多囊卵巢综合征的候选基因研究进展

马丽娜，马红丽，高敬书，吴效科

多囊卵巢综合征（polycystic ovary syndrome，PCOS）是女性较常见的生殖内分泌异常疾病，影响人体多个系统和组织，育龄女性发病率为6%～10%[1]。除高雄激素血症、稀发/无排卵、多囊样卵巢和生育能力下降等生殖特征外，PCOS还与胰岛素抵抗（insulin resistance，IR）、2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM）、肥胖等内分泌紊乱有关[2]。此外，抑郁、焦虑等精神疾病风险增加[3]。因此，PCOS对女性健康的影响不仅限于生育年龄，而且贯穿其一生。PCOS的确切病因及发病机制仍不完全清楚。因其发病呈现家族聚集性被认为具有一定的遗传学基础。最近研究表明PCOS可能是一种多基因遗传疾病，其发病可能是某些遗传因素（基因变异、表观遗传学改变等）和环境因素（社会经济、饮食、生活方式等）交互作用的结果[4]。因此，明确PCOS罹患的易感基因有助于探索PCOS的病理机制。迄今，海内外研究者已对200余个PCOS的候选基因进行了关联研究[4]。本文系统综述近年来PCOS候选基因研究进展，主要从与雄激素生物合成、储备及作用、性腺功能失调、IR、肥胖和慢性炎症等相关的易感基因进行阐述，以期为PCOS的病因、病理机制研究与靶向治疗提供新思路。PCOS的相关候选基因图，见图1。

图1 PCOS的相关候选基因

1 雄激素生物合成、储备和作用相关基因

1.1 与雄激素生物合成相关的CYP17A1基因CYP17主要在肾上腺、睾丸间质细胞和卵巢卵泡膜细胞内表达，其活性增加会促进雄激素合成和分泌。CYP17A1基因位于10q24-q25染色体上，是编码女性体内孕激素向睾酮转化的限速酶。CYP17A1基因启动子区翻译起始点第34个碱基对上的一个多态性C＞T，可通过增多Sp-1转录因子的转录位点上调CYP17A1基因表达，进而使雄激素合成、分泌增加。一项对500例印度北部女性调查报道指出CYP17A1基因-34C＞T（rs743572）多态性与PCOS易感性增加有关[5]。Rahimi等[6]对伊朗西部库尔德族人群研究也发现CYP17A1基因的TC基因型可能与PCOS发病风险增加相关。然而，另一项对700例克什米尔地区PCOS 妇女的研究发现，病例组和健康对照组CYP17A1基因型（TT、TC和CC）和等位基因（T、C）的分布差异均无统计学意义（P＞0.05），但突变基因型的PCOS患者与野生型和杂合型基因型患者相比，总睾酮（testosterone，T）水平和多毛评分、脱发等临床特征显著增高，推测CYP17A1基因-34T/C多态性可能不直接与PCOS发病相关联，而是通过与睾酮某种关系间接影响PCOS的发生发展[7]。所以，今后的相关研究尚需进一步校正多因素影响，以更深入准确地评价CYP17A1基因多态性与PCOS罹患风险增加的关联。

1.2 与雄激素作用相关的AR基因AR基因位于Xq11-12染色体的基因编码，活性由其第1外显子内的胞嘧啶、腺嘌呤、鸟嘌呤三核苷酸CAG的重复序列（CAG）n多态性进行调控。AR基因编码的蛋白具有转录因子活性，其结合激素配体可刺激雄激素应答基因进行转录。有研究报道短（CAG）n多态性可引起高雄激素血症（hyperandrogenemia，HA），增加女性对PCOS的易感性风险[8]。然而，一项荟萃分析并未发现AR基因（CAG）n多态性与PCOS及其HA的形成有显著关联。另外，最近的一项研究还指出AR基因的选择性剪接变体与PCOS女性卵泡发育异常、HA相关[9]。所以，AR基因（CAG）n多态性是导致PCOS发病的独立易感因子还是协同AR基因其他位点的突变作为PCOS的患病因素，还有待于更深入地研究阐明。

