雄激素在多囊卵巢综合征合并非酒精性脂肪性肝病中的研究进展

彭洋洋，谢青贞

多囊卵巢综合征（polycystic ovary syndrome，PCOS）是一种育龄期妇女常见的生殖及内分泌紊乱性疾病，其临床表现多样且充满异质性，包括闭经、月经稀发、多囊样卵巢、多毛、痤疮、不孕及内分泌代谢异常，发病率在育龄期女性中约为8%～13%[1]。非酒精性脂肪性肝病（non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD）作为一种非酒精引起的以肝实质细胞脂肪变性和脂肪贮积为特征的获得性代谢应激肝损伤，其疾病谱包括非酒精性单纯性脂肪肝病、非酒精性脂肪性肝炎（non-alcoholic steatohepatitis，NASH）、肝硬化及肝细胞癌等。近年来多项流行病学研究证实PCOS患者NAFLD患病率高于正常人群。且近年来NAFLD在全球范围内的患病率急剧上升，最近一项荟萃分析结果显示NAFLD在我国普通人群中发病率约为29.2%，并成为我国富裕地区一种常见的肝脏疾病，且呈逐年增加的趋势[2]。PCOS伴NAFLD的病理生理学与代谢紊乱有关，如胰岛素抵抗（insulin resistance，IR）、肥胖和血脂异常等，然而目前为止可获得的证据表明，PCOS另一内分泌特征即高雄激素血症 （hyperandrogenemia，HA） 在促进PCOS患者NAFLD发生发展中同样发挥着重要作用[3]。目前，PCOS合并NAFLD的情况逐渐受到重视，为进一步加深对这两种疾病的认识，现对近年来两种疾病的相关性及雄激素在PCOS伴发NAFLD中的相关发病机制进行综述。

1 PCOS合并NAFLD的流行病学特征

Brown等[4]于2005年首次报道了1例经肝脏活检证实罹患NASH的年轻PCOS患者，提示两者间存在相关性。近年来众多临床研究和荟萃分析显示PCOS患者中NAFLD的患病率高于普通人群（34%～70%vs.14%～34%）[5]。并有研究发现在校正年龄、体质量指数（body mass index，BMI）、稳态模型胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）后，PCOS患者中肝脏脂肪含量（liver fat contenet，LFC）增加与游离雄激素指数（free androgen index，FAI）相关，提示两者的联系不仅与BMI相关，HA在促进肝脏脂质沉积中也发挥一定作用[6]。Wu等[7]纳入了17项观察性研究进行荟萃分析发现，伴有HA的PCOS患者比不伴HA的PCOS患者发生NAFLD的风险显著增加，证实血清雄激素水平升高与PCOS伴NAFLD独立相关。由于患有PCOS的瘦女性比肥胖女性表现出IR的情况要少得多，有理由认为HA是导致正常体质量PCOS患者NAFLD风险增加的主要因素。为进一步评估女性血清睾酮与NAFLD间的相关性，Wang等[8]纳入2 117名成年女性进行横断面研究，在调整人口统计学特征、BMI、疾病史和生活方式等相关变量后，总睾酮（TT）、游离睾酮（cFT）和生物可利用睾酮（BioT）仍与肝脂肪变性程度呈正相关，经过受试者工作特征（receiver operating characteristic curve，ROC）曲线分析显示，在预测NAFLD患病率方面，cFT和BioT比TT更准确。

以上流行病学研究提示PCOS患者罹患NAFLD风险增加，且HA可独立于肥胖和IR促进NAFLD发生发展，提示PCOS患者NAFLD发生发展并不仅仅依赖于BMI和IR，还可能由雄激素过多引起。因此在对PCOS患者进行诊治时，应考虑到患者合并NAFLD的可能性。

