多囊卵巢综合征易感基因多态性的研究进展

代晶芳，李晓林，孙宝治

(1青岛大学医学院，山东青岛266071;2青岛市立医院东院)

多囊卵巢综合征(PCOS)是育龄期妇女常见的生殖内分泌和代谢紊乱疾病，在育龄妇女中发病率为7%左右［1］，主要表现为高雄激素血症、月经紊乱、持续不排卵、多囊卵巢等临床特征。PCOS还有许多代谢方面的影响结果，包括肥胖风险增加、胰岛素抵抗、2型糖尿病、动脉粥样硬化的过早形成。PCOS发病机制至今尚不明了。有研究表明，PCOS发病可能是不同基因参与调控的遗传性内分泌疾病，因此，相关基因的研究现已成为热点。目前关注较多的是与高雄激素相关基因、胰岛素作用相关基因及慢性炎症因子基因等。现就PCOS易感基因多态性的研究进展做一综述。

1 甾体激素相关基因

1．1 CYPI1α 基因 CYPI 1α 基因位于染色体15q23～24，其编码产物为胆固醇侧链裂解酶，后者是胆固醇侧链向孕烯醇酮转化过程中的限速酶，对雄激素前体的合成起调控作用。(AC)n和(TTTA)n微卫星多态性位于其启动子-1376 bp和-528 bp上，若根据睾酮水平或多毛与否对(TAAAA)n进行分类，其基因型有显著的变化，216基因型女性的睾酮水平比216+基因型者低，PCOS患者中216基因型的频率明显高于正常女性。Gharani等［2］研究表明，CYPI 1α(TTTA)n多态性可能与欧洲妇女PCOS发病和高雄激素血症有关。有学者对CYPI 1α的微卫星多态性进行研究发现，种族不同基因型也有明显改变，如希腊PCOS患者的高雄激素血症与4R基因型相关。之后，Gaasenbeek等对1 598例PCOS和高雄激素血症妇女进行研究，未发现(TTTA)n微卫星多态性与PCOS及高雄激素血症之间存在明显关联。因此，CYPI1α基因多态性与PCOS的关系有待进一步研究。

1．2 CYP17基因 CYP17基因位于染色体10q24．3，其编码产物为细胞色素P450(CYP17α)，后者是卵巢和肾上腺雄激素合成过程中的限速酶，可同时具有17α-羟化酶及17，20-裂解酶活性。最近研究显示，PCOS患者CYP17α的表达水平和酶活性均较正常女性增加。另外，CYP17基因表达与一个SPI型(CCACC)启动位点密切相关，该位点是由于CYP17基因启动子区34 bp的一个单核苷酸多态性(SNP)位点T/C转换引起的，可上调CYP17基因的表达。另有学者发现，PCOS患者的膜细胞内CYP17 mRNA半衰期延长，导致CYP17 mRNA降解速率延长。但也有部分研究表明CYP17多态性与PCOS发病机制无关。最近，Chua等［3］对287例高加索PCOS患者和187例白种人对照组CYP17基因的4个SNP多态位点进行分析，结果显示这4个SNP多态位点与PCOS发病没有关联，可能不是PCOS致病的危险因素。

1．3 CYP19基因 CYP19基因位于15p21．1，包含10个外显子和9个内含子，其编码产物为芳香化酶(P450α)，后者是催化雄激素转化为雌激素过程中的限速酶，调控雄激素和雌激素的合成及保持二者的平衡。Lecke等［4］研究发现伴有高血压的 PCOS患者皮下CYP19 mRNA表达水平明显高于血压得到控制和血压正常的PCOS患者，CYP19基因表达水平与PCOS患者皮下脂肪量、舒张压、收缩压呈正相关。Zhang等［5］对CYP19的SNP进行分析表明，rs2470152与PCOS之间无相关性。故CYP19基因与PCOS的发病机制之间的关系有待深入研究。

