多囊卵巢綜合征病因病機及動物模型分析

東玉芳，馬留璐，陳靜，潘文，袁仁智

(1.甘肅中醫藥大學，甘肅 蘭州 730000；2.甘肅省中醫藥研究院，甘肅 蘭州 730020；3.甘肅省中醫院，甘肅 蘭州 730050)

多囊卵巢綜合征(polycystic ovary syndrome，PCOS)是臨床婦科常見的復雜內分泌疾病，在育齡婦女中患病率為4%～12%，在無排卵性不孕癥患者中占70%。PCOS特征為雄性激素分泌過多、卵巢多囊樣改變、伴排卵功能障礙、胰島素抵抗[1-3]。PCOS內分泌和代謝異常影響卵巢、子宮內膜正常功能，表現為子宮內膜增生或癌變，直接導致生育功能下降和流產率升高[4-5]，成為婦科內分泌領域關注的熱點。而PCOS發病機制復雜，尚未完全闡明，且該病具有高度異質性表現。研究發現，其病因及病理涉及到體內諸多系統和多個因素，如飲食、遺傳、情緒、環境、卵巢局部、內分泌、神經系統、代謝系統等[6]。目前中西醫針對PCOS的研究重點在于其導致的不孕。PCOS患者主要采取藥物治療，臨床獲取多囊卵巢標本較為困難，限制了對該疾病發生、發展機制的基礎研究，因此建立多囊卵巢動物模型對PCOS發病原因的研究以及指導臨床診治有重要意義。為了探討該疾病的發生、轉歸及治療，已經建立了許多動物模型，但迄今為止尚無一種公認的標準模型來囊括PCOS的所有特征。尋找治療PCOS經濟、有效和副作用小的藥物，建立一種與人類PCOS臨床病理癥狀相近的動物模型，是觀察藥物發揮治療作用的基礎[7-8]。因此，本文分析、歸納、總結已有PCOS動物模型及建立方法，以期找到適合人類PCOS疾病研究的動物模型，為今后PCOS的機制探討及中西醫治療奠定基礎。

1 PCOS的病因病機

1.1 西醫病因病機

目前PCOS的西醫病因病機還未完全闡明，推測其可能為復雜遺傳性疾病，目前國內外主要從遺傳學角度來研究PCOS。在其發病過程中，遺傳因素無決定性影響，而是多因素作用誘導PCOS發生、發展。對PCOS與單核苷酸多態性(SNP)的遺傳關聯性進行研究分析，結果表明基因序列中遺傳密碼子單個基本改變，常染色體顯性遺傳或X染色體連鎖顯性遺傳為PCOS易感基因[9]。PCOS的致病因素還包括環境，其會影響致病因素的產生及發展，出生前，若嬰兒存在的母體子宮雄性激素含量較高，嬰兒成年后會出現PCOS癥狀[10]；外界環境中內分泌干擾物屬于激素類代謝物，多種機制都會影響激素分泌，產生雄激素或磁激素，內分泌系統被感染，使體內雄激素增高[11]。現階段醫學模式開始過渡到生理、心理及社會醫學模式，社會心理因素是PCOS發生、發展的一個致病因素，負面情緒會導致人體出現高雄激素血癥、炎癥反應、內分泌紊亂等，從而加劇PCOS癥狀[12]。炎癥因子是最近發現PCOS病變的另一致病因素，并且其致病因素涉及到細胞分子水平，研究表明炎癥細胞因子對PCOS癥狀的產生有促進作用，其能通過信號通路及調控相應蛋白，誘導胰島素抵抗，進而導致該病的發生[13]。

1.2 中醫病因病機

中醫提出PCOS人體存在腎虛時，會引發脾虛肝郁，臨床出現痰濕瘀血現象，從而產生虛實夾雜的癥狀[14]。《格致余論·受胎論》中記載，陽精與陰血一施一攝，其中精與血結合為有孕，如果婦女不孕不育，則說明其陰血不足，達不到與陽精結合攝取的需求。腎虛為本，即腎虧虛，腎精不足則會影響肝腎發育，血海達不到充盈狀態，則女性月經會延期，嚴重者出現陰血匱乏，陰陽失調，繼而出現閉經、不孕等癥狀。《景岳全書·夫人規》中記載，脾需要精氣不斷灌養才能成長發育，這說明脾虛肝郁均會導致人體出現月經延期、不孕等癥狀。《丹溪心法·子嗣》中記載，如果婦女過于肥胖，且喜好酒食，會出現月經不調、不孕之癥。身體肥胖會有過多脂肪，閉塞子宮，需要健脾燥濕、化痰祛瘀。

