多囊卵巢綜合征著床窗口期子宮內膜容受性標志物特點的研究進展

邢利威，莊海娜，劉凡，董芹作，吳柯楠，何喆，孫玉環，賀明，余順，趙榮

(1.云南中醫藥大學 a.第一臨床醫學院，b.第二臨床醫學院，昆明 650500；2.云南中醫藥大學學報編輯部，昆明 650500)

多囊卵巢綜合征(polycystic ovary syndrome，PCOS)以雄激素水平升高、閉經、多毛、痤瘡、卵巢呈多囊形態、慢性排卵異常等為主要特征，常伴有肥胖、胰島素抵抗、慢性炎癥等病理狀態[1]。在育齡女性中，PCOS的患病率為5%～10%，在不排卵女性中，PCOS的患病率為75%～80%[2]。目前臨床常用促性腺激素激動劑或氯米芬等藥物促排卵，其排卵率可達50%，但懷孕率僅約為23.9%，流產率約為25.8%[3]。PCOS高排低孕的發生與子宮內膜容受性降低密切相關[4]。子宮內膜容受性是指子宮內膜為胚泡的定位、黏附、侵襲、植入提供最佳環境的一系列生理變化。通常情況下，排卵后6～9 d子宮內膜的容受性最大，此時也稱為“著床窗口期”，著床窗口期子宮內膜會分泌多種酶類、細胞因子等，呈現出不同的標志物特點，有利于胚胎在子宮內膜的黏附、種植和生長發育[5]。PCOS患者內分泌異常、排卵困難等病理特征可導致子宮內膜容受性標志物特異性表達，進而引起子宮內膜容受性降低，最終導致妊娠失敗[6]。因此，對PCOS著床窗口期子宮內膜容受性標志物特點的客觀分析與歸納有助于臨床評估妊娠結局、探討新的治療手段和機制。目前臨床常通過超聲學、形態學、分子生物學標志評估子宮內膜容受性。現就PCOS著床窗口期子宮內膜容受性標志物特點的研究進展予以綜述。

1 PCOS著床窗口期子宮內膜容受性超聲學標志的特點

評估子宮內膜容受性的超聲學標志主要包括子宮內膜的厚度、分型、容積、血流灌注狀態等。子宮內膜超聲學標志可直觀地評估子宮內膜容受性，是臨床評估PCOS子宮內膜容受性的首選方式。

1.1子宮內膜厚度 子宮內膜厚度是指通過超聲學檢測子宮前壁-子宮后壁、子宮內膜-肌層界面之間的最大距離。著床窗口期子宮內膜厚度由雌激素調控，當著床窗口期子宮內膜厚度為9～11 mm時，子宮內膜容受性良好，適宜胚胎著床[7]。子宮內膜過薄或過厚均被認為是子宮內膜容受性降低的表現，臨床上將子宮內膜厚度≤7 mm判定為薄型子宮內膜，子宮內膜厚度可影響子宮內膜基底層的完整性和連續性，從而對內膜的再生、修復及妊娠結局產生重要影響[8]；子宮內膜厚度≥14 mm為子宮內膜過度增厚，增厚的子宮內膜通過下調著床窗口期容受性特異性標志整合素β3的表達破壞子宮內膜容受性[9]。研究證實，PCOS患者自發排卵后著床窗口期子宮內膜厚度顯著降低至(5.96±0.64) mm，其內在機制可能與PCOS患者的胰島素抵抗、高胰島素血癥、高雄激素血癥等病理狀態有關[10]。還有研究發現，子宮內膜厚度的變化與PCOS著床窗口期子宮內膜缺氧誘導因子-1α和血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)信使RNA表達水平降低引發的血管生成和蛻膜化障礙有關[11]。促排卵一線用藥氯米芬可通過競爭性拮抗雌激素、延緩雌激素應答導致PCOS患者子宮內膜再生障礙，從而降低子宮內膜厚度[12]。排卵障礙的PCOS患者由于子宮內膜長期僅受雌激素作用無孕激素拮抗，導致雌激素調控的富半胱氨酸蛋白61、雌激素受體(estrogen receptor，ER)α在子宮內膜著床窗口期呈現高表達，從而使患者子宮內膜細胞有絲分裂活躍度和細胞突變率升高，易引發子宮內膜過度增生，即雌激素對子宮內膜的作用被放大并間接通過ER信號轉導通路加速PCOS子宮內膜增生[13]。而富血小板血漿結合激素替代療法可在一定范圍內改善PCOS患者的子宮內膜厚度，導致其著床率和妊娠率較單獨激素治療患者分別提高2.24%和2.32%[14]。由此可見，改善PCOS著床窗口期子宮內膜厚度可顯著提高子宮內膜容受性。

