氧化应激在不孕症中的机制及中西医治疗研究进展※

万怡婷 齐 聪

(上海中医药大学附属曙光医院妇科，上海 201203)

氧化应激在不孕症中的机制及中西医治疗研究进展※

万怡婷 齐 聪

(上海中医药大学附属曙光医院妇科，上海 201203)

不孕症是一种常见的妇科疾病，氧化应激状态可能与不孕症的发生有关。本研究对氧化应激在卵母细胞、胚胎发育、子宫内膜、子宫内膜异位症、多囊卵巢综合征、原因不明性不孕中的作用进行综述，分析氧化应激在不孕症中的作用机制，以及中西医抗氧化应激对不孕症的治疗作用。

不育，女(雌)性；氧化性应激；抗氧化剂；综述

活性氧(reactive oxygen species，ROS)是正常有氧代谢的产物，在低浓度和中等浓度时，起着重要的生理作用。过多的ROS产生或细胞抗氧化能力降低，都可导致ROS累积，造成氧化应激状态，损害生物分子、细胞、组织、器官等。有研究表明，氧化应激在许多生殖过程中均存在，可导致不孕症的发生。本研究从氧化应激与卵母细胞、胚胎发育、子宫内膜、子宫内膜异位症、多囊卵巢综合征、原因不明性不孕的关系分析氧化应激导致不孕症的机制，并对目前抗氧化应激的中西医治疗研究进行综述。

1 氧化应激与卵母细胞、胚胎发育

氧化应激可能是控制始基卵泡群早期募集、卵泡生长、生理卵泡闭锁、优势卵泡选择确定的重要因素之一。ROS与抗氧化剂之间的平衡对卵母细胞成熟、胚胎发育有着非常重要的作用。卵母细胞、胚胎中ROS的产生主要有2个来源：一是内源性因素，如氧化磷酸化和细胞凋亡等过程；二是外源性因素，如吸烟、饮酒、年龄等[1]。大量研究表明，过量的ROS是造成脱氧核糖核酸(DNA)损伤的主要因素。由于ROS含量增高，使线粒体处于高氧化应激环境，线粒体脱氧核糖核酸(mitochondrial DNA，mt DNA)突变率增加，进而导致卵母细胞结构发生改变[2]。另有研究发现[3]，ROS的增高与卵母细胞减数分裂停滞有关，可以诱发卵母细胞提前调亡，影响后期细胞成熟、胚胎细胞发育。

胚胎的正常发育需要母体提供正常稳定的内环境，任何造成内环境紊乱的因素都可能影响胚胎发育。目前已知氧化应激可以介导热应激，热应激被证实可以通过影响子宫输卵管的环境来影响胚胎的受精及发育。在对比高温下与常温下胚胎发育的观察研究中发现，热应激使胚胎死亡率增加，而服用抗氧化剂可以改善氧化应激介导的热应激，进而改善胚胎的发育情况[4]。Roy等[5]采用不同浓度的过氧化氢处理胚胎，发现随着过氧化氢浓度的升高，胚胎DNA的碎片率也明显增加，且在有DNA碎片的胚胎中观察到染色质固缩，DNA退化，细胞死亡以及凋亡小体。提示经过氧化氢处理后的胚胎，内环境中生成过多的ROS，造成一定的氧化损伤。而胚胎的抗氧化保护机制并没有发育完全，对于氧化损伤十分敏感。氧化损伤最初可能先导致细胞线粒体内膜去极化，使线粒体机制和分布改变。而线粒体的功能成熟影响着胚胎的发育潜能，阻碍胚胎细胞的正常分化，甚至出现凋亡。

2 氧化应激与子宫内膜

众多研究显示，ROS在子宫内膜周期的不同阶段发挥作用。ROS来源于炎性细胞，大量的炎性细胞通过在月经发生前浸润到子宫内膜来影响内膜的崩解、脱落和修复[6]。谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase，GSH-Px)是生物体内重要的抗氧化酶之一，它可以消除机体内的过氧化氢及脂质过氧化物，阻断ROS对机体的进一步损伤，是生物体内重要的氧自由基清除剂。超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)也是生物体内重要的抗氧化酶，能清除氧自由基，防御氧自由基对于机体造成的损害。Horcajadas等[7]对证实有生育能力的女性的同一月经周期中采集的子宫内膜进行比较发现，在分泌晚期谷胱甘肽过氧化物酶3(GPx-3)基因表达上调，这说明GPx-3对黄体晚期发挥着重要的作用。黄体晚期的特点是脂质过氧化水平升高,SOD水平降低。这可能是由于ROS通过激活核转录因子κB(NF-κB)刺激前列腺素F2α(prostaglandin F2α，PGF2α)分泌，雌激素和孕激素下降，SOD表达降低，子宫中发生氧化应激，最终导致子宫内膜脱落和着床失败[8]。

