药源性卵巢功能不全机制的研究进展

宋力雯 周 莉 孙祖越

上海市计划生育科学研究所，中国生育调节药物毒理检测中心（200032）

药源性卵巢功能不全机制的研究进展

宋力雯 周 莉 孙祖越

上海市计划生育科学研究所，中国生育调节药物毒理检测中心（200032）

多种药物会导致卵巢功能不全（POI），确切的机制仍不清楚。研究发现药物可直接导致原始卵泡的丢失，并引起卵泡启动增加，加剧原始卵泡的消耗。此外，药物也可诱发非生殖细胞损伤间接地引起卵母细胞的死亡。为了研究药物对卵巢的直接或间接的影响，本文对于药源性卵巢功能不全的机制进行综述。探讨保存女性生育力现有和潜在的方法。

1 原发性卵巢功能不全

女性40岁之前闭经，伴有高卵泡刺激素和低雌激素的表现被定义为卵巢早衰（POF）。Kalu［1］报道50%的POF患者有间歇性排卵，其中5%～10%的患者仍可自然妊娠。林芸报道POF 42例，5例在人工周期治疗期间自发妊娠。潘芳应用中西医结合治疗48例POF，妊娠率40%，排卵率由17%增至56%。POF临床病程漫长，卵巢实际的功能状态存在较大差异，故Nelson［2］以原发性卵巢功能不全（POI）替代POF，能更好的反映卵巢功能的持续性改变。

POI的特征性表现为卵泡池的储备减少、卵巢功能失调，因原始生殖细胞难以再生，故难以进行有效的预防及治疗。然而，手术、放疗、化疗及药物治疗等医源性因素具有明确的可溯源性，了解其发病机制，并寻求有效的预防与治疗措施，最大限度减少卵巢的损伤，在治疗原发疾病的同时，尽可能保存女性的生育力，是临床医生的应尽职责。

2 药物治疗与POI

2.1 抗肿瘤药物与POI

近年来，肿瘤的早期诊断及治疗手段不断发展，肿瘤患者的生存率提高，抗肿瘤治疗后患者生活质量的保持与改善也日益成为焦点问题。抗肿瘤治疗对于女性生育力的影响取决于患者的年龄及卵巢储备功能、化疗方案、治疗持续时间，以及药物的累积剂量［3］。接受大剂量化疗、骨髓移植前诱导治疗以及全身放射治疗（TBI）的女性肿瘤患者，超过90%会发生与治疗相关的闭经。

化疗导致的POI与多种因素相关。首先，某些化疗药物被认为具有更强的生殖毒性：以环磷酰胺为代表的烷化剂具有高度的卵巢毒性，可以造成卵母细胞的破坏、耗竭、血管损害、皮质纤维化。Meirow［4］的研究显示42%接受烷化剂治疗的女性会发生POI，Byrne发现接受烷化剂治疗的20岁以下女性早绝经的风险是未治疗人群的9倍。同时，药物的剂量也是一项重要的影响因素：早绝经的发生呈剂量依赖的模式，经环磷酰胺治疗的小鼠，当药物剂量增加后，原始卵泡的丢失也随之增加。另外，治疗时患者的年龄也是一项关键问题。年龄较大的女性，在化疗中及治疗结束后短期内急性POI的发生率大大增高［5］。诚然，药物损伤卵泡贯穿于任何年龄段，然而在治疗起始时，相对于年轻女性，年长女性的原始卵泡储备本来就较低，在治疗终止时，本已减少的卵泡池叠加化疗中遭受的损伤，加速了POI的发生。

目前罕有研究报道化疗后POI发生率的远期结局。一篇儿童癌症生存者的研究报道了830例曾接受化疗的癌症生存病患发生POI的风险［6］，5～30年长期随访证明化疗并不增加患者提早绝经的风险。然而在该研究中，单纯接受化疗组随访时间最短（45%小于10年随访期，且研究进行时的年龄＜30岁），化疗后卵巢受影响的程度很可能在随访期间并未显现出来。另一项儿童癌症生存研究随访了1970～1986年间确诊的患癌儿童，发现研究组儿童日后发生POI的几率比其未患病姐妹显著升高，随着随访时间延长，发病率呈进行性增加。

