脑源性神经营养因子与不孕症及IVF-ET妊娠结局的相关性研究进展

龚超超 赵军招

随着近年来女性生育年龄的推迟，环境、压力等因素的影响，不孕症的发病率呈现上升趋势。体外受精-胚胎移植（in vitro fertilization and embryo transfer,IVFET）现已成为治疗不孕症的重要手段之一。对不孕症相关因素及影响IVF-ET妊娠结局的研究已成为现代生殖医学研究的热点。研究报道卵母细胞的质量是IVFET成功的重要前提之一[1-2]。卵母细胞从发育、成熟到排卵除受到下丘脑-垂体-性腺轴调节外，卵泡液中的细胞因子也发挥着重要作用。卵泡液是由血浆渗出物和卵巢分泌物组成，构成了卵母细胞赖以生存的微环境。因此卵泡液中细胞因子的改变势必会对微环境产生一定影响，进而影响卵母细胞后续发育成熟、排卵、受精及形成胚胎的能力[3]。已有众多研究表明，脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor,BDNF）在生殖系统中亦有广泛表达，且存在于正常周期的卵泡液中[4]。本文就BDNF与不孕症及IVF-ET妊娠结局的相关性研究进展作一综述。

1 BDNF概述

1.1 BDNF分布 神经营养因子（neurotrophin,NTs）是由神经所支配的组织和星形胶质细胞产生的一类小分子多肽物质，在中枢神经系统发育及分化中起着重要作用。NTs包括神经生长因子（nerve growth factor,NGF）、BDNF、神经营养因子-3（NT-3）、NT-4/5 及 NT-6等。1982年Brade等[5]首次从猪脑中分离纯化得到BDNF。BDNF作为一种碱性蛋白质，其主要由脑组织合成，广泛分布于中枢和周围神经系统，尤其是大脑海马区[6]。近年来多项研究报道，BDNF在生殖系统中也有表达，包括卵巢、子宫[7]，且与生殖系统有着密切联系。

1.2 BDNF受体 根据NTs受体与NTs亲和力的大小，分为高亲和力和低亲和力受体。高亲和力受体是酪氨酸激酶原癌基因编码的一类酪氨酸蛋白激酶（tyrosine protein kinase,Trk）受体，是分子量为 120～160 kD的单跨膜糖蛋白，包括TrkA、TrkB、TrkC受体。其中TrkB受体对BDNF和NT-4/5的亲和力较高。且有研究进一步表明，TrkB受体是BDNF的功能型受体，必须借此才能发挥信号转导作用。低亲和力受体是一种分子量为75 kD的膜蛋白，称为p75NTR，属于TNF家族成员之一。p75NTR广泛存在，与所有NTs以相似的亲和力相结合。

1.3 BDNF对卵泡发育、成熟及早期胚胎发育的作用 从卵泡发育到早期胚胎的形成是一个复杂而又连续的过程，受到精细的调控。其过程除受到下丘脑-垂体-性腺轴调控外，卵巢内部微环境中各种细胞因子的自分泌或旁分泌的调节也发挥着重要作用。

最初研究认为BDNF仅由卵丘颗粒细胞产生。之后Harel等[8]将因病手术切除的卵巢标本作为研究对象，研究发现BDNF主要表达于卵母细胞，而TrkB受体在卵母细胞和颗粒细胞表达。Anderson等[9]提取不同阶段颗粒细胞及卵母细胞的RNA后进行RT-PCR，发现BDNF及TrkB受体能在各种类型的颗粒细胞和卵母细胞中表达。随着研究进展，对BDNF及其TrkB受体的分布也产生了新的认识。

