卵巢過度刺激綜合征的發病機制及預防藥物研究進展

武天睿，孟昱時

(昆明醫科大學第二附屬醫院,昆明 650033)

近年來,隨著不孕癥發病率增加及國家“三胎”政策的開放,越來越多的人選擇輔助生殖技術(ART)助孕。卵巢過度刺激綜合征(OHSS)是ART過程中控制性卵巢刺激(COS)時常見的并發癥之一。根據發病時間分為早發型OHSS和遲發型OHSS。前者是由注射外源性人絨毛膜促性腺激素(HCG)引起,發生在取卵后9 d及以內;后者是因早期妊娠后內源性HCG升高引起,通常發生在取卵后10 d及以上,常伴嚴重并發癥[1]。目前OHSS發生機制尚不明確,缺乏有效的預防手段,增加了患者的經濟及時間負擔,是亟待解決的一個難題。本文綜述OHSS發生機制及藥物預防研究進展,旨在為OHSS的預防及治療提供臨床參考。

一、OHSS發生機制及病理生理改變

目前,OHSS發生機制尚不清楚,大多數學者認為與內源性或外源性HCG刺激卵巢釋放大量如血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、組胺、前列腺素等血管活性物質,激活了卵巢腎素-血管緊張素系統(renin-angiotensin aldosterone system,RAS)[2],以及控制性促排卵過程中產生大量雌激素有關。這些細胞因子及激素使得血管內皮功能受損及血管通透性增加,導致液體停留在第三間隙,出現卵巢腫大、胸腔及腹腔積液等病理生理改變。

1.血管內皮生長因子(VEGF):VEGF是肝素結合蛋白家族的成員,在調節血管內皮細胞增殖、遷移、通透性等方面起著核心作用[3]。在促排卵周期中,OHSS患者卵泡液、血漿和腹水中的VEGF含量均明顯升高[4]。HCG與內皮細胞上的血管內皮生長因子受體2(VEGFR2)結合后,可正向調節卵巢顆粒-黃體細胞中VEGF基因的表達[5],刺激VEGF過度分泌,導致卵巢毛細血管通透性增加,出現卵巢過度刺激征象。有許多研究表明,在靶向阻斷VEGF受體后,可以有效預防OHSS的發生,更加證實了VEGF是OHSS發生發展中不可或缺的一部分。

2.色素上皮衍生因子(PEDF):PEDF屬于絲氨酸蛋白酶抑制因子家族,是一種由卵巢顆粒細胞產生并分泌的因子,具有抗炎及抗血管生成作用,對VEGF的生成具有抑制作用[6]。PEDF經HCG刺激后,在體內和體外的表達均下降[7]。有研究發現,HCG通過蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)、蛋白激酶C(PKC)以及表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor,EGFR)、ERK1/2和PI3K信號通路參與誘導PEDF下調和VEGF上調[8]。在OHSS小鼠模型中,給予低劑量重組PEDF(rPEDF)治療后,小鼠水腫、血管滲漏等OHSS體征得到改善,且顆粒細胞中的VEGF mRNA的表達下降[9],說明PEDF對OHSS有抑制作用。由此可見,PEDF-VEGF動態平衡對于維持正常的卵巢功能具有重要意義,PEDF-VEGF失衡可能是OHSS的發病機制之一。

3.轉化生長因子β(TGF-β):TGF-β超家族在控制細胞的增殖和分化、免疫系統以及骨骼疾病、癌癥等疾病中起到了重要作用。其中一些因子,如抗苗勒管激素(AMH)、生長分化因子-8(growth differentiation factor-8,GDF-8)、轉化生長因子-β1(transforming growth factor-beta,TGF-β1)等,在卵巢中表達并調節卵巢功能。2020年,Fang等[10]的研究發現,TGF-β1通過SMAD2/3、ERK1/2和p38 MAPK信號通路刺激永生化人顆粒-葉黃素(human granulosa-lutein,hGL)細胞和原代hGL細胞中VEGF的表達和分泌。此外,在OHSS患者卵泡液中TGF-β1和VEGF的蛋白質水平升高,并且這兩種蛋白質在卵泡液中的水平呈正相關。隨后,她的團隊還發現了TGF-β1通過hGL細胞中的SMAD2和ERK1/2信號通路誘導hGL細胞芳香化酶的表達和E2的合成[11];此外,肌肉生長抑制素(myostatin,MSTN),又稱GDF8,通過TGF-β I型受體 ALK5 介導的SMAD2/3 信號通路刺激hGL細胞芳香化酶的表達及雌激素(E2)的合成來誘導OHSS的發生,并且OHSS患者卵泡液和顆粒細胞中MSTN水平均升高[12]。因此,TGF-β家族因子通過不同的信號傳導通路來誘導VEGF及E2的表達來參與OHSS的發生。