2.2 免疫调节剂与POI

雷公藤多苷（TWP）具有抗炎、免疫抑制、抗肿瘤等作用，其中的活性成分为环氧二萜类，临床应用的日益广泛。林凤［7］的研究证实，25例患者平均给药量为53mg／d，有2例总剂量最低于8000mg，闭经总发生率为92%，可见TWP对卵巢功能损害明显。郝丽［8］观察接受TWP治疗患者36例，月经紊乱14例，闭经22例，停药3个月，月经自然复潮率为42%，月经未复潮患者的年龄、用药疗程与剂量均大于自然恢复者，提示TWP所致生殖细胞的损伤与患者的年龄及服药疗程、剂量有关。邱勇龙［9］发现治疗起始的年龄、TWP累积剂量是导致卵巢功能损害的两个独立危险因素，TWP累积剂量每增加1g发生卵巢功能损害的概率增加0.32倍。

2.3 精神神经系统用药与POI

赵烨［10］的研究发现60%的大鼠皮下注射盐酸吗啡7周即发生动情周期紊乱，用药10周后，76.7%的大鼠动情周期被抑制，FSH、LH、E2、P基础分泌较对照组均显著降低，大鼠性腺轴各组织中ER平均吸光度值显著降低，显示长期使用吗啡对下丘脑－垂体－卵巢轴有不同程度的损伤。邬静［11］对未成熟的Wistar大鼠卵巢颗粒细胞进行原代培养，用不同浓度的氯丙嗪治疗后，能明显地抑制卵巢颗粒细胞增殖和E2的分泌，促进颗粒细胞凋亡，呈浓度依赖关系，提示氯丙嗪可抑制卵巢颗粒细胞增殖、诱导颗粒细胞凋亡并影响细胞甾体激素的分泌，引起卵巢功能障碍。

综上所述，POI与特定药物之间存一定的因果联系，但其发生机制尚未阐明，缺乏对这一机制的了解及掌握，就难以制定有效的治疗方案来保护卵巢。因此，深入研究药物引起POI的机制，对避免药源性卵巢损伤至关重要。

3 药物引发POI的机制

3.1 卵巢中不同细胞均可成为药物作用的靶点

以化疗药物为例，既往认为药物可直接损伤未成熟卵泡中的卵母细胞，启动凋亡程序导致生殖细胞的丢失，在卵泡成熟过程中，卵母细胞处于有丝分裂停滞期，而化疗药物常规作用于分裂期细胞。据此分析，化疗药物最直接的靶点更可能是卵巢中分裂活跃的体细胞，如颗粒细胞。在卵泡成熟的过程中，颗粒细胞开始增殖并围绕卵母细胞，卵母细胞与颗粒细胞交互作用调节彼此的生长与成熟，破坏颗粒细胞会间接导致卵母细胞的损伤，引起生殖细胞的丢失。任何破坏颗粒细胞的因素都可能对原始卵泡造成潜在的影响。

吡柔比星曾被认为仅有微弱卵巢毒性，而新近的研究证明其能以多种机制作用于有丝分裂旺盛的颗粒细胞。在小鼠卵巢组织中，环磷酰胺能够引发主要是卵母细胞，其次是颗粒细胞中的H2AX（一种DNA双链断裂的标志物）表达［12］，引起凋亡的级联反应，提示环磷酰胺与吡柔比星一样，优先作用于代谢旺盛的颗粒细胞。另外，顺铂的首要效应引起DNA损伤，有研究表明，卵母细胞比颗粒细胞对于顺铂的影响更为敏感，在低水平暴露下卵细胞更早死亡［13］。从进化的角度来看，卵母细胞对于DNA损伤更敏感无疑可视为一种保护胚胎的质量控制机制。就现有研究看来可以假设：顺铂优先作用的靶细胞为卵母细胞，并具有和吡柔比星及环磷酰胺相同的、通过线粒体作用来影响颗粒细胞的机制。

3.2 药物诱导各级卵母细胞及颗粒细胞死亡的机制

绝大多数的卵泡因发育过程中的闭锁最终死亡。大量研究证据表明化疗后的卵泡丢失与凋亡有关，最主要的问题在于在细胞凋亡级联反应网络中解释其各自详尽的分子机制。凋亡相关的特异的信号通路—神经酰胺信号通路中的酸性鞘磷脂酶降低，或1－磷酸鞘氨醇（S1P）在细胞中含量上升时［14］，卵泡的凋亡会明显受到抑制。各种药物引起的细胞死亡机制可能分为如下几个方面：

3.2.1 干扰DNA损伤修复 吡柔比星是蒽环类药物，与DNA相互作用阻断其复制及转录，同时抑制拓扑异构酶II。在细胞核中，吡柔比星上调P53的表达，在DNA损伤严重时启动凋亡程序［15］。吡柔比星还能够引起DNA双链解聚，导致一种症突变基因蛋白激酶（ATM）的激活，后者在DNA损伤严重时启动程序性细胞死亡［16］。