2 PCOS的診斷標準

2.1 西醫診斷標準

PCOS臨床癥狀存在高度異質性、表現多樣性的特征，很多癥狀與正常人表現一致，其診斷標準一直存在爭議，目前國際上公認標準有：1990年，美國國立衛生研究院提出NIH標準，該標準納入了卵巢源性激素過量，卵巢的超聲改變未納入其中。2003年，鹿特丹標準由美國生殖醫學會與歐洲生殖和胚胎醫學會共同提出，該標準強調PCOS為卵巢功能異常性疾病，其核心特點為高雄激素和卵巢多囊樣改變——多囊卵巢[15-16]。2006年，美國雄激素學會提出AES標準，該標準提出PCOS為雄激素過多癥或雄激素過量性疾病。在未治療前，如女性未出現臨床生化或雄激素過多癥，則無論是月經失調、排卵功能障礙，都不能將其診斷為PCOS。PCOS診斷的基礎條件為高雄激素，排除其他因素引起的高雄激素和滿足其中一條及月經失調即可診斷為PCOS。2011年，中國衛生部提出疑似PCOS概念，發布中國PCOS診斷標準。該標準強調，診斷PCOS的必要條件為閉經、月經稀發或不規則子宮出血[17-18]。各標準詳見表1。

表1 PCOS診斷標準

2.2 中醫診斷標準

中醫學根據臨床癥狀將其例入“月經后期”“閉經”“癥瘕”“不孕癥”等范圍，并沒有多囊卵巢綜合征的相關記錄。根據《中藥新藥臨床研究指導原則》《中醫藥婦科病常見病診療指南》和臨床擬定辨證標準，將PCOS分為腎陰虛型、腎陽虛型、脾虛痰濕型、氣滯血瘀型、肝郁型和腎虛血瘀型6種證型[19]。具體辨證分型見表2，結合證候臨床表現，PCOS診斷標準詳見表3。

表2 PCOS分型證候

表3 PCOS中醫診斷標準

3 PCOS動物模型分析

3.1 模型動物選擇

常用于PCOS模型的動物應與人體生理結構、功能、代謝和疾病特征相似的動物，有大鼠、小鼠、猴和家兔等。首選小鼠和大鼠，一般選擇雌性動物，由于小鼠、大鼠遺傳上與人類相似，有固定動情周期，并且周期較短，對性激素敏感，方便在動物造模時觀察，大鼠和小鼠可以滿足臨床試驗的經濟性和便捷性，多用于臨床實驗研究中。猴與人類的生殖、生理、代謝有很大的共通點，猴的周期長，并且價格昂貴。家兔對性激素不敏感，不便于造模。常用鼠的品系有9日齡SD雌性大鼠，23日齡雌性ICR小鼠，小鼠和大鼠可以用來模擬各種證型PCOS動物模型[20-21]。

3.2 造模方法及臨床吻合度

現階段PCOS動物模型造模方法主要有雄激素聯合胰島素造模法、胰島素聯合HCG造模法、芳香花酶抑制劑造模法、雄激素造模法、胰島素類造模法、孕激素聯合HCG造模法、雄激素聯合HCG造模法，已有PCOS動物模型詳見表4。

表4 PCOS動物模型分析

注：吻合度高、中、低表示動物模型與臨床癥狀關系密切程度，高：符合西醫診斷NIH標準、鹿特丹標準、AES標準及中國診斷標準，并且符合中醫診斷主標準；中：滿足上述診斷標準中兩條即可；低：不符合上述診斷標準。

4 討論

以上動物所發生的變化是在卵巢病理生理形態以及激素方面，同PCOS中西醫診斷指標相比較存在一定差距，首選模型動物的選擇，對動物進行實驗，研究的最終目的在于能夠使人類所患疾病能夠得到治療，即模型動物在生理、結構和功能一定要與人類相近[22]。目前國內外建立PCOS動物模型的研究對象是Wistar雌性大鼠、SD雌性大鼠、ICR雌性小鼠和BDF-1雌性雜交鼠和KM雌性小鼠等，這些模型動物在結構、技能和代謝方面都沒有人類復雜，而PCOS Rhesus猴的生殖、生理與人類非常相近，所以原則上在選擇PCOS模型時可以將其作為首選目標。

