。

2.其他細(xì)胞因子：其他的一些細(xì)胞因子也與OHSS發(fā)病密切相關(guān)，如腫瘤壞死因子α(TNF-α)、一氧化氮(NO)等。卵巢自身合成TNF-α，在顆粒細(xì)胞中檢測出高親和力受體[25]。OHSS患者腹腔積液中TNF-α水平顯著升高[26]。此外，研究發(fā)現(xiàn)HCG抑制NO合成[23]，且OHSS患者腹腔積液中NO最終代謝產(chǎn)物——亞硝酸鹽水平顯著降低[27]，NO的降低可增加毛細(xì)血管通透性，故低水平NO可能與OHSS相關(guān)。

(三)OVRAS與OHSS

OVRAS受HCG調(diào)節(jié)，對卵泡發(fā)育、排卵和類固醇激素分泌有重要影響。血管緊張素及其受體廣泛分布于卵泡、排卵前卵泡膜細(xì)胞和顆粒細(xì)胞中，并調(diào)節(jié)類固醇生成[28]。使用促性腺激素促排卵患者血中及卵泡液中腎素原濃度大幅增加，而且濃度與排卵前卵泡數(shù)量呈正相關(guān)。OHSS患者的卵泡液和血漿中可檢測出高腎素活性[29]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，卵泡內(nèi)血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)前列腺素釋放，促進(jìn)血管生成，增加血管通透性[30]，是OHSS發(fā)生的重要機(jī)制。

(四)激素與OHSS

1.雌激素：OHSS患者血清高雌二醇水平與OHSS的發(fā)生顯著相關(guān)[31]。動物實(shí)驗(yàn)中，與對照組小鼠相比，OHSS小鼠卵巢芳香化酶的表達(dá)和血清雌二醇水平上調(diào)[32]。有研究發(fā)現(xiàn)囊性纖維化跨膜傳導(dǎo)調(diào)節(jié)因子(CFTR)作為一種cAMP激活的氯離子通道，其在體液平衡調(diào)節(jié)中起重要作用；在OHSS大鼠中，雌二醇上調(diào)CFTR表達(dá)可能與OHSS體液滲漏相關(guān)[33]。提示升高的雌二醇可能通過上調(diào)CFTR表達(dá)參與OHSS的發(fā)生發(fā)展。

2.褪黑素及其受體：褪黑素是一種主要由松果體合成和分泌的神經(jīng)內(nèi)分泌激素，其他組織器官也可少量合成[34]。褪黑素通過結(jié)合并激活兩種膜結(jié)合的G蛋白偶聯(lián)受體MT1和MT2，從而發(fā)揮其生物學(xué)功能[35]。研究表明，褪黑素及其受體MT1參與顆粒細(xì)胞中LH的下游反應(yīng)通路[36]。OHSS患者卵泡液中褪黑素、芳香化酶及雌激素水平高于非OHSS患者，且褪黑素水平與VEGF及雌激素水平呈正相關(guān)[37]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)褪黑素通過MT2和PI3K/AKT信號通路上調(diào)人顆粒細(xì)胞中VEGF的表達(dá)[38]。MT2選擇性拮抗劑4-P-PDOT阻斷OHSS組大鼠VEGF表達(dá)的上調(diào)，有利于改善卵巢增大和體重增加的癥狀。以上結(jié)果表明褪黑素對人顆粒細(xì)胞中VEGF的表達(dá)具有促進(jìn)作用，提示卵巢局部褪黑素高表達(dá)和褪黑素上調(diào)的VEGF可能與OHSS的發(fā)病相關(guān)[32]，卵泡液中的褪黑素可能是OHSS發(fā)生的有效預(yù)測因子。

小結(jié)，OHSS的發(fā)病機(jī)制涉及多種分子和信號通路。除傳統(tǒng)觀點(diǎn)中的VEGF、OVRAS等在OHSS的發(fā)病中起重要作用外，人顆粒細(xì)胞中某些因子或激素也參與OHSS的發(fā)生發(fā)展，如AEGR、TGF-β1、褪黑素等；與非OHSS患者相比，OHSS患者顆粒細(xì)胞內(nèi)AEGR、TGF-β1、SPRY2等分子表達(dá)及褪黑素水平增加，進(jìn)而通過下游信號通路，上調(diào)VEGF、COX-2和雌激素等OHSS相關(guān)因子和激素，參與OHSS發(fā)生發(fā)展，如圖1和圖2所示。