1.2子宮內膜分型 子宮內膜在雌激素、孕激素、糖原和其他營養物質的共同作用下表現出不同的形態，包括A型(中間回聲高、兩層回聲低)、B型(與周圍肌層的回聲相等、模糊的中間回聲高)和C型(均勻且回聲較高)[15]。A型和B型子宮內膜具備受孕能力，且A型子宮內膜的妊娠率最高，卵泡期子宮內膜的回聲呈高表達狀態，預示妊娠結局不良[16]。PCOS患者著床窗口期子宮內膜類型以B型或C型為主，并伴有子宮內膜局部呈現間質過密等病理狀態，這與PCOS患者性激素水平、卵巢自分泌/旁分泌功能紊亂有關[17]。也有研究表明，PCOS患者著床窗口期核仁管狀系統(nucleolar channel system，NCS)表達下調可導致子宮內膜分型欠佳，最終導致子宮內膜容受性和妊娠率均降低[18]。某些治療方式還可通過改善PCOS患者著床窗口期子宮內膜分型顯著提高妊娠率，如芳香化酶抑制劑來曲唑可通過阻滯雄激素轉為雌激素提高PCOS患者著床窗口期A型子宮內膜形態比例[19]；針灸結合體外受精-胚胎移植治療可降低PCOS患者高激素狀態，改善其子宮內膜分型[20]。研究證實，不同的PCOS子宮內膜分型均存在ER、孕激素受體(progesterone receptor，PR)表達異常，導致其與雌、孕激素結合異常，進而導致子宮內膜分型的改變[21]。由此可見，對于著床窗口期子宮內膜分型欠佳的PCOS患者，調節激素及內分泌水平或可成為改善其子宮內膜分型、提高內膜容受性的重要治療策略。

1.3子宮內膜容積 子宮內膜容積是指通過三維超聲計算機測量并輔助分析子宮內膜矢狀面、橫切面、冠狀面得出的數據。與二維子宮內膜厚度相比，子宮內膜容積更能直觀監測三維立體子宮內膜狀態，反映子宮內膜容受性[22]。研究表明，當子宮內膜容積>2 ml時，PCOS患者更易受孕[23]；當子宮內膜容積<2.0 ml時，PCOS患者的妊娠率顯著降低[24]，因此子宮內膜容積可作為預測妊娠結局的重要指標。子宮內膜容積影響妊娠結局的內在機制與外周血CD4+/CD8+細胞、CD4+T細胞、CD8+T細胞以及自然殺傷細胞水平變化相關，子宮內膜容積可通過影響炎癥細胞因子的表達、調節子宮螺旋動脈血管結構改變子宮內膜容受性[25]。PCOS患者著床窗口期子宮內膜容積顯著小于健康對照者[(1.6±0.9) cm3比(3.1±1.7) cm3]，且伴有不良妊娠結局[26]。還有研究表明，經藥物治療促排卵后，PCOS患者著床窗口期子宮內膜容積顯著低于健康對照者，這可能與PCOS患者子宮內膜蛻膜化代謝障礙有關，包括葡萄糖代謝、高胰島素血癥和雄激素過多等[27]。著床窗口期處于月經的分泌中期，該階段的特點是雄激素水平低，PCOS患者高雄激素狀態可能通過破壞著床窗口期子宮內膜的內分泌平衡狀態誘發子宮內膜容積減小，導致妊娠率降低[28]。由此可見，子宮內膜容積是預測PCOS患者著床窗口期內膜容受性及妊娠結局的重要客觀指標。

