王欣磊,孫振高,張祎,李麗,高丹丹,馬英杰
(1.山東中醫藥大學中醫學院,濟南 250014;2.山東中醫藥大學附屬醫院中西醫結合生殖與遺傳中心,濟南 250014;3.山東中醫藥大學第一臨床學院,濟南 250014)
卵巢過度刺激綜合征(OHSS)作為體外輔助生殖的并發癥之一,經常出現在促性腺激素治療期間。其臨床癥狀根據嚴重程度的不同,可表現為惡心嘔吐等胃腸道癥狀、胸悶憋氣等呼吸系統癥狀、低鈉或高鉀等電解質失衡、腹水、卵巢增大、胸膜或者心包積液、第三腔隙液體移位、高熱、肝腎功能不全、低球蛋白血癥、動靜脈血栓栓塞等[1],嚴重的可危及生命。一般將OHSS分成輕度、中度以及重度三級[2],以輕度最為常見。
近年來,隨著各種組學,特別是蛋白質組學在生殖領域廣泛的應用,人們可以更好地尋找差異蛋白以了解蛋白質在受精過程中的作用。卵泡液微環境對卵母細胞的生長發育至關重要,影響著卵泡以及胚胎的發育,作為一種非常復雜的生物液,其內存在多種蛋白質和其他活性物質。運用蛋白質組學的方式對卵泡液內的蛋白質進行研究分析,可以更好地認識卵泡發育的情況,評估卵泡質量,以及隨后胚胎的發育。同時,卵泡液作為卵母細胞的生長發育場所,卵泡液內的蛋白質很可能參與了OHSS的發展。本文旨在通過對卵泡液中重要蛋白分子與OHSS發生的相關性研究進行概述,發現與OHSS發生相關的幾種蛋白,以期對OHSS的預測、治療有所幫助。
1.白介素6(IL-6):IL-6是由淋巴細胞、單核細胞和其他細胞產生的促炎性細胞因子,是OHSS的主要免疫調節細胞因子之一[3]。IL-6反式信號轉導抑制化療誘導的卵巢癌細胞凋亡,誘導內皮細胞通透性增高,促進卵巢癌細胞經內皮細胞遷移,從而促進腹水的產生[4]。Wei等[5]發現在高危OHSS患者的卵泡液中sIL-6Rα(一種同源性的IL-6Rα)水平明顯增加,并通過小鼠OHSS模型實驗研究了IL-6反式信號轉導在血管滲漏中的作用,發現IL-6不僅直接增加血管通透性,還可誘導內源性血管內皮生長因子(VEGF)的產生,表明靶向IL-6反式信號轉導可能是預防OHSS的潛在治療方法。
2.褪黑素:褪黑素(N-乙酰-5-甲氧基色胺)是一種主要由松果體產生的吲哚胺,具有調節睡眠、抗衰老、抗炎等多重作用,可由晝夜節律調節。褪黑素及其代謝物有益于生殖過程中的氧化應激反應,減少相關自由基引起的損傷[6]。褪黑素參與生殖內分泌活動和下丘腦-垂體-性腺軸功能的調節[7],Zheng等[8]首次證實了卵泡液內褪黑素水平與體外受精結局顯著相關,另外還研究了OHSS婦女與非OHSS婦女在接受體外受精(IVF)時卵泡液內褪黑素的水平差異,并評估了褪黑素濃度與體外受精結局的相關性。證實OHSS婦女卵泡液褪黑素濃度高于非OHSS組,考慮可將卵泡液褪黑素濃度作為OHSS發生的預測指標[9]。
褪黑素對卵泡的有效保護作用,使其免受自由基的破壞,猜測可能是通過以下通路:(1)褪黑素與位于質膜和核膜上的褪黑素受體結合,促進一些可作為抗自由基清除劑的基因轉錄或抑制某些作為自由基的基因轉錄[10];(2)由于其親脂性,它也可直接與自由基結合,并產生一系列代謝產物,這些代謝產物也是有效的自由基清除劑[11]。Li等[12]研究了卵泡液褪黑素水平對OHSS的預測及其機制,主要觀察指標是褪黑素受體2(MT2)、芳香化酶、VEGF和誘導型一氧化氮合酶(INOS),發現OHSS患者褪黑素濃度升高、MT2表達增高、芳香化酶和VEGF的表達上調,而INOS的表達下調,推測褪黑素可能參與的OHSS發生的分子發病機制是通過提高芳香化酶水平,加速人類顆粒細胞中雄激素向雌激素的轉化。