有研究表明BDNF及其TrkB受体对卵泡发育、成熟及早期囊胚的形成起重要作用。Ojede等[10]利用基因敲除方法研究发现，敲除了NT4基因的大鼠，其卵泡生成和发育无缺陷；同时敲除NT4和BDNF基因的大鼠卵泡发育明显迟缓；敲除NT4和BDNF的TrkB受体基因的大鼠在卵泡的生成和发育方面均存在缺陷，从中推测BDNF、TrkB受体对卵泡生成及发育会产生一定影响。Kawamura等[11]研究发现卵巢内部BDNF作用于卵母细胞中特异表达的高亲和力TrkB受体，能够促进第一极体的排出，促进移植前胚胎的形成，并且认为BDNF对卵母细胞核和细胞质的成熟发挥重要作用。Zhao等[12]也研究表明，BDNF作为卵泡内自分泌和旁分泌因子可以促进卵母细胞核和细胞质的成熟。并有文献报道，在动物实验中BDNF可以促进早期胚胎的发育[13]。有学者在以人为研究对象的研究中证实，BDNF可提高体外卵母细胞成熟及其质量，并且促进早期胚胎的发育和囊胚的形成[14]。目前关于BDNF对卵泡发育、成熟及早期胚胎发育的确切作用机制尚未明了，具体有待进一步研究证实。

2 BDNF与不孕症相关因素的相关性

不孕症是一种由多种病因导致的生育障碍状态。根据病因分类，将女性不孕症分为盆腔因素和排卵障碍两大类。其中子宫内膜异位症（endometriosis,EMT）、多囊卵巢综合征（polycystic ovary syndrome,PCOS）、卵巢储备功能下降（diminished ovarian reserve,DOR）所引起的不孕较为常见。近年来BDNF在生殖领域逐渐受到学者们的关注，通过了解助孕妇女卵泡液微环境中BDNF的水平，进而探究BDNF水平与不孕症相关因素的关系。

2.1 BDNF与EMT性不孕的相关性 EMT是指由子宫内膜组织（腺体和间质）出现在子宫体以外的部位，是育龄期女性常见病，且作为一种慢性疾病，具有迁延难愈的特点，常与不孕症密切相关[15]。其病因至今尚未明确。

研究表明，人类BDNF基因存在Val66Met多态性。近年来发现BDNF基因的Val66Met多态性与EMT性不孕密切相关。Zhang等[16]研究发现，EMT患者中BDNF Met/Met者卵泡液中BDNF水平低于BDNF Val/Val者。且与输卵管因素不孕患者比较，EMT性不孕患者的BDNF Met/Met基因型频率和Met等位基因频率更高，从中推测BDNF基因的Val66Met多态性与EMT性不孕有关。这与王芸等[17]研究结果相一致，并发现BDNF Met/Met基因型患者对促性腺激素（gonadotropins,Gn）反应不敏感，使用更多剂量的Gn而获得的成熟卵和优质胚胎数却下降，且受精率更低。由此推测BDNF Met/Met基因型患者妊娠率较差可能与卵泡液中BDNF水平降低有关。且有研究报道，卵泡液中BDNF水平的降低参与了EMT性不孕的发生，可能涉及PI3K/AKT/mTOR信号通路的抑制导致颗粒细胞的凋亡[18]。随着研究进展，有学者提出BDNF可能还与EMT性疼痛的发生、发展相关，期待未来更多大样本研究来证实BDNF与EMT之间的相关性。

2.2 BDNF与PCOS性不孕的相关性 PCOS是一种常见的妇科内分泌疾病，其病因至今尚未阐明。目前研究认为，可能是由于某些遗传基因与环境因素相互作用所致。Buyuk等[19]在探究卵泡液中NTs与不孕症病因关系中发现，PCOS患者取卵日卵泡液中BDNF水平高于对照组。Russo等[20]在探究PCOS患者血浆和卵泡液中BDNF水平时，也发现PCOS患者血浆及卵泡液中BDNF水平高于健康对照组，并提出假设，PCOS患者体内高水平的黄体生成素（luteinizing hormone,LH）可提高血浆和卵泡液中BDNF的表达。但BDNF与LH的具体相关性有待进一步研究证实。蒋立艳等[21]构建PCOS大鼠模型，实验结果也显示PCOS模型组BDNF的表达较对照组明显升高；进一步的免疫组化实验发现BDNF高亲和力TrkB受体在不同发育阶段的卵泡颗粒细胞上表达较为恒定，而在卵母细胞上的表达随着卵泡发育逐渐减弱，且在PCOS组卵母细胞上的表达也低于对照组，从而推测PCOS大鼠卵母细胞上TrkB受体表达不足，导致卵巢内卵泡发育障碍或闭锁，颗粒细胞及卵母细胞凋亡增多。同时，可能导致BDNF抵抗现象促使BDNF表达众多。但也存在不同观点，Sadeu等[22]研究认为不同不孕因素中卵泡液BDNF水平并无统计学差异。