2 雄激素在PCOS中的相关研究

PCOS病因多而复杂，至今尚未完全阐明，涉及环境、遗传、内分泌等多种因素的共同调节，高雄激素作为PCOS核心病理生理机制之一，主要表现为卵巢局部和循环高雄激素水平状态，阻碍优势卵泡正常发育，促进卵泡停育及闭锁，同时还可引起多毛、痤疮、脱发等临床症状。正常女性体内雄激素种类繁多，包括睾酮、双氢睾酮（DHT）、雄烯二酮（A4）、脱氢表雄酮（DHEA）及硫酸脱氢表雄酮（DHEA-S）等，主要在卵巢卵泡膜细胞及肾上腺网状带细胞中由一系列类固醇生成酶催化合成，其中A4、DHEA及DHEAS都是DHT和T的前体，但只有T和DHT能直接与靶器官上的雄激素受体（androgen receptor，AR）相互作用发挥生物学效应。

睾酮作为女性体内主要的雄激素，循环中多数与性激素结合球蛋白（sex hormone-binding globulin，SHBG）结合，约1%～2%为游离睾酮并发挥生物学活性，且循环SHBG水平是调控血清游离睾酮含量的主要决定因素。近年来研究发现PCOS伴NAFLD患者的血清SHBG水平较正常育龄期妇女降低，SHBG水平下降与肝脏疾病的严重程度有关，提示SHBG可能在预防PCOS伴NAFLD发生发展中发挥重要作用，众多基础和临床研究也支持SHBG可作为预测PCOS及NAFLD进展的潜在生物标志物和防治的新靶点[9-10]。此外，肝功能障碍也可通过调节性类固醇激素（雄激素、雌激素）代谢和SHBG表达及转运加重HA，进一步促进生殖与代谢紊乱，形成恶性循环。

3 雄激素在PCOS伴NAFLD中相关的发病机制

现有的研究表明引起NAFLD的相关危险因素很多，包括年龄、性别、种族、IR、肥胖、血脂异常、氧化应激、表观遗传学、内质网应激和雄激素等，这些因素能够或多或少以直接或间接的方式通过促进肝脏新生脂肪生成、机体游离脂肪酸（free fatty acid，FFA）入肝等方式促进NAFLD发生发展。其中PCOS伴HA在NAFLD中的致病作用越来越被认可，由于NAFLD的病理生理学和机制相当复杂，因此阐明雄激素在PCOS伴发NAFLD具体发病机制中的作用及意义非常重要。

3.1 雄激素对肝脏局部的影响

3.1.1 雄激素对肝脏局部的影响及其机制NAFLD包括广泛的组织病理学特征，并有可能进展到肝纤维化、肝硬化和肝癌等。鉴于过去20年来生活方式的巨大变化，中国已成为亚洲NAFLD相关患病率、发病率和死亡率最高的国家[11]。目前为止，多项研究支持雄激素与肝损伤之间的联系，雄激素诱导的PCOS动物模型出现肝脏脂质蓄积及功能障碍，且妊娠期暴露于高雄激素水平会影响子代肝功能。Risal等[12]发现妊娠晚期注射DHT可诱导具有PCOS样特征的雌性小鼠（F0），且无论F0代小鼠是否伴有肥胖都会产生具有PCOS样生殖和代谢表型的雌性F1～F3后代，同时促进肝脏脂质蓄积和脂质代谢紊乱。Cheng等[13]研究发现肝脏脂肪蓄积进一步增加二酰甘油（DAG）含量，并依赖于蛋白激酶B（AKT）介导AR激活，雄激素通过AR进一步发挥不利作用。

越来越多的研究发现，雄激素可能通过多种不同的信号通路发挥对肝脏脂质代谢、胰岛素敏感性和脂肪组织扩张的不利影响。其中腺苷酸活化蛋白激酶（AMP-activated protein kinase，AMPK）作为糖脂代谢重要的调节分子，通过调节FFAβ氧化和抑制肝脏脂肪从头合成参与脂质代谢，并改善脂代谢紊乱，可能在PCOS伴发NAFLD发生发展中发挥重要作用。Li等[14]给予SD大鼠芳香化酶抑制剂（来曲唑）90 d后增加了内源性睾酮水平及女性肝细胞中促进脂肪合成相关基因和转录因子（Fasn、Srebf1、Srebf2）的表达，通过损害AMPK信号途径导致肝脏脂肪代谢障碍。Abruzzese等[15]首次表明二甲双胍通过激活AMPK途径逆转产前子宫内高雄激素诱导的肝功能障碍和代谢紊乱，提示雄激素通过AMPK途径影响肝脏脂质代谢及功能。