顺铂通过在DNA双链间及双链内形成加合物造成DNA损伤，从而干扰胞内的转录与复制，最终导致凋亡的启动。研究显示，一种名为Abl的非受体型氨基酸激酶参与了顺铂导致的未成熟卵母细胞死亡［17］。Abl具有一种DNA损伤感受器的作用，会作用于其下游的TAp63－a，后者表达于卵母细胞，与P53具同等作用。新生鼠的卵巢在给予环磷酰胺后，Abl与TAp63－a会在卵母细胞中聚集，导致卵母细胞的死亡［18］。而当Abl受到伊马替尼（一种Abl活性阻断药）药物性抑制时，顺铂致卵母细胞死亡的作用将显著降低。

3.2.2 线粒体途径激活凋亡通路 吡柔比星与细胞中的心磷脂具有亲和力，其可能通过心磷脂干扰线粒体内的电子传递链，导致细胞色素C被释放至胞质，次第激活caspase蛋白家族，引起细胞凋亡。有研究阐明环磷酰胺对于大鼠卵巢颗粒细胞具有上述相同的线粒体效应，引起线粒体跨膜转运能力的下降，及细胞色素C在细胞质的聚集，引发凋亡［19］。环磷酰胺还能大幅上调促凋亡蛋白Bax的表达。此外，顺铂具有与前两种药物相同的机制，导致caspase途径的活化来诱导凋亡。

3.3 损害卵巢功能的其他机制

Wnt信号通路在生物发育进程中起作用，包括细胞分化、增殖与凋亡，在卵泡发育和排卵过程中也有重要作用。促性腺激素受体信号通路与Wnt信号通路可以相互作用，以一种细胞环境依赖与细胞发育阶段特异性的模式来影响女性生育力。在小鼠颗粒细胞中Wnt信号通路可直接影响雌性性腺发育，在卵泡的形成、生长、排卵和黄素化过程中发挥潜在的作用［20］。卵泡刺激素（FSH）与Wnt信号通路共同作用可激活小鼠颗粒细胞胞质中的β?连环蛋白，从而增强FSH作用，促进排卵前卵泡的生长和存活［21］。吡柔比星、顺铂及紫衫醇可作用于人类黄素化卵巢颗粒细胞，上调Wnt4的表达，其中顺铂还上调Wnt3的表达，而吡柔比星和紫衫醇则对后者起降调作用［22］。这表明吡柔比星与紫衫醇可能过度激活下游的β?连环蛋白依赖的信号通路，同时阻断β?连环蛋白非依赖性信号通路，导致β?连环蛋白降解或胞质β?连环蛋白移位至细胞表面，从而诱导细胞死亡。

吡柔比星能导致活性氧的增加［23］，从而引起内质网应激，通过启动caspase 12诱导凋亡。顺铂同样可以引起内质网应激来诱导凋亡。有研究［24］显示，环磷酰胺能通过激活PI3K／PTEN／Akt信号通路，在直接诱导卵母细胞凋亡的同时，间接加速原始卵泡激活，引发其加速耗竭来诱导POI的发生，采用免疫调节剂AS101能同时抑制上述两种破坏机制，有效保护卵巢的功能。

研究表明大鼠服用TWP 10周后，卵巢中抑制血管生成的Endostatin表达升高，血管生成因子（VEGF）及其受体Flk－1表达显著降低，卵巢血管横截面积变小，血管壁厚度或面积增大，提示TWP可造成大鼠卵巢血管生成障碍，导致卵泡发育障碍；同时胞内的凋亡相关因子TNF?α和Caspase－3显著升高，各级卵泡及颗粒细胞的炎性损伤增加，凋亡过程活化［25］。崔瑞琴［26］观察TWP所致卵巢损伤时发现，TWP致各级卵泡数量减少，部分成熟卵泡颗粒细胞层次减少，排列紊乱、疏松，剂量增加时改变更加明显。王桂玲［27］发现TWP对各级生长卵泡均有抑制作用，可促使卵泡闭锁，随TWP剂量增加作用增强。吴克明［？？］观察发现，TWP灌胃5、7周的小鼠卵巢结构基本正常；灌胃10周后卵巢缩小，成熟卵泡数减少，颗粒细胞层次较少，提示TWP对各级卵泡发育有抑制且与用药时间呈正相关。

4 保护卵巢免受药源性损伤的药物

4.1 肿瘤免疫调节剂

4.1.1 伊马替尼 伊马替尼作为一种酪氨酸激酶的抑制剂，联合顺铂作用于新生小鼠的卵巢组织时，与单用顺铂相比，可使原始卵泡丢失显著减少［28］。伊马替尼通过干扰顺铂诱导的细胞死亡机制起效，因此需要明确其是否会削弱顺铂做为抗肿瘤药物的有效性。