3.血管內皮生長因子(VEGF):VEGF是血小板衍生生長因子家族的一員,在體內可促進血管再生。OHSS患者的特征是血管通透性增加,使液體從血管內轉移到血管外[13]。當存在胚胎植入時,子宮內膜內皮細胞和血管通透性在VEGF的影響下,會分別出現不同程度的細胞增殖和血管通透性增加[14]。王京等[15]證實子宮內膜巨噬細胞通過調控VEGF的表達來調節子宮內膜容受性,從而影響胚胎著床的結局。VEGF增加血管通透性后,可使OHSS發病風險顯著增加[16]。其中,VEGFR2是血管內皮生長因子生物學效應的主要調節因子[17]。Danastas等[18]在大鼠實驗中,研究了卵巢過度刺激與大鼠子宮VEGF及其主要受體VEGFR2水平的關系,結果表明在大鼠卵巢過度刺激模型中,VEGF188表達水平降低,VEGFR2蛋白水平下降,血管管腔明顯增大。Zeng等[19]研究了黃體GnRH拮抗劑西曲瑞克對OHSS的影響,結果證明西曲瑞克可以有效降低OHSS發生的風險,并使血清VEGF水平下降。Fang等[20]研究了雙向調節蛋白(AREG)、表皮生長因子受體(EGFR)和人表皮生長因子受體2(HER2)等與VEGF的關系,發現OHSS組患者的卵泡液中VEGF水平高于對照組,還發現上調卵泡液和顆粒細胞中AREG、EGFR和HER2的水平,可以增強VEGF的表達,從而促進OHSS的發生,這提示EGFR和HER2介導的信號轉導可能是一種治療OHSS的新靶點。
4.鞘氨醇1-磷酸(S1P):S1P源于由鞘氨醇激酶磷酸化的鞘氨醇,可以加強細胞間和細胞基質的粘附,增強內皮屏障完整性,使血管通透性下降,從而減少了動物模型中肺水腫的形成[21]。Scotti等[22]研究了OHSS患者卵泡液中S1P水平發生的變化,證實OHSS患者的卵泡液中S1P水平較低,而使用S1P可以降低血管通透性。同時,在相應的動物實驗中發現OHSS組的血管通透性和VEGF121亞型及其受體KDR的表達均較對照組增加,而添加S1P后則降低了上述指標,故推測S1P可以通過調節VEGF/VEGF2系統來增強血管屏障功能,從而降低OHSS患者的血管通透性,因此可以用于OHSS的預防。
5.血管生成素-1(Angpt1):Angpt1是一種血管生成因子,可與酪氨酸激酶受體(RTK)結合,是小鼠血管正常發育所需要的[23]。Scotti等[24]在鵪鶉動物實驗模型中研究了抑制Angpt1對OHSS患者卵巢血管完整性的影響,發現卵泡液中Angpt1的含量與內皮細胞的形態學改變存在相關性。內皮細胞的高通透性通常伴隨著連接蛋白的重組,促使內皮連接暫時開放,隨后旁細胞通透性增加。基于這一理念,Scotti等[24]提出緊密連接蛋白(TJ)和粘著連接蛋白(AJ)是內皮細胞中Angpt1的下游靶點,并證實了Angpt1影響卵巢OHSS等疾病中血管分支的發育、肌動蛋白絲的分布和內皮細胞-細胞連接蛋白的表達,可以為許多血管異常性滲漏的人類疾病的治療提供新靶點。