1.4子宮內膜血流灌注 血管形成指數(vascularization index，VI)、血流指數(flow index，FI)、血管-血流指數(vascularization and flow index，VFI)是血流灌注的重要指標[29]。在胚胎著床前期，血管新生豐富，胚胎生長發育和妊娠的維持均需要血運，因此子宮內膜血流灌注可直觀監測胚胎著床區域的微狀態。研究表明，與妊娠失敗女性相比，妊娠成功女性著床窗口期子宮內膜VI、FI、VFI均顯著升高，提示VI、FI、VFI可有效預測子宮內膜容受性，且與妊娠結局密切相關[30]，其內在機制可能與晚期糖基化終末產物受體、晚期糖基化終末產物以及VEGF水平升高有關[31]。研究發現，持續缺氧可導致子宮內膜線粒體受損，進而導致細胞凋亡，因此子宮內膜的血流灌注水平可預測子宮內膜容受性[32]。研究已證實，PCOS患者著床窗口期VI、FI和VFI均顯著降低，其臨床妊娠率和持續妊娠率也隨之降低[27]。研究表明，鞘氨醇激酶1/1-磷酸鞘氨醇/磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B信號通路介導的血管生成與增殖可能參與了PCOS患者著床窗口期血流灌注水平降低的發病機制[33]。此外，某些治療方法也可通過增加PCOS患者著床窗口期子宮內膜血流灌注提高子宮內膜容受性，如經芬嗎通治療后，PCOS患者著床窗口期子宮內膜VI、FI、VFI均顯著升高，同時患者著床率和臨床妊娠率也顯著增加，其內在機制是芬嗎通可通過提高PCOS患者子宮局部雌激素水平改善子宮螺旋動脈新生，從而豐富子宮內膜血流供應，提高子宮內膜容受性、促進妊娠[34]。此外，上調PCOS患者著床窗口期子宮內VEGF、VEGF受體、血管生成素-1、含免疫球蛋白樣環和上皮生長因子樣域酪氨酸激酶2的表達、維持血管生成素-2正常表達水平、促進子宮組織血管新生等也可能是增加子宮內膜血液灌注且助孕的機制之一[35]。

2 PCOS著床窗口期子宮內膜容受性組織形態學標志的特點

2.1胞飲突 胞飲突是指在月經周期21 d左右出現且僅持續24～48 h便消失的位于子宮內膜上皮細胞頂部的呈邊界平滑狀的突出，其發育、成熟與子宮內膜著床窗口期(即子宮內膜容受性最大化)呈顯著的時間與空間同步性[36]。發育良好且完整的胞飲突提示子宮內膜容受性良好[37]。與未妊娠者相比，妊娠者子宮內膜上皮細胞胞飲突數量及成熟度均顯著提高，且與胚胎植入率呈正相關[38]，其內在機制可能與孕激素和雌激素的調節有關。孕激素和PR水平升高可導致胞飲突數量增加、結構完整，而雌激素則與胞飲突退化密切相關[39]。由于PCOS患者著床窗口期血清孕激素/雌激素比值降低、內膜ER和PR表達下調，導致著床窗口期的成熟胞飲突數量顯著減少[40]。同時，PCOS患者的卵巢高反應性還可刺激子宮內膜胞飲突提早發育，導致著床窗口期胞飲突形態發育不良，呈萎縮或退化狀，提示PCOS子宮內膜容受性在著床窗口期受損，其內在機制與高雌激素水平介導的著床期子宮內膜整合素β3和白血病抑制因子(leukemia inhibitory factor，LIF)表達下調有關[41]。PCOS一線促排卵藥物氯米芬可通過競爭性結合ER使子宮內膜對雌激素作用不敏感，進而導致促排卵后PCOS患者著床窗口期胞飲突數量明顯減少或消失[42]。以上研究均提示，胞飲突可作為檢測PCOS患者子宮內膜容受性的特異性形態學指標。