4.Kallistatin(KS):KS也稱為激肽釋放酶結合蛋白(kallikrein-binding protein,KBP),屬于絲氨酸蛋白酶抑制劑超家族的一種,對血管生成產生具有多種作用,參與許多疾病的發生。Huang等[13]的研究發現,在HCG刺激下人卵巢顆粒細胞瘤細胞系KGN細胞和人原代顆粒細胞(primary granulosa cells,PGCs)中KS mRNA的表達以劑量依賴性方式顯著下調。此外,她的團隊證實了經過KS處理24 h后,體外培養的KGN細胞和人PGCs中,VEGF表達和分泌均顯著下調,提示KS可抑制顆粒細胞中VEGF的表達。隨后,為了證實KS可以預防OHSS的發生,研究者給予OHSS組小鼠補充外源性KS,結果表明與對照組相比,添加KS顯著抑制了小鼠體重增加、卵巢增大、血管通透性增加和VEGF表達等一系列跡象[13]?？偟膩碚f,KS在體外和動物模型中均可下調VEGF表達。而在HCG的刺激下,KS的分泌減少,VEGF水平則升高,從而促進了OHSS的發生。

5.瞬時受體電位-melastatin 2(TRPM2):TRPM2通道是一種電壓不依賴的陽離子通道,通過調節細胞外鈣離子輸入來調節內皮細胞的功能,參與血管生成和血管重塑,其活性受氧化應激、ADPR/煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)代謝和TNF-α的影響[14]。anl等[15]首次在OHSS大鼠模型中探討了TRPM2活性在OHSS發生發展中的作用。研究者將右側卵巢組織進行病理學和免疫組化檢查,左側卵巢組織用于生化檢查。結果表明OHSS組大鼠卵巢重量明顯高于對照組,且OHSS組卵巢充血、水腫、細胞凋亡及TRPM2免疫反應明顯增加。組織中VEGF、TNF-α和丙二醛(MDA)水平也顯著高于對照組。當過度刺激的卵巢發生炎癥反應時,充血或水腫的卵巢可加重組織缺氧,導致TNF-α和MDA升高。此外,TRPM2免疫反應評分隨著MDA、TNF-α、VEGF及細胞凋亡的增加而增加?？偠灾?TRPM2在OHSS發生的病理生理過程中起到一定的作用,但TRPM2免疫反應增強與卵巢血管生成和通透性增加,即與VEGF水平升高的因果關系尚不明確。

6. 血管生成素-酪氨酸激酶的免疫球蛋白樣和表皮生長因子樣域1(Tie1):Tie受體家族幾乎僅在內皮細胞表達,且與內皮細胞功能及功能障礙有關[16]。Sun等[17]學者的研究發現,與對照組相比,OHSS患者和大鼠的顆粒細胞中VEGF和Tie1水平均升高。此外,在HCG刺激下,早期生長反應蛋白1(early growth response protein 1,Egr1)與Tie1的啟動子結合,激活Tie1在SVOG(一種非腫瘤形成的人類顆粒-黃體細胞系)中的轉錄,誘導Tie1表達上調,進而激活PI3K/Akt信號通路,刺激VEGF生成。當敲除Tie1基因后,大鼠模型卵巢重量、黃體數目以及VEGF水平顯著降低,延緩了大鼠OHSS的進展。因此,Tie1在顆粒細胞中Egr1調控下刺激VEGF的產生,從而參與OHSS的發生,將來可能是OHSS的潛在治療靶點。

近年來有研究發現,褪黑素通過刺激hGL細胞中的芳香化酶和E2產生以及VEGF的表達來參與OHSS的發生[18]。此外,有學者提出基因組學在OHSS發生中起到一定的作用,包括一些長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA,lncRNA)、微小RNA(micro RNA,miRNA)、FLT4基因突變以及單核苷酸多態性等,在基因層面調控著OHSS的發生,但是具體機制尚未得到闡明。