4.1.2 AS101 AS101能减少化疗药物的副作用，而对其抗肿瘤效果具有协同作用［29］。AS101调节PI3K／PTEN／Akt信号通路；在动物实验中AS101可以显著降低环磷酰胺导致的原始卵泡丢失，环磷酰胺单药显著影响小鼠的生育力，但是与AS101联合治疗后却能挽救小鼠的生育力，与未化疗组相当。鉴于AS101已进入II期临床实验，并具有协同抗肿瘤作用，其未来在保护卵巢功能免受化疗影响方面的临床价值值得期待。

4.1.3 硼替佐米 硼替佐米作为一种免疫调节剂，是细胞中26S蛋白酶体的可逆抑制剂，导致内质网应激从而对多种类型的癌细胞具有细胞毒性。新近有研究［30］证明：在吡柔比星化疗前预防性使用硼替佐米，能够显著抑制吡柔比星在卵巢内的聚集，保护卵巢内各种类型细胞免受DNA损伤，其机制在于抑制γH2AFX磷酸化，减少窦前卵泡的凋亡。此外，硼替佐米的保护性作用还体现在对于生育能力的保护上：硼替佐米预防性治疗后，小鼠的产仔窝数、每窝幼仔数及幼仔的平均体重均明显增加。4.2抗凋亡制剂－S1P

S1P为一种神经酰胺的下游抗凋亡代谢产物，Perez的研究显示，S1P可以减少吡柔比星诱导的成熟卵细胞死亡。体内实验中S1P治疗的啮齿类动物在接受化疗后原始卵泡的死亡减少［31］。接受放射治疗的啮齿类动物，采用S1P做为卵巢保护治疗后，其子代未见明显的基因损伤［32］。一种采用S1P类似物来对抗灵长类动物卵巢放射治疗损伤的研究显示了其对于卵巢功能的保护作用［33］。

4.3 GnRH激动剂

GnRH激动剂可以抑制下丘脑－垂体－性腺轴的功能，使卵巢恢复到更为静止的状态。基于在临床观察中发现，青春期前的女孩相比年长女性对化疗引起的卵巢损伤易感性更低。目前认为，GnRH激动剂保护下，卵巢对于化疗制剂的损害会更为不敏感。GnRH激动剂对于卵巢的具体保护机制可能为限制卵巢的血流，减少化疗制剂进入卵巢。使用GnRH激动剂治疗后，大鼠卵巢血管密度及血管通透性均降低。此外，GnRH激动剂对于吡柔比星对颗粒细胞的损伤具有保护作用。目前有数项关于GnRH激动剂保护卵巢储备的临床研究，一项大型随机对照多中心研究PROMISE－GIM6，发现使用GnRH激动剂能显著降低化疗导致的卵巢功能衰竭［34］。而另一项多中心实验却并没有发现GnRH激动剂对于防止化疗后的卵巢衰竭发生率有显著影响［35］。两项研究的结果判定都是根据女性的月经功能以及有限的内分泌学指标，都是在较短的随访期内评判卵巢功能衰竭的情况（前者研究为1年，后者研究仅为6个月）。一项发表于2015年新英格兰杂志的临床研究显示，采用GnRH激动剂联合化学治疗，能够显著降低用药两年后卵巢功能衰竭的发生率，且联合用药组患者显示出更高的受孕率及无瘤生存率［36］。

5 小结

多种药物治疗对于年轻女性的生殖潜能具有明确的负面影响，其中以烷化剂为代表的抗肿瘤药物对卵巢的危害作用最为明显，药物损伤卵巢的确切机制目前仍有待进一步阐明。尽管POI是原始卵泡损耗的结果，但很可能这并非是化疗药物直接作用的结果，而是由于生长卵泡遭到破坏后原始卵泡启动增加。研究证据表明，多种药物可直接损伤卵母细胞或损害颗粒细胞间接诱导卵母细胞死亡。目前，对于保存生育力和延迟绝经的有效治疗选择仍然非常有限，GnRH激动剂作为一种有效的尝试已经取得了初步的临床证据。更多的药物影响卵巢功能潜在细胞机制的研究将有助于制定针对性的治疗来防止卵泡的丢失，从而最大限度的保护女性生育力。

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［责任编辑：王丽娜］

10.3969／j.issn.1004－8189.2017.05.015

上海市“科技创新行动计划”实验动物研究项目（14140901302）

2016－08－25

2017－03－13

＊通讯作者：sunzy64＠163.com