然而在男性中雄激素和NAFLD的关系被证明是相反的，男性血清低睾酮水平与NAFLD独立相关，正常水平的雄激素可预防男性内脏脂肪积累，促进脂质代谢平衡，维持胰岛素敏感性，说明男女之间雄激素在代谢性疾病中的相关作用存在二相性，女性雄激素过多和男性雄激素不足被认为是代谢稳态的不利因素，可能与靶组织中不同的信号通路激活有关。与男性相比，女性NAFLD的发生率随年龄增长而增加，且绝经后妇女NAFLD发生率较绝经前更高，而低剂量激素替代疗法（HRT）显著降低血清中相关肝酶[丙氨酸氨基转移酶（ALT）、天冬氨酸氨基转移酶（AST）]，表明内源性雌激素对女性NAFLD疾病进展起到保护作用[16-17]。Meda等[18]通过建立两性雌激素受体α敲除（ERαKO）小鼠高脂饮食模型，发现肝雌激素受体α（ERα）在雄性小鼠中通过刺激肝脂质摄取和合成促进肝脏脂质积累，在雌性小鼠中发挥相反作用，提示ERα在两性肝脏处理过量脂质能力的差异性中发挥作用。

3.1.2 雄激素促进NAFLD/NASH进展Sarkar等[19]对经活检确诊为NAFLD的102例患者的回顾性研究发现，PCOS患者中NASH的患病率高于非PCOS患者（76%vs.66%），并具有更严重的纤维化风险。Sarkar等[20]进一步开展睾酮水平与组织病理学评估NAFLD严重程度关系的研究，发现NAFLD组织病理学严重程度随睾酮水平增加而增加，在患有NAFLD的年轻女性中，较高的睾酮水平使NASH和NASH纤维化的风险增加了2倍。然而，Park等[21]开展了一项评估睾酮与绝经前及绝经后妇女患NAFLD关系的研究，发现绝经前妇女的血清睾酮水平与NAFLD呈正相关，而绝经后妇女体内睾酮水平与NAFLD无明显关系，提示睾酮在绝经前妇女患NAFLD中发挥重要作用。鉴于年轻女性患NAFLD/NASH的风险日益增加，推测睾酮可能是年轻女性NAFLD/NASH疾病进展的早期关键风险因素。肝细胞凋亡是NASH的主要组织学特征之一，被认为是NAFLD向NASH进展的机制之一，研究发现雄激素可通过触发内质网应激及诱导程序性细胞凋亡因子4（programed cell death factor 4，PDCD4）表达上调及其启动子去甲基化诱导细胞凋亡，PCOS伴NAFLD患者更容易发展为NASH可能依赖于雄激素的促凋亡环境[22-23]。

3.1.3 抗雄激素治疗对PCOS伴NAFLD的影响目前相关研究提出抗雄激素治疗可能成为一种新的治疗PCOS伴NAFLD的方法。氟他胺是一种非甾体类AR拮抗剂，Kupreeva等[24]发现其可改善空腹血浆三酰甘油（TG）、载脂蛋白B（ApoB）水平，降低肝脏参与脂肪合成基因的主要转录调节因子——固醇调节元件结合蛋白1c（SREBP-1c）的表达，并上调肝脏胰岛素信号通路相关分子[胰岛素受体、丝裂原活化蛋白激酶1（MAPK1）、AKT2]表达。此外，螺内酯作为一种利尿剂，除了利尿作用外，还能通过抑制5α还原酶活性、减少T向DHT转化、阻止雄激素与AR结合等途径发挥抗雄激素作用。研究发现在NAFLD小鼠模型中，螺内酯可降低肝脏TG、血脂水平，并改善肝脏组织病理学，此外，在一项随机对照试验中，维生素E与螺内酯联合使用12个月相比单独服用维生素E更能改善肝脏脂肪变性和IR[25-26]。Olaniyi等[27]也发现低剂量螺内酯可降低PCOS大鼠模型循环炎症因子[白细胞介素6（IL-6）、肿瘤坏死因子α（TNF-α）]及血脂（胆固醇、TG）水平，提高脂联素水平，增加胰岛素敏感性。上述研究表明抗雄激素治疗可能有助于改善NAFLD，但相关药物对PCOS伴NAFLD的疗效仍需进一步探索。