LHR：黃體生成素受體；TGF-β1：轉(zhuǎn)化生長因子1；AREG：雙調(diào)蛋白；E2：雌二醇；SPRY2：Sprouty2；MT：褪黑素；PEDF：色素上皮衍生因子；CFTR：囊性纖維化跨膜傳導(dǎo)調(diào)節(jié)因子；COX-2：環(huán)氧合酶2；OVRAS：卵巢腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)；NO：一氧化氮；ILs：白細(xì)胞介素；TNF-α：腫瘤壞死因子α；VEGF：血管內(nèi)皮生長因子；VP：血管通透性；PGE2：前列腺素E2；OHSS：卵巢過度刺激綜合征。圖1 多種分子及激素參與調(diào)節(jié)OHSS發(fā)生

Theca cells：卵泡膜細(xì)胞；Granulosa cells：顆粒細(xì)胞；Cumulus cells：卵丘細(xì)胞；Oocyte：卵母細(xì)胞；LH：黃體生成素；HCG：人絨毛膜促性腺激素；LHR：黃體生成素受體；AREG：雙調(diào)蛋白；EGFR：表皮生長因子受體；SPR2：Sprouty2；TGF-β1：轉(zhuǎn)化生長因子1；COX-2：環(huán)氧合酶2；VEGF：血管內(nèi)皮生長因子；AROM：芳香化酶；PGE2：前列腺素E2；Melatonin：褪黑素；MT2：褪黑素受體。圖2 非OHSS患者與OHSS患者顆粒細(xì)胞中分子標(biāo)記物表達(dá)的比較

三、OHSS的治療

上述關(guān)于OHSS發(fā)病機(jī)制的研究為預(yù)防和治療OHSS提供了新思路。VEGF是OHSS發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵因子，使用藥物來阻斷VEGF和VEGF受體2(VEGFR-2)在卵巢中的過表達(dá)可阻止OHSS的發(fā)生。但VEGFR-2抑制劑SU5416抑制磷酸化的同時會產(chǎn)生的不良副作用使其不能用于臨床治療。研究表明，多巴胺激動劑卡麥角林可使VEGFR-2去磷酸化，是預(yù)防OHSS有效且安全的藥物[39]。但其預(yù)防OHSS的用量尚未達(dá)成共識，臨床應(yīng)用受限，安全性以及對妊娠結(jié)局的影響尚不清楚。血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑和血管緊張素轉(zhuǎn)換酶受體拮抗劑可以阻斷OVRAS，但其對OHSS的防治效果仍不明確[40]。

近年來關(guān)于OHSS相關(guān)分子及信號通路的研究中也提到了一些預(yù)防與治療的新思路。給予OHSS小鼠褪黑素受體拮抗劑盧吲哚[32]或TGF-β1抑制劑SB431542[17]，其體重增加和卵巢增大的癥狀均有改善。給予OHSS大鼠MT2選擇性拮抗劑4-P-PDOT后可抑制VEGF高表達(dá)，進(jìn)而改善體重增加和卵巢增大的癥狀[32]。這些動物實(shí)驗(yàn)結(jié)果為之后的臨床研究和應(yīng)用提供了新的方向和依據(jù)，在已有的研究基礎(chǔ)上，進(jìn)一步闡明相關(guān)分子促使OHSS發(fā)生發(fā)展的具體調(diào)控機(jī)制，對涉及的信號通路或受體深入研究，以期發(fā)現(xiàn)OHSS的分子靶標(biāo)和治療靶點(diǎn)。

四、結(jié)論與展望

隨著對OHSS的深入研究，多種分子及信號通路已被證實(shí)與OHSS發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，已證實(shí)VEGF、COX-2、雌激素等與OHSS病理生理改變息息相關(guān)，在HCG/LH的作用下，AREG、TGF-β1、SPRY2等分子標(biāo)記物表達(dá)及褪黑素水平增加，導(dǎo)致上述OHSS相關(guān)分子水平升高，這些分子之間通過相應(yīng)的信號通路構(gòu)成信號網(wǎng)格共同參與OHSS的發(fā)生發(fā)展。這為OHSS的早期診斷和精準(zhǔn)治療提供了新的方向，一些分子抑制劑及受體拮抗劑能改善OHSS動物的相關(guān)癥狀，但其臨床應(yīng)用的安全性和有效性尚有待于進(jìn)一步研究。這些研究為探究OHSS的發(fā)病機(jī)制提供了新的思路和靈感，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行深入研究，可為臨床個性化精準(zhǔn)治療提供依據(jù)。