3 氧化应激与子宫内膜异位症

子宫内膜异位症(endometriosis，EMs)是导致女性不孕的常见病、多发病。越来越多的实验研究表明，在EMs的发生发展中，存在氧化应激的参与[9]。何玲等[10]研究显示，EMs患者血清及卵泡液中ROS水平均升高，而SOD和维生素E处于低水平状态，表明氧化应激在EMs患者体内确实存在。对EMs患者进行辅助生殖技术(assisted reproductive technology，ART)助孕，发现其成功率仅为输卵管因素患者的50%。这可能与EMs患者处于的氧化应激状态有关。Ng等[11]体外实验发现，异位内膜间质细胞与异位内膜上皮细胞均由氧离子产生，SOD对氧离子进行分解，维持氧化应激的动态平衡。另外，SOD可以保护卵母细胞免受高水平ROS的损伤。卵泡液中高水平的SOD往往与ART的良好结局有关[12]。

维生素C是一种抗氧化剂，保护机体免于自由基的威胁。Prieto等[13]研究报道发现，EMs患者卵泡液中维生素C的浓度与非EMs患者相比有所降低，这可能是由于过量消耗维生素C，以中和高水平的ROS。

4 氧化应激与多囊卵巢综合征

多囊卵巢综合征(polycystic ovary syndrome，PCOS)是育龄期妇女常见的内分泌代谢紊乱性疾病，目前病因及发病机制并不十分清楚，主要认为与胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)及高雄激素血症有关。

现有研究显示，胰岛素抵抗损伤程度与血浆氧化应激标志物有关[14]。PCOS常伴有糖脂代谢异常，糖脂代谢异常造成的高血糖、血脂异常和脂质过氧化等，均可导致ROS产生过剩或者降低胰岛素的生物学效应[15]。细胞内多种应激敏感性信号通路，如NF-κB、p38丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)等，均以ROS作为功能信号分子。PCOS造成的糖脂代谢异常，造成体内高血糖状态，高血糖引起的氧化应激能够激活MAPK的联级反应，使得信号通路得以激活，而这些信号通路均与IR密切相关[16]。

雄激素分泌过多是PCOS最常见的临床特征之一，而且常是血清游离睾酮和总睾酮均有所增加。研究证实，ROS的产生与睾酮和雄烯二酮直接相关，ROS诱导发生氧化应激，并引发PCOS患者高雄激素血症发生[17]。PCOS患者糖脂代谢的失常激活多囊组织中单核细胞并产生过多的ROS，刺激卵巢产生雄激素，导致高雄激素血症的发生[18]。ROS来源于炎性细胞，如巨噬细胞和中性粒细胞[19],PCOS患者卵巢组织中观察到巨噬细胞的侵犯。Hilali等[20]通过对PCOS患者血清氧化剂与总抗氧化状态比值、基质金属蛋白酶含量的测定发现，相比于正常人，PCOS患者血清氧化剂与总抗氧化状态比值、基质金属蛋白酶含量增加。此外，PCOS不孕患者卵泡液内的氧化应激状态还能影响卵母细胞纺锤体的形成，导致卵母细胞受精率降低，影响胚胎发育潜能[21]。

5 氧化应激与原因不明性不孕症

Wang等[22]研究显示，不明原因不孕症患者腹腔液中ROS呈现出高水平的表达，特别是脂质过氧化标志物丙二醛(malondialdehyde，MDA)含量明显高于抗氧化物含量，且抗氧化酶谷胱甘肽含量下降。提示氧化应激可能破坏了盆腔微环境的动态平衡，进而导致不孕的发生。

GSH-Px可分为含硒GSH-Px与不含硒GSH-Px。前者可通过酶降解内源性和外源性的过氧化氢和脂质过氧化物来保护膜结构的完整性。有研究对进行体外受精—胚胎移植(in vitro fertilization and embryo transfer，IVF)治疗的不孕患者卵泡液中硒含量进行了测定[23]。此研究根据女性不孕的病因分为3组：输卵管因素、原因不明、男性因素，其中原因不明不孕患者硒和GSH-Px水平最低，推测卵泡中抗氧化剂水平降低可能是原因不明性不孕的病因。