2.2NCS NCS是一種由嵌入電子密集基質中的由多層膜小管組成的位于細胞核中的微型細胞器[43]，僅在著床窗口期的子宮內膜腺上皮細胞中短暫出現，其峰值與胚泡植入相關分子LIF、整合素αvβ3的高峰期一致，與著床窗口期具有顯著的時空同步性[44]。研究證實，NCS具有類粗面內質網功能，可幫助將信使RNA從核質運輸至胞質，從而促進蛋白質的合成、導致分泌中期宮腔液改變，進而促進胚泡發育及著床、加強胚胎與子宮內膜的聯系[45]；NCS形成閾值與孕酮最低水平密切相關，即排卵所需的最低P值(3 ng/ml)[46]。由于PCOS患者黃體功能不足，患者著床窗口期血清孕激素水平低，因此著床窗口期子宮內膜上皮中的NCS水平顯著降低，同時PCOS患者妊娠率也顯著降低[47]，其內在機制可能與子宮內膜內質網應激、黏附相關因子生成受阻導致的子宮內膜分泌欠佳有關[48]。同時，PCOS妊娠成功者子宮內膜上皮細胞中的NCS檢出率較高[49]，且伴有NCS的細胞表面大多呈胞飲突高表達狀態[18]，表明PCOS患者NCS與胞飲突顯著相關，兩者共同參與子宮內膜容受性的構建，改善妊娠結局。通過控制性超排卵或氯米芬促排卵的PCOS患者子宮內膜腺上皮細胞的NCS表達呈延遲狀態，導致著床窗口期子宮內膜與胚胎發育不協調，不利于胚泡植入，這也是促排卵后PCOS患者妊娠率降低的關鍵機制之一[47]。因此，促進著床窗口期NCS的表達有利于提高PCOS患者的妊娠率。

3 PCOS著床窗口期子宮內膜容受性分子生物學標志的特點

3.1ER和PR 作為甾體激素受體，ER可通過作用于雌激素參與子宮內膜及乳腺細胞發育；PR通過與對應受體共同作用于激素參與卵細胞生長過程[50]。雌激素、孕激素與ER、PR相結合可激活下游信號通路，導致子宮內膜蛻膜化、子宮內膜黏附狀態，因此可作為評價子宮內膜容受性的標志[51]。作為ER蛋白亞型之一，ERα水平在子宮內膜增生期達高峰，在分泌晚期水平最低，且同時表達于腺上皮細胞和間質上皮細胞中；PR呈功能分離狀態，排卵期達高峰，孕激素表達下調導致其在腺上皮細胞的表達降低，在間質細胞和肌層的表達升高，至分泌晚期表達降低[52]。促排卵后，PCOS患者的ER和PR水平降低，導致雌、孕激素對子宮內膜的作用減弱，使子宮內膜容受性降低，最終導致胚泡著床失敗或流產，這也是PCOS患者不孕的重要機制之一[53-54]。此外，胰島素抵抗可增強PCOS患者促黃體生成素的釋放，促進卵巢和腎上腺分泌雄激素，抑制性激素結合球蛋白合成，導致體內游離睪酮增多、雌激素水平降低，從而影響ER、PR的合成[55-56]。另有研究表明，持續性排卵障礙可導致PCOS患者黃體發育受損，使PCOS患者孕激素水平低于非PCOS患者，導致子宮內膜長時間受雌激素影響而無孕激素拮抗；進入著床窗口期后，ER激活劑乳腺癌擴增性抗原1和轉錄中介因子2的表達均顯著增加，進一步激活ERα，并繼續刺激子宮內膜導致其發生病變，而長期雌激素刺激而無孕激素拮抗和子宮內膜病變的惡性循環均會影響良性子宮內膜容受性的建立[57]。此外，PCOS患者還可能存在孕酮抵抗狀態，而孕酮抵抗可能是PCOS患者子宮內膜容受性受損的原因[58]。以上研究表明，ER和PR是PCOS著床窗口期子宮內膜容受性建立的重要因素。