1．4 性激素结合球蛋白(SHBG)基因 SHBG是主要由肝细胞合成的一种多功能蛋白质，睾丸、下丘脑中也有少量合成。SHBG是转运类固醇性激素的基本蛋白之一，可以调节后者对靶器官组织的效应，但研究表明SHBG在PCOS患者体内水平较低。SHBG基因位于17p12～p13，由8个外显子和7个内含子构成。SHBG基因(TAAAA)n五核苷酸多态性位点位于基因上游启动子区的Alu序列内，该微卫星多态性通过影响下游其他元件从而改变基因转录活性。研究发现(TAAAA)n重复6～11次，不同人种重复次数不同。有资料显示，SHBG基因的SNP可影响美国PCOS患者的SHBG水平，后者可预测2型糖尿病的发展。Cousin等研究发现，PCOS患者体内SHBG水平较正常女性低，且更倾向于携带更长的(TAAAA)n重复序列。有学者［6］对地中海PCOS患者进行研究发现，SHBG基因上的两个单核苷酸位点 rs727428和rs6259的多态性与地中海PCOS患者体内SHBG水平存在明显的相关性。因此，SHBG基因将成为热点候选基因之一。

1．5 雄激素受体(AR)基因 AR基因位于X染色体Xq11～12，包含8个外显子和7个内含子，全长约90 kb，编码918个氨基酸。AR的活性由AR基因的遗传多态性调控，从而影响人体内雄激素水平。AR的第一个外显子区包含1个高度多态性的CAG三核苷酸重复序列，(CAG)n重复序列的多态性可影响雄激素在靶器官组织中的作用。体外研究结果显示，AR的转录活性与AR基因CAG序列的重复次数呈负相关，即CAG重复次数越短，AR转录活性越强。Schüring等［7］研究发现，PCOS 患者较正常对照组有较短的CAG重复次数，其编码的AR活性较高。但有学者研究认为PCOS与CAG重复序列多态性之间没有明显的相关性，尚需进一步研究证实。

1．6 促性腺激素及相关基因 促性腺激素包括黄体生成激素(LH)和卵泡刺激素(FSH)，由腺垂体促性腺激素细胞所分泌，LH和FSH共同促进雄激素、雌激素、孕激素的合成分泌，并促进卵泡的生长发育。LH、FSH与PCOS发病的关系尚不清楚。有研究表明，40%以上的PCOS患者体内LH呈高水平状态，可见LH水平增高或LH作用增强在PCOS的发病机制中可能起关键作用。LH是由LH-α和LH-β链构成的，LH-β决定了LH的特异性。最早开始研究的Trp8Arg和Ilel5Thr两个突变位点被认为是形成异常LH-β分子的主要原因，这两个突变位点的突变率约为15%。一项对健康妇女、PCOS患者及高促性腺激素患者的对比研究发现，三者人群中Trp8Arg和Ilel5Thr的突变率并未见明显差异［8］。PCOS患者中，肥胖者该位点的突变率较低，提示LH-β突变体具有降低肥胖者患PCOS概率的可能。在中国PCOS妇女中，FSHβ亚单位编码基因外显子3的T→C纯合突变频率高于健康妇女;FSH受体基因的2个SNP位点(Thr307Ala和Ser680Asn)在PCOS和正常人群的分布频率相似。但也有研究表明，SNP Ser680Asn 与 PCOS发病有关［9］。

2 胰岛素作用相关基因

2．1 胰岛素(INS)基因 INS基因位于11p15．5染色体上，在5＇端14～15 bp处存在可变数目串联重(VNTR)的小卫星。INS的转录活性与INS基因VNTR的序列和长度呈正相关，即VNTR序列长度越长，INS转录活性越强，对INS的分泌起到调控作用，易导致糖尿病的相关临床症状发展发生。根据小卫星的长度区可分出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类等位基因，其中Ⅱ类等位基因罕见，Ⅲ类等位基因比Ⅰ、Ⅱ类等位基因转录能力强。INS基因突变被认为与PCOS患者的代谢综合征有关系，I型基因型纯合子可能增加罹患1型糖尿病的风险［10］，Ⅲ型等位基因则增加了2型糖尿病的发病风险，增加了罹患PCOS的风险。研究认为INS基因VNTR的序列与PCOS发病的关联可因种族和地理区域的不同而存在差异。目前认为INS基因VNTR序列是PCOS病因学中重要的候选基因之一。