6 抗氧化应激在不孕症治疗中的研究

鉴于氧化应激在不孕症中的重要作用，越来越多的研究开始着手寻找可以治疗或者预防氧化应激损伤的药物。

6.1 西医抗氧化应激在不孕症治疗中的研究 西医对抗氧化应激损伤往往采用抗氧化剂降低活性氧水平或者提高机体抗氧化能力。Rahiminejad等[24]前瞻性研究表明，抗氧化剂与IVF的成功结局相关。白藜芦醇是多酚类化合物，具有抗氧化作用。汪峰[25]在白藜芦醇对卵母细胞成熟及胚胎发育的影响研究中发现，白藜芦醇能显著促进卵丘扩展和极体形成，提高卵母细胞体外受精后囊胚率、孵化囊胚率和囊胚细胞数,且白藜芦醇能显著降低卵母细胞ROS水平，提高谷胱甘肽水平。Truong等[26]研究显示，乙酰左旋肉碱、乙酰半胱氨酸、硫辛酸3种抗氧化剂联合应用，对小鼠胚胎更为有利，能有效提高小鼠囊胚形成率。Li等[27]通过环化单磷酸腺苷(cAMP)调控体外培养成熟(IVM)前卵母细胞，提高了GSH-Px含量，降低了过氧化氢含量，从而增加了卵丘细胞与卵母细胞之间的联系，改善了后续胚胎的发育及质量。冼业星等[28]在小鼠的饮用水中加入抗氧化剂硫辛酸和乙酰肉碱，发现抗氧化剂的使用降低了小鼠卵母细胞纺锤体的异常率，可能是由于抗氧化剂中和了细胞内多余的自由基，保持了线粒体功能，从而保护了小鼠卵母细胞纺锤体的正常形态。Liu J等[29]将N-乙酰半胱氨酸(NAC)添加到小鼠饮用水中，结果显示饮用NAC水的小鼠受精卵质量以及早期胚胎发育都得到很大的改善，同时长寿蛋白、端粒酶活性增高，端粒长度增加。

6.2 中医抗氧化应激在不孕症治疗中的研究 在对抗氧化应激损伤中，复方中药、中药单体、针灸等均有较好的疗效。梁莹等[30]对20例行IVF的PCOS患者运用苍附苁仙汤(药物组成：苍术10 g，香附10 g，肉苁蓉10 g，淫羊藿10 g，清半夏10 g，陈皮10 g，茯苓10 g，菟丝子10 g，当归10 g，川芎10 g)进行治疗，显示苍附苁仙汤可通过下调卵巢颗粒细胞中ROS的表达，纠正患者体内氧化应激，从而增加PCOS患者优质胚胎率。杨玲[31]对42例行腹腔镜治疗的轻型EMs患者术后加活血化瘀汤(药物组成：鸡血藤、丹参、益母草各15 g，五灵脂、延胡索、三棱、莪术、蒲黄、柴胡、香附、浙贝母、海藻各10 g)治疗，并与术后常规治疗42例对照观察。结果显示，加用中药组的总有效率高于对照组，且ROS水平下降，SOD、维生素E水平提高，术后6个月受孕率为64.29%，亦高于对照组(42.86%，P<0.05)。提示腹腔镜联合活血化瘀汤治疗轻型EMs，可调节氧化应激状态,改善临床症状,提高疗效及妊娠率。

周艳等[32]运用益肾Ⅰ方(主要由黄芪、丹参、益母草加六味地黄汤组成)对PCOS大鼠进行干预。结果显示，益肾Ⅰ方能改善PCOS大鼠高胰岛素血症、高雄激素血症、胰岛素抵抗(IR)和血糖代谢异常，下调促炎细胞因子和脂肪细胞因子表达，以及对抗氧化应激—自由基损伤，并提高抗氧化能力。Sha Yu等[33]研究槲皮素对过氧化氢诱导的氧化损伤小鼠着床前胚胎发育的影响显示，槲皮素具有抗氧化的能力，能够抑制ROS的产生，保护小鼠着床前胚胎发育对抗过氧化氢诱导的氧化应激损伤。

郑艳华等[34]对PCOS大鼠以电针低频刺激“中脘”“关元”“三阴交”进行干预后，MDA降低，SOD上升，糖耐量指标下降，总体上缓解了氧化应激损伤，并对胰岛素敏感性、胰岛素抵抗的恢复起到了一定作用。陆永康[35]运用针刺肾俞、内关、足三里和三阴交穴(均取双侧)干预胰岛素抵抗大鼠。结果显示，针刺组大鼠血清SOD活性较模型组显著升高,MDA水平明显降低(P<0.05)。提示针刺可以通过改善氧化应激状态来提高胰岛素的敏感性，缓解胰岛素抵抗。

小结与展望 氧化应激与不孕症有着密切的联系。氧化应激造成的ROS生成过多能够阻碍卵母细胞发育，使胚胎发育停滞甚至凋亡；导致子宫内膜脱落，着床失败；改变EMs患者腹腔内微环境，产生大量雄激素，降低胰岛素受体敏感性。从目前关于抗氧化应激在不孕症治疗中的研究来看，一些西药、中药、针刺方法能改善氧化应激所造成的损伤，但是这些方法、用药单一，且主要运用于动物研究中，如何将这些药物及方法运用于临床，具有非常重要的意义，是一项巨大的挑战。今后我们要对氧化应激导致不孕症的机制进行更深入的研究，丰富拮抗氧化应激的药物及治疗方法，为提高治疗氧化应激导致不孕症的安全性提供依据。

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(本文编辑：曹志娟)

10.3969/j.issn.1002-2619.2017.05.037

※ 项目来源：上海市进一步加快中医药事业发展三年行动计划项目(编号：ZY3-CCCX-3-3007)

万怡婷(1987—)，女，硕士，博士研究生在读。研究方向：中医妇科学；中西医结合治疗不孕症。

R711.6

A

1002-2619(2017)05-0788-05

2016-09-29)