卵巢衰老與生育力保存的現狀與展望

孫翟，李文

上海交通大學醫學院附屬國際和平婦幼保健院，上海200030

當前全球出生人口急劇下跌，我國2020年總生育率降至1.3[1]，創歷年新低，低于國際公認的1.5 警戒線。2006—2017年女性平均初育年齡從24.3 歲推遲至27.3 歲[2]，如今三胎政策下部分再生育女性年齡接近40 歲。女性生育力受卵巢功能直接影響，育齡推遲往往伴隨卵巢功能下降和衰退，導致女性生殖衰老、生育力降低乃至喪失。面對生育率下降的嚴峻形勢和高齡女性生育挑戰，探究卵巢衰老的影響因素、發生機制及有效的生育力保存策略，對于女性生殖健康及社會發展有著重要意義。

1 卵巢衰老概述

卵巢衰老（ovarian ageing）是卵巢功能逐漸衰退的過程, 受年齡、遺傳、環境和醫源性等多種因素影響，以卵泡數量減少和質量降低為特征，最終表現為絕經并影響全身多系統, 可導致生殖功能喪失及相關疾病的發生[3-4]。年齡相關的卵巢衰老是一個生理性變化過程。當此過程發生過早或加速時，異常狀態可與臨床中幾個診斷概念對應，包括卵巢儲備減退（diminished ovarian reserve, DOR）、卵巢低反應（poor ovarian response, POR）、早發性卵巢功能不全（premature ovarian insufficiency, POI）和卵巢早衰（premature ovarian failure, POF），它們均為卵巢衰老不同階段或不同程度的特殊表現，強調的側重點也各有不同[5]，目前POI 和POF 是臨床和科研中最常提及的概念。40 歲以下育齡女性中，約1%的人群受到POI困擾[6]，大部分POI 為特發性，病因不明。對于仍處于育齡期的POI 患者，生育力保存顯得尤為重要和緊迫。

2 卵巢衰老病因及發生機制

2.1 DNA 損傷、端粒及端粒酶、活性氧和線粒體功能障礙

2.1.1 DNA 損傷 DNA 損傷監測和修復機制確保了卵母細胞的質量和正常發育。DNA 損傷應答（DDR）和紡錘體組裝檢查點（SAC）能有效識別細胞周期中大部分的DNA 損傷[7]。隨年齡增長，胞內損傷監測和修復機制效率降低，導致DNA 損傷累積，最終造成卵母細胞死亡。

2.1.2 端粒及端粒酶 端粒對于維持染色體完整性至關重要，端粒酶的作用在于維持端粒長度。卵巢衰老往往伴隨端粒縮短，研究發現白細胞端粒較長的女性進入更年期時間比端粒短者晚約3年[8]，POI 患者卵泡顆粒細胞端粒長度變短，端粒酶活性降低[9]，提示端粒及端粒酶參與調節卵巢衰老進程[10]。

2.1.3 活性氧（reactive oxygen species，ROS）ROS 可加速體細胞和生殖細胞老化，過量ROS 可造成胞核及線粒體DNA 損傷及細胞凋亡[11]。在小鼠中證實，長期氧化應激狀態使卵泡數減少且降低卵母細胞質量[12]。抗氧化劑NAC 可增加氧化應激小鼠的卵母細胞端粒長度和端粒酶活性[13]，從而減輕氧化損傷，延緩卵母細胞衰老。

2.1.4 線粒體含量及功能 卵母細胞含豐富的細胞質及線粒體，線粒體不僅為卵母細胞成熟、受精和胚胎發育提供能量，還參與鈣離子穩態、凋亡和自噬的調節[14]。MII 期卵母細胞線粒體DNA（mtDNA）含量與年齡呈負相關，高齡會導致mtDNA 突變率增加，卵母細胞發育潛力降低[15]。與卵巢儲備正常的同齡女性相比，POI 女性外周血細胞mtDNA 拷貝數更低[16]。

