多囊卵巢综合征病因病机及动物模型分析

东玉芳，马留璐，陈静，潘文，袁仁智

(1.甘肃中医药大学，甘肃 兰州 730000；2.甘肃省中医药研究院，甘肃 兰州 730020；3.甘肃省中医院，甘肃 兰州 730050)

多囊卵巢综合征(polycystic ovary syndrome，PCOS)是临床妇科常见的复杂内分泌疾病，在育龄妇女中患病率为4%～12%，在无排卵性不孕症患者中占70%。PCOS特征为雄性激素分泌过多、卵巢多囊样改变、伴排卵功能障碍、胰岛素抵抗[1-3]。PCOS内分泌和代谢异常影响卵巢、子宫内膜正常功能，表现为子宫内膜增生或癌变，直接导致生育功能下降和流产率升高[4-5]，成为妇科内分泌领域关注的热点。而PCOS发病机制复杂，尚未完全阐明，且该病具有高度异质性表现。研究发现，其病因及病理涉及到体内诸多系统和多个因素，如饮食、遗传、情绪、环境、卵巢局部、内分泌、神经系统、代谢系统等[6]。目前中西医针对PCOS的研究重点在于其导致的不孕。PCOS患者主要采取药物治疗，临床获取多囊卵巢标本较为困难，限制了对该疾病发生、发展机制的基础研究，因此建立多囊卵巢动物模型对PCOS发病原因的研究以及指导临床诊治有重要意义。为了探讨该疾病的发生、转归及治疗，已经建立了许多动物模型，但迄今为止尚无一种公认的标准模型来囊括PCOS的所有特征。寻找治疗PCOS经济、有效和副作用小的药物，建立一种与人类PCOS临床病理症状相近的动物模型，是观察药物发挥治疗作用的基础[7-8]。因此，本文分析、归纳、总结已有PCOS动物模型及建立方法，以期找到适合人类PCOS疾病研究的动物模型，为今后PCOS的机制探讨及中西医治疗奠定基础。

1 PCOS的病因病机

1.1 西医病因病机

目前PCOS的西医病因病机还未完全阐明，推测其可能为复杂遗传性疾病，目前国内外主要从遗传学角度来研究PCOS。在其发病过程中，遗传因素无决定性影响，而是多因素作用诱导PCOS发生、发展。对PCOS与单核苷酸多态性(SNP)的遗传关联性进行研究分析，结果表明基因序列中遗传密码子单个基本改变，常染色体显性遗传或X染色体连锁显性遗传为PCOS易感基因[9]。PCOS的致病因素还包括环境，其会影响致病因素的产生及发展，出生前，若婴儿存在的母体子宫雄性激素含量较高，婴儿成年后会出现PCOS症状[10]；外界环境中内分泌干扰物属于激素类代谢物，多种机制都会影响激素分泌，产生雄激素或磁激素，内分泌系统被感染，使体内雄激素增高[11]。现阶段医学模式开始过渡到生理、心理及社会医学模式，社会心理因素是PCOS发生、发展的一个致病因素，负面情绪会导致人体出现高雄激素血症、炎症反应、内分泌紊乱等，从而加剧PCOS症状[12]。炎症因子是最近发现PCOS病变的另一致病因素，并且其致病因素涉及到细胞分子水平，研究表明炎症细胞因子对PCOS症状的产生有促进作用，其能通过信号通路及调控相应蛋白，诱导胰岛素抵抗，进而导致该病的发生[13]。

1.2 中医病因病机

中医提出PCOS人体存在肾虚时，会引发脾虚肝郁，临床出现痰湿瘀血现象，从而产生虚实夹杂的症状[14]。《格致余论·受胎论》中记载，阳精与阴血一施一摄，其中精与血结合为有孕，如果妇女不孕不育，则说明其阴血不足，达不到与阳精结合摄取的需求。肾虚为本，即肾亏虚，肾精不足则会影响肝肾发育，血海达不到充盈状态，则女性月经会延期，严重者出现阴血匮乏，阴阳失调，继而出现闭经、不孕等症状。《景岳全书·夫人规》中记载，脾需要精气不断灌养才能成长发育，这说明脾虚肝郁均会导致人体出现月经延期、不孕等症状。《丹溪心法·子嗣》中记载，如果妇女过于肥胖，且喜好酒食，会出现月经不调、不孕之症。身体肥胖会有过多脂肪，闭塞子宫，需要健脾燥湿、化痰祛瘀。