3.2 雄激素对IR的影响IR作为PCOS的重要发病机制和特征，在NAFLD的发病机制中同样起核心作用，其中关于NAFLD发病经典的“双重打击学说”中认为IR和肥胖造成肝脏脂毒性物质在肝内蓄积即为“第一次打击”。研究发现脂肪细胞中TG的脂解受胰岛素的调节，IR可通过抑制脂肪组织脂解、增加FFA肝内转运及阻断线粒体脂肪酸β氧化等途径导致肝内脂肪蓄积，促进脂毒性物质（如神经酰胺、DAG和溶血磷脂酰胆碱）产生，并通过激活内质网应激、氧化应激、炎性反应等导致肝脏坏死性炎症，促进NAFLD进展为NASH[28-29]。

HA与IR作为PCOS最主要的两个病理生理特征，相互促进并影响，共同参与并促进PCOS伴NAFLD进展。相关实验研究已证实AR在β细胞中存在表达，且其过度激活可能会促进线粒体功能亢进、氧化损伤和胰岛素高分泌，导致β细胞衰竭。Andrisse等[30]进一步发现低剂量DHT通过肝脏AR影响胰岛素受体后信号，抑制磷脂酰肌醇3激酶（PI3K）活性并降低AKT磷酸化水平，增加糖异生相关分子（Foxo1、Creb）表达，影响肝脏胰岛素敏感性。也有研究发现肝脏及机体IR可协同脂肪组织炎症降低肝细胞核因子4α（hepatocyte nuclear factor-4α，HNF-4α）表达从而降低肝脏SHBG表达水平，提高循环游离雄激素水平，加重PCOS患者的生殖和代谢紊乱[9]。

3.3 雄激素对内脏脂肪及炎性反应的影响PCOS伴NAFLD患者大多肥胖或超重，而肥胖作为一种慢性低度炎症状态，表现为全身多种组织及器官中大量白细胞尤其是巨噬细胞的浸润，并且循环中炎性因子和脂肪因子分泌紊乱。近年来研究发现PCOS及NAFLD体内均存在炎性小体、C反应蛋白（CRP）、IL-6、IL-1、TNF-α、骨桥蛋白（OPN）等炎症因子水平升高及脂联素、抑制素（INH）等脂肪因子分泌异常的情况，并且与增加NASH疾病发生风险相关[28,31]。

3.3.1 雄激素对内脏脂肪的影响内脏脂肪是NAFLD/NASH发生发展的危险因素，通过促进IR、脂肪因子活性异常、系统性炎症及脂肪毒性介导肝脏损伤。脂肪组织作为雄激素的靶器官之一可表达AR，刺激脂肪细胞的生长，抑制脂肪细胞分化和脂解，并可直接调节女性内脏和皮下脂肪细胞内的脂质代谢，且内脏脂肪和高三酰甘油血症可能在雄激素和NAFLD之间发挥一定的联系作用[32]。Cox等[33]发现神经元AR缺失不能完全防止PCOS小鼠模型肝脂肪变性发展，但在DHT诱导的脂肪和脑特异性AR敲除（AdBARKO）的PCOS小鼠模型中未出现肝脏脂肪变性，进一步支持雄激素可能通过内脏脂肪AR作用诱导肝脂肪变性。此外，PCOS患者皮下脂肪组织中局部雄激素产生增加，O′Reilly等[34]发现醛固酮还原酶家族1成员C3（aldo-ketoreductase type 1C3，AKR1C3）在脂肪组织中含量和活性是脂肪细胞特异性雄激素过量的主要驱动因素，局部产生过多的雄激素抑制脂解并增强女性皮下脂肪细胞内脂肪从头生成，使循环中FFA增加，导致全身性脂肪毒性、IR和肝脏脂肪蓄积。