二、OHSS的預防

OHSS是一種自限性疾病,沒有懷孕的患者其癥狀在下一次月經來潮就會消失。而懷孕的患者,由于卵巢繼續受到HCG水平上升的刺激,癥狀可能會持續1～3個月。根據臨床癥狀、體征及輔助檢查常將OHSS分為輕、中、重度。輕度OHSS的發生率為20%～33%,中度OHSS的發生率為3%～8%,重度OHSS的發生率為0.1%～3.0%。中重度OHSS常對患者的生理及心理帶來不良影響。因此,OHSS的預防顯得尤為重要。目前臨床上OHSS的預防措施包括識別誘發OHSS的高危因素、個體化控制性超促排、全胚冷凍、滑行療法及未成熟卵母細胞體外成熟(in vitro maturation,IVM)等。此外,多巴胺受體激動劑、鈣劑、血容量擴充劑、促性腺激素釋放激素拮抗劑等藥物在預防OHSS的發生中也起著非常重要的作用。近年來有學者發現,一些藥物可通過不同的通路抑制OHSS的發生,有可能成為未來臨床使用的潛在藥物。

1.Kisspeptin(KP):KP是Kiss1基因編碼的產物,在性腺軸的控制中起著重要的作用,是調節生殖內分泌、能量代謝及妊娠并發癥發生的重要因子[19]。研究顯示,KP通過對其受體的作用直接向GnRH神經元發出信號,將GnRH釋放到門脈循環中,進而刺激垂體前葉促性腺激素細胞分泌LH和FSH,可以引起LH激增[20]。2014年Jayasena等[21]證實了kp-54可觸發體外受精卵母細胞的成熟。研究者在取卵前36 h分別給OHSS高危女性皮下注射1.6、3.2、6.4、12.8 nmol/kg的kp-54,發現平均成熟卵數以劑量依賴性方式增加,生化和臨床妊娠率分別為40%和23%,表明使用kp-54進行扳機可使不孕女性成功妊娠。隨后,Abbara等[22]使用不同濃度kp-54對60名有OHSS高風險的女性進行扳機。該研究觀察了獲卵率、卵母細胞成熟率及OHSS發生率等指標,研究發現95%的女性卵母細胞均成熟,給藥劑量為12.8 nmol/kg時獲卵數最高,且沒有女性發生中重度的OHSS。2017年Abbara等[23]再次進行了臨床試驗,探索延長LH峰是否能改善OHSS高風險女性的卵母細胞成熟。研究將62名OHSS高危女性隨機分為2組,實驗組在取卵前36 h注射第1針kp-54 9.6 nmol/L,第1針后10 h再次注射同等劑量kp-54;對照組不接受注射第2針。研究發現,試驗組中成熟卵母細胞生成率≥60%的女性占比71%,而對照組只有45%,且不增加中重度OHSS的發生。此外,有研究發現,在OHSS大鼠模型腦室及靜脈內注射kp-54后,卵巢中的炎癥參數得到改善[24]。近年來,KP除了用來觸發卵母細胞成熟外,還用于治療下丘腦性閉經和青春期延遲,藥物的安全性得到一定的證實。但是,Kisspeptin是否會成為未來觸發排卵的藥物或OHSS預防的一線藥物,仍需在大樣本隨機對照試驗中進行探索。

2.肌醇:在2015年,Turan等[25]使用二甲雙胍和肌醇治療14 d的Wistar大鼠建立OHSS模型,發現接受肌醇和/或二甲雙胍治療的大鼠血管通透性、血液E2水平、VEGF和COX-2的表達均降低,表明肌醇可有效預防OHSS。隨后,Mendoza等[26]進行了一項隨機對照試驗,在接受ICSI的多囊卵巢綜合征女性中,超促排卵過程中每天兩次使用肌醇550 mg + D-手性肌醇150 mg,與對照組相比OHSS發生率降低。近期,有學者對使用GnRH拮抗劑方案助孕的PCOS女性分別給予肌醇與二甲雙胍的預處理,發現肌醇在降低OHSS風險方面與二甲雙胍同樣有益,并且在接受拮抗劑周期的PCOS女性中具有更好的ART結果[27]。動物模型及人體實驗均顯示肌醇可預防OHSS的發生,但需要更多研究來確定臨床用藥方案。