6.凝血酶敏感蛋白-1(TSP-1):TSP-1是一種分布在不同類型細胞中的糖蛋白基因變體,在血管完整性和血栓形成中發揮重要作用。鋅指基因217(ZNF217)可以直接與TSP-1的啟動子結合[25]。Zhai等[26]研究了ZNF217與OHSS發生之間的關系,證實ZNF217通過促進E2合成和抑制TSP-1的表達來增加了OHSS的發生,發現高危OHSS患者和OHSS大鼠模型中顆粒細胞ZNF217表達增加,卵泡液TSP-1水平降低。因此,TSP-1可能受到ZNF217的調節,參與OHSS的發病機制。這也從另一個角度提供了OHSS可能的治療靶點。
7.抗苗勒管激素(AMH):AMH是轉化生長因子β超家族中的一員,對卵泡早期的發育有著重要作用[27]。血清AMH可作為卵巢儲備功能的重要標志物[28]。Wang等[29]發現OHSS組患者的卵泡液中AMH濃度明顯低于對照組,E2濃度明顯高于對照組,單個卵泡AMH濃度與OHSS發生率負相關,并通過小鼠實驗模型證實AMH信號通路減弱的患者對過量的外源性FSH更敏感,更易發生OHSS風險。原因可能是AMH通過AMHR2抑制FSH誘導的腺苷酸環化酶激活、芳香化酶表達和E2產生[30],當AMH抑制作用減弱,就導致卵泡FSHR對FSH反應性的抑制作用減弱,導致生長卵泡數量增多,獲得卵母細胞數量增多,從而增加OHSS風險。
Grynnerup等[31]研究了OHSS和非OHSS婦女在排卵前卵泡液中可溶性尿激酶型纖溶酶原激活物受體(SUPAR)、CRP、胎盤生長因子(PLGF)、VEGF和血管生成素1和2的水平是否存在差異。發現與非OHSS患者相比,OHSS組的SUPAR水平降低,而CRP、PLGF、VEGF、血管生成素1和2水平沒有發現顯著差異。Ulcova-Gallova等[32]研究了女性血清和卵泡液中抑制素A、抑制素B水平是否與OHSS有關,發現OHSS組與非OHSS組抑制素A、抑制素B水平存在差異,但沒有統計學意義。Amano等[33]比較了OHSS和非OHSS的不孕婦女卵泡液中支鏈氨基酸(BCAA)和酪氨酸的濃度,發現BCAA濃度類似,但OHSS組酪氨酸濃度顯著低于非OHSS組,多巴胺受體激動劑可用作潛在的抗OHSS藥物,而酪氨酸作為多巴胺的前體,可能對OHSS的發展有一定的作用。Shi等[34]研究了CD11c+HLA-DR+樹突狀細胞及相關細胞因子在卵泡液中的表達與OHSS的發病關系,發現OHSS組卵泡液中CD11c+HLA-DR+樹突狀細胞及相關細胞因子(白介素10、白介素12、白介素18、白介素23)水平均顯著高于非OHSS組,提示OHSS患者的卵泡液處于炎癥狀態,炎癥狀態可能與OHSS有關,卵泡液微環境可能影響卵母細胞質量和胚胎發育。
從分子生物學層次對卵泡液重要蛋白分子進行研究,能夠揭示與OHSS發生相關的生理病理學變化。這些重要蛋白分子的研究非常依賴于生物信息學分析,受限于當前技術的發展,目前仍未能明確所有蛋白的變化及功能,但對于OHSS的預測、治療等方面依舊發揮了重要的作用。依靠先進的計算分析工具,比如Reactome等可以提高蛋白質分子數據的準確性。相信在未來隨著各種組學(如蛋白質組、代謝組等)在生殖領域的不斷發展,各種有效的數據分析,生物標志物的確定,可以更加精準簡便的鑒定、分析蛋白,盡早預測OHSS的發生,并進行有效干預和治療,從而提高輔助生殖的成功率,最終改善其結局。