2．2 胰岛素受体(INSR)基因 INSR基因位于19p13．3，为一系列重复核苷酸序列，由2个α亚单位和2个β亚单位组成的四聚体，编码区由22个外显子和11个内含子组成。INSR基因多态性大多为沉默多态性或位于内含子区。国内外学者曾对INSR基因外显子和内含子的不同SNP位点进行测序研究，结果显示未发现与PCOS有明显的关联性。有资料表明［11］，INSR基因酪氨酸激酶域17外显子的1 058位点存在C/T的SNPs，具有C等位基因的PCOS患者较T等位基因者BMI显著升高。亦有研究发现，INSR 1008Cys的T＞C突变，与中国PCOS患者的胰岛素敏感性降低有关。Ranizad等［12］首次发现INSR基因的一个多态位点rs2059806与PCOS无明显关联。INSR基因与PCOS的关系有待更深一步的研究。

2．3 胰岛素受体底物(IRS)基因 胰岛素与其受体结合后，使 IRS发生磷酸化，与下游效应物(PI3K)结合并使之激活，从而使胰岛素的作用得以实现。目前发现IRS共有六种类型(IRS-1～6)。有研究认为IRS-1的表达可能与具有2型糖尿病家族史的患者发生PCOS密切相关。Pappalardo等［13］研究发现，PCOS患者IRS-1的Gly972基因多态性的出现频率高于正常女性，Gly972基因型携带者更容易肥胖，空腹胰岛素水平较高，胰岛素抵抗程度更高。最近，Marioli等［14］发现 IRS-1的 G972S基因多态性与PCOS的发病、进展无明显关联。而有研究表明IRS-2对PCOS患者胰岛素抵抗和2型糖尿病的发生起到更为重要的作用。

2．4 过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)基因

PPAR基因根据结构及功能分为PPAR-α、PPAR-β、PPAR-γ3种亚型。其中有关PCOS研究最多的是PPAR-γ，后者位于3p25，主要存在于脂肪组织，通过影响脂肪细胞因子与下丘脑—垂体—性腺轴及胰岛素分泌之间的联系减轻胰岛素抵抗［15］。Christopoulos等［16］对PPAR-2基因外显子6的C/T多态性进行研究表明，携带T等位基因的PCOS患者睾酮水平明显降低。最近，Dasgupta等［17］研究表明PCOS患者PPAR-γ基因第2外显子的Ala和第6外显子His447His T的等位基因分布频率较正常人明显升高。与胰岛素或胰岛素抵抗相关的其他基因还有脂联素(APN)基因、抵抗素基因、钙激活酶(CAPN10)基 因、D19S884、TCF7L2 基 因SNPrs290487多态位点、瘦素及其受体基因等，但不同学者的研究结果并不一致。

3 慢性炎症因子相关基因

近年研究发现，PCOS存在慢性炎症的病理生理过程，而且慢性炎症在PCOS远期并发症的发生发展中起重要作用。主要的慢性炎症因子包括C反应蛋白(CRP)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素(IL)、血浆纤溶酶原激活剂抑制物1(PAL-1)等在PCOS患者中有不同程度的升高，并且与PCOS患者胰岛素抵抗的发生密切相关，推测慢性炎症可能引起了PCOS患者免疫状态改变。

3．1 CRP CRP基因位于1q23。CRP在正常状态下，血清中含量极微，在各种急性期感染、炎症性疾病、外伤、坏死和恶性肿瘤时水平迅速升高。有学者研究发现PCOS患者体内CPR水平是健康人群的1．96倍。胰岛素敏感性的下降会导致机体不能维持血糖代谢稳定性从而使血糖升高，后者又可刺激胰岛细胞分泌炎症因子，进而作用于肝脏使CPR合成增加。由此可见，CPR水平在一定程度上能反映PCOS患者血糖代谢紊乱的程度。另外，CPR是动脉粥样硬化性心脏病的预测因子，对于PCOS患者，CPR水平可在一定程度上预测患者罹患心血管疾病的风险［18］。