1.3 与雄激素储备相关的SHBG基因SHBG基因由7个内含子与8个外显子构成，位于17p12-p13染色体上。SHBG特异性转运睾酮（T）、二氢睾酮（dihydrotestosterone，DHT） 和雌二醇（estradiol，E2），为运输性激素的载体。其在PCOS女性体内水平较健康妇女低，是HA型PCOS患者的血清学标志性特征。Liu等[10]探讨PCOS患者SHBG基因多态性与体外受精-胚胎移植（in vitro fertilization-embryo transfer，IVF-ET）结局的关系时发现，与SHBG基因rs6259-GG携带者相比，SHBG基因rs6259-GA+AA携带者PCOS的患病率更高，提示A等位基因是PCOS的危险因素；与 SHBG 基 因 rs6259 TT 携 带 者 相 比 ，SHBG 基 因rs6259 GA+AA携带者获得的卵母细胞数和胚胎数以及生育率均下降，认为SHBG基因rs6259多态性可能与PCOS的患病风险和IVF-ET治疗的结局相关。对于SHBG等位基因多态性与PCOS发病相关也有学者持异议。Liao等[11]关于SHBG基因多态性与PCOS发病关系的研究得出了相反结果，其通过荟萃分析发现SHBG基因rs6259和rs727428多态性与PCOS的易感性均不相关。因此SHBG基因与PCOS间确切关系和生物机制有待进一步深入研究。

2 性腺功能失调相关基因

性腺功能紊乱是PCOS女性的一个重要生殖特征，主要表现为黄体生成激素（luteinizing hormone，LH） 分泌增加，卵泡刺激素（follicle stimulating hormone，FSH）相对减少，LH/FSH比值大于2～3。腺垂体分泌的FSH与卵巢表面颗粒细胞的G蛋白耦联受体，即FSH受体（follicle stimulating hormone receptor，FSHR）和LH/人绒毛膜促性腺激素受体（luteinizing hormone/choriogon adotropin receptor，LHCGR）促进颗粒细胞增殖分化、卵泡发育、成熟、排卵以及黄体形成。据此推测FSHR、LHCGR基因可能是PCOS重要候选基因之一。Zou等[12]使用STATA软件进行系统的文献检索和荟萃分析，得出LHCGR基因变异与PCOS有明显的群体特异性，提示LHCGR基因单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）rs13405728、rs4539842和rs2293275可能参与PCOS的发病机制，认为其可作为预测PCOS风险的潜在生物标志物。Laven[13]通过文献系统评价，以确定FSHR多态性是否能够改变PCOS的表型，以及FSHR多态性是否构成PCOS的危险因素时发现，虽然结论存在矛盾，但大多数研究证实FSHR多态性可能通过改变PCOS患者对外源性FSH的反应，或者通过增加了PCOS女性患病风险的途径，继而改变了PCOS的表型。但是关于FSHR、LHCGR基因如何在PCOS发生发展中发挥作用还需要进一步功能研究阐明其潜在的生物学机制。

3 胰岛素抵抗相关基因

3.1 INS基因INS基因位于11p5.5染色体上，其5′端可变数串联重复序列（variable number of tandem repeat，VNTR）突变，可通过调控INS基因转录而调节INS分泌。有研究表明VNTR的等位基因与PCOS发病相关，尤其VNTRⅢ型的等位基因与无排卵型PCOS关系密切，认为INS-VNTR多态性是PCOS重要遗传因素。Yan等[14]通过纳入9项研究（包含1 075例PCOS女性和2 878例健康者）进行荟萃分析，发现在其所研究的整个人群中，INS-VNTRⅢ型的等位基因携带者PCOS发病率增加25%，认为INS-VNTR多态性与PCOS发病密切相关。

3.2 INSR基因INSR基因位于19p13.3染色体区域内，其等位基因的改变可导致INSR数量减少或功能缺陷，直接影响蛋白质生物合成继而导致高胰岛素血症（hyperinsulinemia，HINS）和IR发生。INSR基因外显子多态性与无排卵、代谢综合征、T2DM相关。薛晴等[15]研究表明INSR基因第17外显子1058T位点多态性与PCOS易感性相关，特别是与肥胖型PCOS关系密切。然而，Branavan等[16]研究得出相反结论，指出INSR基因可能并非斯里兰卡女性PCOS发病的易感基因。另一项研究可能解释了上述研究结论不一致的原因所在。Shi等[17]开展的荟萃分析显示INSR基因与PCOS罹患有关，但关联性具有种族差异。