3.來曲唑(LE):LE為非甾體芳香化酶抑制劑,通過以特異及可逆的方式阻斷人類芳香化酶,阻止雄激素向雌激素的轉化,抑制雌激素的合成。先前的一項隨機對照試驗表明,在取卵后連續5 d口服2.5 mg、5.0 mg和7.5 mg劑量的LE,能夠降低血清E2和VEGF的水平。2.5 mg和5.0 mg的LE對OHSS發生的趨勢僅顯示出輕微的限制,但7.5 mg的高劑量可顯著降低OHSS的發生率[28]。相反,Wang等[29]發現取卵后的黃體期連續5 d口服5.0 mg來曲唑并不能預防OHSS。在另一項前瞻性隨機試驗中,研究者發現連續5 d口服來曲唑5.0 mg,預防OHSS效果優于阿司匹林[30]。此外,近期的一項meta分析指出,來曲唑可以降低高危女性OHSS的總發生率以及中度和重度OHSS的發生率,而對于預防輕度、中度和重度OHSS似乎沒有積極作用[31]。近期的一項研究發現,GnRH拮抗劑、米非司酮和來曲唑的雞尾酒式治療在防止OHSS大鼠模型進展方面增強了協同作用[32]?？傊?目前相關研究對LE預防OHSS有效性報道存在差異,對于給藥時間、劑量及療效,今后仍需要進行大型前瞻性隨機試驗來評估。

4.地奧司明:地奧司明是一種微粉化的精制黃酮類靜脈活性藥物,可作用于血管、微循環和淋巴系統,起到抗氧化、抗炎、抗血管等作用[33]。既往報道地奧司明可用于心血管疾病、糖尿病、痔瘡等方面的治療。在一項回顧性研究中[34],研究者將具有OHSS高風險且取卵后取消胚胎移植的患者作為納入標準,在取卵后給予研究組患者地奧司明1 000 mg,每日兩次,連續10 d。研究發現,與對照組相比,口服地奧司明可有效降低中重度OHSS的發生率,并降低高危婦女OHSS的嚴重程度。但因本研究為回顧性分析,存在一定的局限性,對于地奧司明預防OHSS的療效需多中心前瞻性研究證實。

5.白藜蘆醇(RSV):是一種存在于植物中的天然抗毒素,具有抗炎和抗氧化活性以及對內皮功能和血管系統的保護作用。Ozgur等[35]在大鼠模型中探討了RSV對OHSS的影響。研究者使用孕馬血清促性腺激素(PMSG) + 30 U HCG誘導大鼠OHSS,另一組在注射PMSG及HCG前2 h加注RSV 60 mg/kg。研究發現,RSV組的卵巢重量及腹腔液VEGF水平較低,對OHSS的發生起到一定的預防作用。近年來,RSV在治療子宮內膜異位癥及腫瘤等方面起到一定的作用,藥物的安全性得到保證。因此,RSV可能是預防OHSS的選擇之一,但在未來需要進一步的研究和臨床試驗,以提供關于治療效果的可靠結果。

三、總結

綜上所述,OHSS是ART過程中的常見并發癥之一。就目前而言,OHSS的發病機制雖仍在探索中,但不難看出VEGF是OHSS發病的核心環節,TGF-β家族、Tie1、褪黑素等均可誘導VEGF的表達,其中TGF-β家族及褪黑素還可通過刺激芳香化酶和E2的合成來參與OHSS的發生,而PEDF、Kallistatin可以通過降低VEGF的水平調節血管滲漏來緩解OHSS的跡象。此外,TRPM2通過調節氧化應激增加血管通透性后介導OHSS的發生。近年來,許多預防OHSS的新藥涌出,為OHSS的治療提供了新的選擇。使用kp-54進行扳機,可有效觸發卵母細胞成熟并且減低OHSS的發生率;肌醇及白藜蘆醇均可降低VEGF水平,其中肌醇還可以抑制E2、COX-2的生成。

VEGF在胚胎種植及發育過程中起到重要的作用。首先,與不孕女性相比,VEGF在黃體中期的子宮內膜中的表達顯著升高,為胚胎著床提供了重要條件;其次,VEGF還可作為母胎之間的免疫調節劑,有利于妊娠的建立;最后,VEGF還可加強黃體功能的形成,為胚胎發育提供充足的養分。因此,VEGF的缺乏可能導致不孕、流產及其它不良妊娠的發生,然而其中的具體機制仍需更多的研究來闡明。近年來,抗VEGF藥物已經廣泛應用于腫瘤、皮膚病等學科治療,但因其對胚胎種植等可能會產生負性影響,在臨床應用時應更加小心謹慎。