2.2 遺傳因素

2.2.1 基因突變 研究提示自然絕經年齡是可遺傳的，全基因組關聯分析(GWAS) 揭示了與絕經年齡相關的數十個基因遺傳位點[17-18]。FSH、FSHR、LH、LHR、CYP17 和CYP19 等通過激素作用影響卵泡功能，而BMP15、GDF9 和GPR3 等基因突變可導致卵泡池減少和生殖壽命縮短[19-20]。后續有研究發現了在卵泡發育、卵泡池維持和卵巢衰老中的非常規功能基因如等，其突變或缺失可造成小鼠的生殖衰老或POI 發生[4]。以上基因參與卵巢衰老的具體機制尚不完全清楚，FMR1 突變與脆性X 綜合征相關，MYADML 參與調節FSH 和AMH 水平，部分可能通過調控卵泡發育和線粒體功能等途徑[4]。

2.2.2 表觀遺傳修飾 卵母細胞發生和早期胚胎發育過程中，建立適當的表觀遺傳修飾是一個關鍵點。卵母細胞在衰老中會發生表觀遺傳修飾異常，涉及DNA、RNA、組蛋白的乙酰化和甲基化等過程[21-23]。研究顯示顆粒細胞中去甲基化酶FTO 調控m6A 修飾，參與延緩卵巢衰老[24]。研究表觀遺傳修飾有望對闡明特發性POI 病因及機制帶來新方向。

2.3 微環境改變 近年來提出了炎癥老化概念，認為慢性促炎狀態在POI 發病中起重要作用[25]。促炎細胞因子、巨噬細胞和膠原沉積共同構成異常炎癥微環境。老齡小鼠卵巢中存在單核細胞募集和巨噬細胞激活增強[26]，多核巨細胞被認為是潛在的炎性卵巢衰老標志物[27]。當小鼠卵巢炎癥狀態被抑制時，巨噬細胞浸潤減少，卵泡儲備也能保持穩定[28]。此外，胞外基質沉積導致的卵巢間質纖維化也與卵巢衰老相關[29]。

2.4 醫源性因素 治療手段多樣化同時帶來了性腺毒性和生殖功能損害。手術機械和高溫熱損傷破壞卵巢血供及正常組織結構，造成卵巢功能下降及卵泡生長發育障礙[30]。細胞毒性藥物如雷公藤制劑[31]和環磷酰胺等化療藥物可造成卵母細胞凋亡，化療還可導致卵巢間質纖維化，影響微血管形成[32], 放療電離輻射直接損傷卵母細胞DNA。

3 女性生育力保存的方法

由于卵巢功能不可逆和卵巢組織不可再生性，女性生育力保存非常必要。其旨在通過藥物、手術或實驗室技術，為各種因素導致卵巢衰老、存在不孕風險的女性保存其生育后代的能力。目前部分生育力保存技術已經較為成熟并應用于臨床，如胚胎/卵母細胞冷凍。部分技術還需優化和完善，保存效率有待提升，同時隨著交叉學科發展，一些新興技術在生育力保存領域的應用正處于探索和實驗階段。

3.1 改善卵巢功能的藥物 基于ROS 在卵巢衰老中的關鍵作用，抗氧化劑如VitC、NAC、褪黑素和CoQ10等在延緩卵巢衰老中起一定作用，部分激素也參與調節卵泡發育和衰老[33]。脫氫表雄酮（DHEA）可以改善POR 患者卵巢儲備，使用后IVF 妊娠率達16.7%[34]。生長激素（GH）通過IGF-1 途徑促進卵泡發育[35]，40 歲以上IVF患者中GH應用組臨床妊娠率為31.8%，顯著高于對照組[36]。端粒酶激活劑、表觀遺傳和免疫調節劑也能一定程度上抵抗卵巢衰老[33]，但目前仍處于實驗階段。