2 PCOS的诊断标准

2.1 西医诊断标准

PCOS临床症状存在高度异质性、表现多样性的特征，很多症状与正常人表现一致，其诊断标准一直存在争议，目前国际上公认标准有：1990年，美国国立卫生研究院提出NIH标准，该标准纳入了卵巢源性激素过量，卵巢的超声改变未纳入其中。2003年，鹿特丹标准由美国生殖医学会与欧洲生殖和胚胎医学会共同提出，该标准强调PCOS为卵巢功能异常性疾病，其核心特点为高雄激素和卵巢多囊样改变——多囊卵巢[15-16]。2006年，美国雄激素学会提出AES标准，该标准提出PCOS为雄激素过多症或雄激素过量性疾病。在未治疗前，如女性未出现临床生化或雄激素过多症，则无论是月经失调、排卵功能障碍，都不能将其诊断为PCOS。PCOS诊断的基础条件为高雄激素，排除其他因素引起的高雄激素和满足其中一条及月经失调即可诊断为PCOS。2011年，中国卫生部提出疑似PCOS概念，发布中国PCOS诊断标准。该标准强调，诊断PCOS的必要条件为闭经、月经稀发或不规则子宫出血[17-18]。各标准详见表1。

表1 PCOS诊断标准

2.2 中医诊断标准

中医学根据临床症状将其例入“月经后期”“闭经”“癥瘕”“不孕症”等范围，并没有多囊卵巢综合征的相关记录。根据《中药新药临床研究指导原则》《中医药妇科病常见病诊疗指南》和临床拟定辨证标准，将PCOS分为肾阴虚型、肾阳虚型、脾虚痰湿型、气滞血瘀型、肝郁型和肾虚血瘀型6种证型[19]。具体辨证分型见表2，结合证候临床表现，PCOS诊断标准详见表3。

表2 PCOS分型证候

表3 PCOS中医诊断标准

3 PCOS动物模型分析

3.1 模型动物选择

常用于PCOS模型的动物应与人体生理结构、功能、代谢和疾病特征相似的动物，有大鼠、小鼠、猴和家兔等。首选小鼠和大鼠，一般选择雌性动物，由于小鼠、大鼠遗传上与人类相似，有固定动情周期，并且周期较短，对性激素敏感，方便在动物造模时观察，大鼠和小鼠可以满足临床试验的经济性和便捷性，多用于临床实验研究中。猴与人类的生殖、生理、代谢有很大的共通点，猴的周期长，并且价格昂贵。家兔对性激素不敏感，不便于造模。常用鼠的品系有9日龄SD雌性大鼠，23日龄雌性ICR小鼠，小鼠和大鼠可以用来模拟各种证型PCOS动物模型[20-21]。

3.2 造模方法及临床吻合度

现阶段PCOS动物模型造模方法主要有雄激素联合胰岛素造模法、胰岛素联合HCG造模法、芳香花酶抑制剂造模法、雄激素造模法、胰岛素类造模法、孕激素联合HCG造模法、雄激素联合HCG造模法，已有PCOS动物模型详见表4。

表4 PCOS动物模型分析

注：吻合度高、中、低表示动物模型与临床症状关系密切程度，高：符合西医诊断NIH标准、鹿特丹标准、AES标准及中国诊断标准，并且符合中医诊断主标准；中：满足上述诊断标准中两条即可；低：不符合上述诊断标准。

4 讨论

以上动物所发生的变化是在卵巢病理生理形态以及激素方面，同PCOS中西医诊断指标相比较存在一定差距，首选模型动物的选择，对动物进行实验，研究的最终目的在于能够使人类所患疾病能够得到治疗，即模型动物在生理、结构和功能一定要与人类相近[22]。目前国内外建立PCOS动物模型的研究对象是Wistar雌性大鼠、SD雌性大鼠、ICR雌性小鼠和BDF-1雌性杂交鼠和KM雌性小鼠等，这些模型动物在结构、技能和代谢方面都没有人类复杂，而PCOS Rhesus猴的生殖、生理与人类非常相近，所以原则上在选择PCOS模型时可以将其作为首选目标。