3.2VEGF VEGF屬于血小板源性生長因子家族，可特異性作用于血管內皮細胞，促進其有絲分裂增殖和趨化；VEGF在子宮內膜上皮細胞中表達豐富，可改善子宮內膜血管生成、舒張、通透性等，而VEGF介導的血管生成是胚胎種植的前提[59]。研究表明，在月經黃體中晚期VEGF表達升高，與著床窗口期同期，具有時間短暫、定位專一且時空表達的特性[60]。同時，VEGF與胎盤的新生血管關系密切，在胚胎植入期間，VEGF表達增加，導致血管上皮細胞與基質細胞的細胞間連接松解，使初始血管生成因子識別位點暴露于未被覆蓋的內皮表面并進入芽生階段，從而促進血管新生，增加子宮內膜植入部位血流灌注，幫助子宮內膜迅速蛻膜化，為胚胎成功著床和胎盤形成做準備，VEGF表達下調則可導致螺旋動脈功能異常，從而引起胚胎發育停止，流產率升高[61]。因此，VEGF可作為研究子宮內膜容受性與妊娠結局的靶點。此外，PCOS患者著床窗口期子宮內膜的VEGF信使RNA和蛋白表達水平均顯著降低，可能與PCOS患者子宮內膜低氧微狀態受到損害、著床期子宮內膜血管新生障礙以及缺氧誘導因子-1α表達下調有關[62]。研究發現，由磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B介導的VEGF信號通路關鍵蛋白的表達下調，提示PCOS患者著床窗口期存在子宮內膜血管生成和血管通透性障礙，最終導致不良妊娠結局[63]。VEGF基因的單核苷酸多態性已被證明與PCOS患者VEGF蛋白的異常分泌有關[64]。研究顯示，VEGF水平升高、降低分別與rs3025020和rs2010963相關，攜帶rs3025020基因型患者的PCOS患病風險升高，攜帶rs2010963基因型患者的PCOS患病風險降低[65]。而經人絨毛膜促性腺激素治療后再行體外受精的PCOS患者著床窗口期VEGF水平顯著升高，從而可間接促進血管的增生和成熟，提高子宮內膜容受性，改善患者妊娠結局[66]。還有研究表明，PCOS患者VEGF水平與血清黃體生成素/卵泡刺激素比值、睪酮水平呈負相關，PCOS患者的高雄激素水平也是導致VEGF表達異常的因素[67]。因此，檢測PCOS患者VEGF水平有助于針對著床窗口期子宮內膜容受性的研究。