3.3.2 雄激素对炎性反应的影响雄激素能通过与AR相互作用，在调节免疫系统的多种细胞功能中发挥着重要作用，并且调节多种炎性因子的表达和功能，包括TNF-α、IL-6、IL-1β和CRP等[35]。Moulana等[36]首次提出PCOS伴HA大鼠模型中各组织（血液、脾脏和肾脏）中T淋巴细胞亚群（Treg、Th17）和不同白细胞群数量显著改变，提示雄激素可能介导PCOS免疫系统失调，并与慢性低度炎症存在联系。Kakino等[37]构建核固醇调节元件结合蛋白1c（nSREBP-1c）转基因小鼠模拟人类NASH相似的肝脏病变，发现循环中TNF-α增加，而在Tnf（-/-）nSREBP-1c基因敲除小鼠中糖耐量改善，且显著降低肝脏脂肪变性，TNF-α通过上调与肝脏脂质代谢、炎性因子和纤维化有关的关键分子，在NAFLD向NASH进展中发挥作用。

OPN作为一种细胞外基质蛋白及炎症因子，多项研究将OPN描述为组织炎症、IR的关键调控因子。Saklamaz等[38]发现游离睾酮是影响血清OPN水平的独立因素，且非肥胖PCOS妇女的循环OPN水平与FAI相关。Wang等[39]也发现OPN是PCOS患者肝脏脂肪含量的独立预测因子，提示雄激素可能通过调控OPN表达及分泌影响肝脏脂肪蓄积和功能。多项动物及基础研究也支持OPN在NAFLD疾病发生进展中的作用。Tang等[40]发现OPN在NAFLD小鼠模型肝脏中表达上调，并与其受体整合素αVβ3和αVβ5结合，抑制自噬小体溶酶体融合，使自噬受损导致脂质过度堆积。Wu等[41]研究发现肝脏自然杀伤（NK）细胞可以通过产生OPN增强内质网应激并促进JNK过度激活，继而降低胰岛素受体底物1（IRS-1）的酪氨酸磷酸化水平，导致胰岛素信号转导受损，从而影响肝脏IR和脂肪变性。此外，研究发现在肝纤维化期间，OPN可通过诱导高迁移率族蛋白B1（HMGB1）表达促进肝星状细胞Ⅰ型胶原合成，也可通过Notch信号介导的OPN分泌直接激活肝星状细胞并导致胶原过度沉积，抑制OPN表达可抑制NASH小鼠模型中肝脏炎症反应和纤维化过程[42-43]。总结以上研究，雄激素可能通过增加肝脏及循环OPN、TNF-α水平促进NAFLD进展，涉及肝脏脂肪变性、脂质代谢、炎症、胰岛素敏感性及纤维化等。

4 结语和展望

越来越多的流行病学研究证实，PCOS和NAFLD两者经常共存，HA可通过直接及间接作用促进肝脏脂肪生成增加、FFA入肝增加肝脏脂肪蓄积，并增加NASH及肝脏纤维化风险，促进PCOS患者NAFLD发生发展，而女性体内内源性雌激素可能在预防NAFLD中发挥一定保护作用。未来需进一步开展相关研究探索不同年龄阶段及不同表型PCOS发生NAFLD的风险，女性中雄激素通过哪些途径及机制影响NAFLD发生发展，相关抗雄激素药物（氟他胺、螺内酯）对PCOS伴NAFLD的疗效及安全性。另外，TNF-α、OPN作为炎性因子可能在促进PCOS伴NAFLD进展中发挥重要作用。鉴于目前对雄激素在两者间的发病机制认识尚有限，相关机制还有待更深入的研究和探索。