3.3 IRS基因IRS基因编码的蛋白作为参与胰岛素多种生物调节的中间媒介在IR中具有重要意义，其有两种主要类型IRS-1和IRS-2。编码IRS蛋白的基因多态性与PCOS 患者IR和糖代谢紊乱关联密切。有研究表明IRS-1 Gly972Arg多态性与高加索人PCOS发病相关，IRS-2 Gly1057Asp多态性与亚洲人PCOS发病相关；但INSR His 1058 C/T多态性可能与PCOS发生发展无关[17]。同样，在地中海南部PCOS人群中研究也发现了IRS-1蛋白基因的G972A多态性与PCOS代谢特征显著相关[18]。

4 肥胖相关基因

肥胖在PCOS女性中普遍存在，发生率约50%[19-20]。FTO基因与超重或肥胖症密切相关[21]，基于这个结论，FTO基因被推测是PCOS的候选基因。Liu等[22]研究FTO基因中rs9926289A/G、rs79206939A/G、rs9930506 A/G、rs8050136 A/C 和 rs1588413 C/T 多 态 位 点 对PCOS的影响，该研究包括147例PCOS女性和120例健康女性，结果表明FTO基因SNP rs8050136 A/C（P=0.025）和rs1588413 C/T（P=0.042）与PCOS易感性密切相关。刘爱玲[23]对333例PCOS患者和183例健康对照组用突变敏感性“分子开关（on-off switch）”和限制性片段长度多态性（restriction fragment length polymorphism，RFLP）方法进行基因分型并统计不同基因型频率，结果显示无论是在加性模型（P=0.009）还是隐性模型（P=0.007），FTO基因rs8050136都与PCOS存在相关性，且A基因可能是PCOS发病的致病基因。然而，Ramos等[24]未在巴西南部人群发现FTO基因rs8050136多态与PCOS发病风险增加有相关性。上述研究提示不同地域、不同种族FTO基因与PCOS的关联呈现出一定程度上的差异。因此，未来的相关研究，关于不同种族及地域的人种都应该纳入评价相关性的考虑范围。

5 慢性炎症相关基因

PCOS女性多处于一种低度慢性炎症状态，且炎症状态与IR关系密切[25]。TNF-α与IL-6是作用广泛的促炎症细胞因子。研究表明TNF-α与IR、肥胖、卵巢功能和排卵相关，血清TNF-α、IL-6水平在PCOS患者中呈不同程度升高[26-27]。TNF-α基因308G/A多态性与PCOS患者糖耐量和胰岛素敏感性关系密切。Zhang等[28]指出TNF-α-308 G/A和IL-1B-51 C/T多态性可能影响亚洲人PCOS的易感性，而IL-6-174 G/C和IL-1A-889 C/T多态性可能影响高加索人群PCOS的易感性。此外，一项基于汉族人群家系研究的结果表明，TNF-α基因SNP rs1799964可能参与了PCOS发生机制[29]。然而，Chen等[30]通过荟萃分析发现IL-6rs1800795多态性可降低PCOS发病风险，因此指出IL-6 rs1800795多态性是PCOS易感性的保护性因素。鉴于有限的种族数和样本量，还需要进一步的研究验证这种关联。

6 结语

至今，针对PCOS的遗传学研究大多数基于候选基因关联研究。这些研究的优势在于能够识别效应相对较小的变异，不需要进行成本较高的广泛基因分型且减少了多次检测；但是，它也需要研究者对疾病分子生物学和基因功能有较好的掌握。除此之外，由于候选基因关联性结果缺乏一致的复制，致使其与PCOS的相关性仍存在争议[27]。这主要归因于以下几个方面：①PCOS病因病理机制尚不完全清楚以及诊断标准的不同，导致受试者间存在着很大的表型异质性。②各研究样本量偏小（＜300例），削弱了检验效能，这可能致使假阳性或假阴性结果出现。③许多候选基因研究只评估了基因中个别变异的影响，并非调查整个基因的变异，导致结果出现偏倚。所以，随着对PCOS认识的深入，对其致病基因的探索不能再仅局限于单基因的筛查研究模式，更全面高效、客观性强的研究方法亟待应用。