3．2 TNF-α基因 TNF-α可干扰胰岛素信号传导中酪氨酸的磷酸化过程，抑制细胞膜上INSR-β链和IRS-1酪氨酸激酶磷酸化，使胰岛素信号转导受损，形成胰岛素抵抗。TNF-α基因位于染色体6p21．3，大小2．76 kb，包含 4 个外显子和 3 个内含子。研究证实，PCOS患者血清TNF-α与胰岛素抵抗存在病理生理上的关系。González等［19］认为腹部肥胖的PCOS患者较腹部肥胖的健康女性TNF-α水平更低。Puder等［20］也发现PCOS患者TNF-α水平较低。另有研究表明，TNF-α与PCOS的高雄激素相关，并且TNF-α的这种作用与胰岛素抵抗和肥胖无关联。Escobar-Morreale等［21］对 TNF-α 基因的9个常见SNP位点进行研究显示，PCOS患者与正常对照组的SNPs等位基因型分布频率无统计学差异。因此，TNF-α基因与PCOS的关系有待进一步研究。

3．3 IL基因 IL-6是有广泛作用的细胞因子。PCOS患者血清IL-6水平较高，且IL-6水平变化与肥胖无关，但与胰岛素抵抗存在联系。Vural等［22］研究表明，具有高雄激素血症的PCOS患者IL-6基因启动子区的2个常见的SNP位点中G等位基因的频率高于正常对照组。IL-18是IL-1细胞因子家族成员之一，含193个氨基酸残基，是先天性和获得性免疫的重要调节因子。Kim等［23］研究发现，肥胖或存在胰岛素抵抗的PCOS患者IL-18水平升高。

3．4 纤维酶原活化抑制因子基因(PAI-1)PAI-1是调节纤溶活性的重要因子，是纤溶系统的主要生理抑制剂，在人体众多组织细胞中均有表达，主要由内皮细胞和肝脏分泌［17］。脂肪细胞受胰岛素和TNF-α刺激也可分泌PAI-1，伴有胰岛素抵抗的PCOS患者体内PAI-1水平较高。PAI-1水平升高使PCOS患者体内呈持续低纤溶状态，增加PCOS患者患心血管病的风险。PAI-1基因的4G/5G多态性位于转录起始区上游的-675 bp处。研究发现，PAI-1基因启动子区的4G基因型出现会上调PAI-1水平，而5G/5G基因型出现可下调PAI-1水平。因此，PAI-1基因5G/5G基因型的PCOS患者罹患心血管疾病的风险较4G等位基因型者更高。

4 其他基因

最近，Chen等［24］首先采用全基因组关联研究(GWAS)成功定位了PCOS的易感基因染色体区域，发现与PCOS发病具有显著关联意义的区域分别位于2号染色体和9号染色体上(分别为2p16．3、2p21和9q33．3)。欧洲学者发现，2p21区域中的一个已知基因THADA与欧洲人患2型糖尿病有关。但中国学者研究表明，携带THADA突变基因的PCOS患者胰岛素抵抗程度与对照组无明显差异，对于其与PCOS糖代谢异常的关系还不明了。另外有些学者还发现了一些PCOS的新候选基因如FABP4、尾加压素Ⅱ基因、FEM1A等基因，但与PCOS的关联均不明确。

迄今为止，关于PCOS的候选基因及它们的作用机制尚未阐明。对PCOS相关基因的深入研究有待于技术方法的改进如全基因组扫描、基因作图和大样本量的荟萃分析。相信随着分子生物学、遗传基因学的不断发展，PCOS的发病机制将会得到进一步的解释，为诊治带来更有力的理论依据。

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