目前很多模型只能反映PCOS某一个类型的临床病症，但很多典型症状没有体现出来，即现有的动物模型无法准确解释PCOS的病因病机[21-22]。引发多囊卵巢的主要原因是卵巢局部的雄性激素偏高，因此对此病症建模通常应用体内注射雄性激素造模，雄激素联合胰岛素造模法、雄激素联合HCG造模法和雄激素造模法，以PCOS中西医临床诊断标准为依据，符合该模型最重要的指标[20，23]。该方法缺点是由于模型动物可能处于内分泌旺盛期，这种情况下会导致模型动物卵巢局部的雄性激素偏高，不易区分模型动物雄激素升高是内源性或者外源性雄激素所致[24]。目前雄激素造模法是使用最多的造模方法，其中脱氢表雄酮(DHEA)动物模型，下丘脑-垂体-卵巢轴保持完整，卵巢病理改变和血内分泌改变与PCOS相似，并存在明显的高胰岛素血症，更接近PCOS的发病机制。但脱氢表雄酮导致体内DHEA和雄烯酮升高，从而难以区分内源性和外源性雄激素，会干扰研究内源性性激素变化的实验[25]。睾酮动物模型能使雄激素明显升高，但卵巢重量减轻，无白膜增厚，不适合卵巢形态学的研究。双氢睾酮模型使卵巢体积和质量增加，体内脂肪增多，瘦素水升高及胰岛素抵抗，用于研究PCOS卵巢形态学和代谢改变比较合适的动物模型。但该模型动物中血LH不增加反而减少，不符合PCOS内分泌变化。雄激素联合胰岛素造模法，该方法由于缺乏重复性，所以对检验PCOS药效的长期性并不合适，但是雄激素联合HCG能够使模型动物处于PCOS病理状态的时间较长，因此，综合这2种造模方法优点，将符合人类的PCOS动物模型建立起来，这对于检验临床药物实验的长期有效性有很好的优势，有利于寻找到治疗PCOS的药物。雌激素造模法对下丘脑-垂体轴有损害，不适合PCOS治疗反应性方面的研究，该模型形成的囊性卵巢体积减少，不适合形态学研究。而此模型激素与人类PCOS接近，可作为内分泌失调为主的PCOS动物造模。由于下丘脑和垂体是激素内分泌中心，雌激素造模法和雄激素联合HCG造模法负反馈作用下丘脑和垂体，刺激雄激素增加，这两种方法都是间接使模型动物体内雄激素增高，对研究PCOS的病因与体内各种激素改变之间的联系具有重大意义，这种PCOS动物模型可以应用在生殖内分泌失调的研究上。创建动物模型，应该找到模型成功机制，特别利用分子生物学技术找到PCOS致病的信号途径，芳香花酶抑制剂造模法利用来曲唑干预雄激素向雌激素转化酶活性，导致卵巢多囊样改变，体内雄激素增高，尤其T和LH水平明显上升，与人类PCOS极为相似，但该模型FSH也升高，这可能与卵泡颗粒细胞退化有关，雌激素水平下降，不适合研究雌激素水平较高的PCOS[26]。其相关信号通路尚没有文献报道；胰岛素造模法从分子生物学反应了PCOS病因病机，胰岛素抵抗以及高胰岛素血症体现在PCOS患者身上，胰岛素产生生理作用的重要信号通道是P13/AKt，GSK-3作为Akt的下游底物因子，其主要的作用是调控糖原的合成，P13K/AKt在胰岛素致PCOS的过程中发挥了一定的作用，以上各种动物模型有一定优势和一定局限性[27-29]。

不同造模方法，模型成功指标结果相差甚远。今后动物造模，应该总结归纳已有研究成果，选择比较符合临床病症的模型，寻找PCOS模型成功关键靶点网络指标，建立有效指标评价网络系统。理想的PCOS模型具备卵巢多囊样改变、卵巢功能异常、高雄激素特点，并且应该简便、可靠和易观察。PCOS动物模型多采用单一处理因素，而人类疾病是遗传环境、生存环境、饮食和情绪多因素作用的结果，PCOS模型指标应注意将宏观病理指标和分子生物指标结合，根据临床生理改变特点，建立与人类临床诊断指标相近的复合型动物模型。