3.3同源框基因A10(homeobox gene A10，HOXA10) 作為轉錄基因，HOXA10與生殖系統、胚胎植入密切相關，可影響細胞分化、增殖，其主要通過作用于下游的靶基因促進子宮內膜發育成熟，促使胚胎著床，對子宮內膜容受性起決定性作用[68]。HOXA10可調控子宮蛻膜的標志物胰島素樣生長因子結合蛋白-1的表達[69]；HOXA10還可與轉錄激活因子樣效應蛋白的髓系親嗜性白血病病毒整合位點1結合形成新的異二聚體，從而影響子宮內膜容受性[70]。雌、孕激素可上調HOXA10的表達，睪酮則可阻斷其表達[71]。研究表明，PCOS患者著床窗口期HOXA10的表達水平顯著降低，其機制與PCOS高雄激素阻斷子宮內膜HOXA10表達有關；高雄激素水平可增加腔前和腔內卵泡的數量，循環中的雄激素還可拮抗ER基因的表達，從而導致HOXA10和HOXA11信使RNA表達水平降低[72]。PCOS患者著床窗口期HOXA10表達下調還可導致子宮內膜蛻膜化受損，進而導致患者妊娠率降低[73]。自發排卵或促排卵治療均易導致PCOS患者黃體功能不全，進而導致著床窗口期孕激素水平降低，使孕激素無法正常發揮上調HOXA10基因的作用，導致HOXA10基因表達降低，阻礙子宮內膜上皮、基質分化以及子宮內膜從增生期過渡至分泌期，最終導致子宮內膜間質發育不良，造成不良妊娠結局[74]。此外，PCOS患者子宮內膜的高胰島素狀態也可抑制HOXA10表達下調[75]。綜上，PCOS患者著床窗口期HOXA10基因表達異常是導致患者子宮內膜容受性降低的機制之一。

3.4LIF 作為分泌型糖蛋白之一，LIF可通過其受體與糖蛋白130結合激活信號轉導及轉錄活化因子3(signal transducer and activator of transcription 3，STAT3)信號通路，而STAT3信號通路與胚胎著床密切相關，子宮糖蛋白130或STAT3基因缺失均會導致著床失敗[76]。在人子宮內膜增殖期LIF表達較低，在分泌中晚期LIF表達顯著升高，且與著床窗口期具有同步性，LIF在不孕女性中的表達水平較低[77]。LIF的主要功能包括：①激活子宮內膜的蛻膜化，幫助胚胎侵入；②防止子宮內膜間質細胞在胚胎著床過程中受到損傷；③影響基質金屬蛋白酶信使RNA表達，增加滋養層細胞侵入；④增加滋養層細胞纖維連接蛋白的表達，提高子宮內膜整合素αvβ3水平，促進胚泡黏附[78]。還有研究表明，與正常對照者相比，PCOS患者著床窗口期LIF分泌水平顯著降低，從而導致子宮內膜容受性受損，胚胎的著床率降低[57]，其內在作用機制可能與PCOS患者內分泌系統失調導致的LIF-STAT3信號通路受損有關[79]。同時，促排卵治療后PCOS患者雌激素與孕激素水平失衡，導致著床期子宮內膜整合素αvβ3、VEGF、金屬蛋白酶組織抑制因子1、LIF表達降低，阻礙胚胎著床，這也是PCOS患者促排卵治療后排卵率較高、妊娠率卻較低的原因之一[80]。此外，PCOS患者著床窗口期子宮內膜的LIF水平與雌二醇水平呈負相關，體外受精且受孕成功的PCOS患者著床窗口期LIF水平顯著升高，因此LIF可作為PCOS患者體外受精妊娠的預測指標[81]。綜上，PCOS患者著床窗口期低LIF水平可使子宮內膜容受性降低，進而導致胚胎植入率降低。

4 小 結

PCOS是一種發病機制復雜的內分泌疾病，PCOS患者的妊娠率降低與著床窗口期子宮內膜容受性降低密切相關，但目前尚無統一的可準確預測PCOS著床窗口期子宮內膜容受性的標準。超聲學標志由于具有綠色、無創、直觀等優點而得到廣泛應用；形態學標志具有特異性的時空表達優勢；分子生物學標志物則可從分子水平進一步闡明子宮內膜容受性的作用機制。目前許多研究仍依靠有創檢驗手段，且對檢測儀器要求較高，需要在大型醫療科研機構進行檢測，導致患者依從性較差。因此，未來應完善和改進無創檢測技術，使PCOS著床窗口期子宮內膜容受性的檢測更簡便、準確，為PCOS患者的診治提供更科學的依據。