3.2 胚胎/卵母細胞冷凍 自1983年首次報道人冷凍胚胎成功妊娠以來[37]，胚胎冷凍尤其玻璃化冷凍已被廣泛應用于臨床，成為生殖中心的常規程序。其簡單經濟、冷凍過程穩定、胚胎復蘇存活率及妊娠率高，已成為目前生育力保存最常用方法，尤其已婚女性推薦首選。卵母細胞冷凍適用于單身和年輕女性。卵母細胞體積大、含水量高導致其容易受低溫損傷，凍融有一定難度。目前成熟卵母細胞玻璃化凍融率可達80%～95%，胚胎移植周期平均臨床妊娠率為30%，累積活產率為33%[38]。

3.3 卵巢組織冷凍（ovarian tissue cryopreservation,OTC）和體外激活技術 凍存卵巢組織中存在大量始基卵泡，移植后可一定程度恢復卵巢功能。截至2017年，通過OTC 誕生的活產嬰兒超過130 例[41]。1 項薈萃分析[42]顯示卵巢組織冷凍臨床療效令人欣喜，活產率57.5%、持續妊娠率37.7%、內分泌恢復率達63.9%。但仍存在難題亟待解決，首先是移植后血管重建緩慢、血流灌注不足導致的卵泡損失[43]。研究[44]發現通過同步移植3D 細胞外基質、或給予重組人促紅細胞生成素、血管內皮生長因子、丹參提取物等，可顯著加速新血管生成，改善卵巢移植效果。此外，卵巢組織冷凍存在原發腫瘤再播散風險，因此在腫瘤患者應用中需多學科謹慎評估。

3.4 干細胞移植和卵胞漿線粒體移植 近年來干細胞成為研究熱點之一，研究已證實間充質干細胞可修復卵巢損傷并恢復卵巢功能[49-50]。此外，Katsuhiko 等[51]利用胚胎干細胞和多能干細胞誘導形成原始生殖樣細胞，將其移植回小鼠體內并發育成卵母細胞，經體外成熟受精后獲得子代。目前干細胞治療POI 療效還缺乏較大規模臨床研究數據支持，同時來源、安全性和倫理問題限制了其廣泛應用。

卵巢衰老與卵胞漿線粒體功能障礙有密切關系。最初通過異體卵胞漿置換可改善卵母細胞質量并提高妊娠率，但由于線粒體基因異質性，子代存在“三父母”倫理爭議[52]。近來在小鼠和人體均發現了卵源干細胞，為新興的自體生殖系線粒體能量轉移技術（AUGMENT）帶來了廣闊的應用前景[53]。

3.5 人工卵巢和卵泡體外培養技術 人工卵巢是將分離出的原始卵泡嵌入生物支架后進行培養和移植。卵泡支撐材料包括血漿凝膠、海藻酸鹽、微孔水凝膠、細胞外基質等[44,54]。卵泡體外培養技術目前仍處于實驗性階段，有研究將小鼠次級卵泡培養獲得GV 期卵母細胞，經體外受精得到子代[55]，尚未有人體卵泡體外培養成熟并妊娠的報道。對于卵巢組織冷凍中有腫瘤播散風險的患者，這兩項新興技術有望為生育力保存提供新方法。

4 展望

隨社會經濟發展和醫療水平提升，生理性卵巢衰老及環境、醫源性等因素造成的卵巢早衰已經成為影響女性卵巢功能和生育需求、威脅生殖健康的主要原因。倡導女性適齡結婚和生育，這是保證生育力最自然高效的途徑，醫患的生育力保存意識也亟待加強。同時，需要深入研究卵巢衰老的發生發展機制，建立卵巢衰老早期評判標準和預警機制，為生育時機的選擇提供參考。目前，改善卵巢功能藥物治療效果有限；線粒體移植和干細胞治療缺少大規模臨床研究證據，細胞來源和安全性有待完善；卵巢組織冷凍還缺乏相應的技術規范和標準。因此，繼續推進生育力保存的基礎和臨床研究、改善和創新生育力保存技術、構建規范和高效的生育力保存診療體系是未來需要繼續努力的方向。