目前已明确BDNF及其受体在卵泡发育中发挥着重要作用。因此探究BDNF及其受体的表达异常在PCOS患者卵泡发育障碍中的作用，能为进一步研究PCOS相关因素提供新的依据。但具体相关性有待更多大样本、严格实验进一步研究。

2.3 BDNF与DOR的相关性 DOR是指卵巢产生卵子的能力减弱，卵泡质量下降，导致女性生育能力下降以及生殖内分泌功能紊乱的一种疾病，可进一步发展为卵巢早衰（premature ovarian failure,POF），进而导致女性丧失生育能力。其发病机制目前尚不明确，但与年龄、环境、精神、遗传、激素水平、盆腔疾病、妇科手术等多种因素相关。且在辅助生殖技术中DOR通常与卵巢低反应、高移植取消率和低妊娠率密切相关[23]。

研究指出，循环中BDNF水平会随月经周期发生改变，在围绝经期减少，绝经后稳定下降[24]。Buyuk等[19]发现，DOR患者卵泡液中BDNF水平低于对照组，但差异不显著。可能由于卵泡液是促排卵后收集的，且有文献报道卵泡液中BDNF水平会随着Gn的刺激上调[12]，从而推测Gn刺激可能掩盖了DOR患者卵泡液中BDNF水平。但有学者研究发现，IVF-ET周期获卵日卵泡液中DOR患者BDNF水平高于对照组[25]。目前针对BDNF与DOR两者相关性的研究文献报道较少，且现有结论存在争议，尚需更多实验研究证明。

3 BDNF与IVF-ET妊娠结局的相关性研究

自世界第一例试管婴儿在英国诞生以来，IVF-ET已成为全世界治疗不孕症的重要手段。随着辅助生殖技术的不断发展，目前已取得一定成效，但仍存在较高的生化妊娠率、自然流产率等妊娠失败结局。鉴于BDNF参与生殖功能，探究其与IVF-ET妊娠结局的相关性可进一步指导临床工作。

Ramer等[26]回顾性研究分析了行IVF-ET助孕的226例妇女，研究发现在IVF-ET周期开始之前循环中BDNF水平在异位妊娠患者中最高，而活产、自然流产及生化妊娠患者其循环中BDNF水平低于未妊娠患者。从中推测IVF-ET周期开始前，循环中BDNF水平升高可能预示异位妊娠的发生。研究进一步推测其可能是由于升高的BDNF会增加子宫或输卵管收缩的可能性，导致增加了其宫外植入的发生。但此研究样本数量较少，无法准确评估其对妊娠结局的影响。Bódis等[27]在研究中发现，行IVF-ET助孕妇女中妊娠妇女卵泡液中BDNF水平低于未妊娠妇女，两者呈负相关。而Ramer等[28]在另一项研究得出不同结论，研究发现活产妇女循环BDNF水平高于异位妊娠、自然流产及生化妊娠妇女，进而推测IVF-ET周期循环中BDNF减少与妊娠失败有关。上述实验结果不同可能与以下因素有关：（1）由于实验过程中采血时间不同，不能排除在IVF-ET周期中使用Gn促排卵对循环BDNF水平的影响；（2）循环血液及卵泡液中虽均能检测到BDNF水平，但目前缺少对两者相关性的研究报道，因此不能将循环血液中BDNF水平与卵泡液中BDNF水平直接进行比较；（3）有研究报道，不同促排卵方案对BDNF的分泌也会产生不同影响[22]；（4）样本间存在个体差异。因此基于现阶段的研究难以直接说明BDNF水平与IVFET助孕不同结局的相关性，还需要更多大样本实验深入研究说明。

4 小结

近年来研究发现BDNF作为NTs家族的一员在生殖系统中也有表达。关于BDNF在生殖系统中的表达、对生殖功能的影响、与不孕症相关因素的关系及与IVF-ET妊娠结局的相关性研究无论从基础还是临床研究角度均具有重大意义。但目前针对BDNF的研究仍处于探索阶段，有些结论仍存在争议，其对上述的影响机制及其相关性有待进一步研究证实。期待未来对BDNF在生殖系统中功能和作用机制能得到充分认识，为辅助生殖技术的发展提供更多有用的指导。