目前很多模型只能反映PCOS某一個類型的臨床病癥，但很多典型癥狀沒有體現出來，即現有的動物模型無法準確解釋PCOS的病因病機[21-22]。引發多囊卵巢的主要原因是卵巢局部的雄性激素偏高，因此對此病癥建模通常應用體內注射雄性激素造模，雄激素聯合胰島素造模法、雄激素聯合HCG造模法和雄激素造模法，以PCOS中西醫臨床診斷標準為依據，符合該模型最重要的指標[20，23]。該方法缺點是由于模型動物可能處于內分泌旺盛期，這種情況下會導致模型動物卵巢局部的雄性激素偏高，不易區分模型動物雄激素升高是內源性或者外源性雄激素所致[24]。目前雄激素造模法是使用最多的造模方法，其中脫氫表雄酮(DHEA)動物模型，下丘腦-垂體-卵巢軸保持完整，卵巢病理改變和血內分泌改變與PCOS相似，并存在明顯的高胰島素血癥，更接近PCOS的發病機制。但脫氫表雄酮導致體內DHEA和雄烯酮升高，從而難以區分內源性和外源性雄激素，會干擾研究內源性性激素變化的實驗[25]。睪酮動物模型能使雄激素明顯升高，但卵巢重量減輕，無白膜增厚，不適合卵巢形態學的研究。雙氫睪酮模型使卵巢體積和質量增加，體內脂肪增多，瘦素水升高及胰島素抵抗，用于研究PCOS卵巢形態學和代謝改變比較合適的動物模型。但該模型動物中血LH不增加反而減少，不符合PCOS內分泌變化。雄激素聯合胰島素造模法，該方法由于缺乏重復性，所以對檢驗PCOS藥效的長期性并不合適，但是雄激素聯合HCG能夠使模型動物處于PCOS病理狀態的時間較長，因此，綜合這2種造模方法優點，將符合人類的PCOS動物模型建立起來，這對于檢驗臨床藥物實驗的長期有效性有很好的優勢，有利于尋找到治療PCOS的藥物。雌激素造模法對下丘腦-垂體軸有損害，不適合PCOS治療反應性方面的研究，該模型形成的囊性卵巢體積減少，不適合形態學研究。而此模型激素與人類PCOS接近，可作為內分泌失調為主的PCOS動物造模。由于下丘腦和垂體是激素內分泌中心，雌激素造模法和雄激素聯合HCG造模法負反饋作用下丘腦和垂體，刺激雄激素增加，這兩種方法都是間接使模型動物體內雄激素增高，對研究PCOS的病因與體內各種激素改變之間的聯系具有重大意義，這種PCOS動物模型可以應用在生殖內分泌失調的研究上。創建動物模型，應該找到模型成功機制，特別利用分子生物學技術找到PCOS致病的信號途徑，芳香花酶抑制劑造模法利用來曲唑干預雄激素向雌激素轉化酶活性，導致卵巢多囊樣改變，體內雄激素增高，尤其T和LH水平明顯上升，與人類PCOS極為相似，但該模型FSH也升高，這可能與卵泡顆粒細胞退化有關，雌激素水平下降，不適合研究雌激素水平較高的PCOS[26]。其相關信號通路尚沒有文獻報道；胰島素造模法從分子生物學反應了PCOS病因病機，胰島素抵抗以及高胰島素血癥體現在PCOS患者身上，胰島素產生生理作用的重要信號通道是P13/AKt，GSK-3作為Akt的下游底物因子，其主要的作用是調控糖原的合成，P13K/AKt在胰島素致PCOS的過程中發揮了一定的作用，以上各種動物模型有一定優勢和一定局限性[27-29]。

不同造模方法，模型成功指標結果相差甚遠。今后動物造模，應該總結歸納已有研究成果，選擇比較符合臨床病癥的模型，尋找PCOS模型成功關鍵靶點網絡指標，建立有效指標評價網絡系統。理想的PCOS模型具備卵巢多囊樣改變、卵巢功能異常、高雄激素特點，并且應該簡便、可靠和易觀察。PCOS動物模型多采用單一處理因素，而人類疾病是遺傳環境、生存環境、飲食和情緒多因素作用的結果，PCOS模型指標應注意將宏觀病理指標和分子生物指標結合，根據臨床生理改變特點，建立與人類臨床診斷指標相近的復合型動物模型。