LHCGR基因多态性与多囊卵巢综合征关联性的研究进展

多囊卵巢综合征（polycystic ovarian syndrome，PCOS）是育龄期女性最常见的生殖内分泌疾病，其发病率达6%～10%，约70%的无排卵不孕患者因 患PCOS所 致［1］。PCOS是 一 种 高 度 异 质 性 疾病，生殖方面临床表现为月经稀发或闭经、稀发排卵甚至无排卵及不孕；内分泌方面临床表现为高雄激素血症、胰岛素抵抗（insulin resistance，IR）和促性腺激素比值异常［2］。此外，PCOS患者还伴有严重的远期并发症，如肥胖、高胰岛素血症、Ⅱ型糖尿病和心血管疾病。尽管PCOS相关研究较多，但其发病机制尚未完全阐明。有研究［3］显示：遗传因素在PCOS发病过程中扮演着重要的角色，PCOS可能是一种多基因遗传性疾病。

黄体生成素/绒毛膜促性腺激素受体（luteinzing hormone and chorionic gonadotropin receptor，LHCGR）是 黄 体 生 成 素（luteinzing hormone，LH）的G蛋白偶联受体，属于糖蛋白激素家族。卵巢膜细胞和颗粒细胞是产生雄激素并将其转化为雌激素的场所，LHCGR常高表达于PCOS患者的卵巢膜细胞和颗粒细胞中［4-5］。此外，LH还 可 诱 导LHCGR调 控 卵 泡 成 熟 和 排 卵［6］。研究［7-8］显示：LHCGR基因中存在部分可能改变其基因表达或蛋白功能的单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms，SNPs），其与女性生殖功能有密切关联。全基因组关联研究及随后一些病例 对 照 研 究［4，5，9-15］显 示：LHCGR基 因 多 态 性 与PCOS的关联性由于研究人群种族差异和样本量不同，其结果不一致。本文作者总结了国内外探讨LHCGR多态性在不同国家和种族中异同的研究文献，为更好地理解LHCGR基因在PCOS发生发展中的作用奠定基础，为今后PCOS患者精准化和个性化的诊疗决策提供理论依据。

1 LHCGR、LHCGR基因及其在生殖过程中的作用

1.1 LHCGR和LHCGR基因LHCGR是 一 种 异二聚体糖蛋白，由699个氨基酸组成，具有2个功能单位，一是含有9个富含亮氨酸重复序列的氨基端（N-）细胞外结构域，该结构域与激素的识别和结合作用有关；二是3个7次跨膜结构域和细胞内外环状结构及细胞内羧基端（C-）尾巴结构，跨膜结构域含2个高度保守的半胱氨酸残基，形成二硫键来稳定受体的结构［7］。LHCGR属于糖蛋白激素 受 体，该 受 体 为A类G蛋 白 偶 联 受 体［16］。LHCGR通过特异性结合LH和绒毛膜促性腺激素（chorionic gonadotropin，CG）介导细胞功能，是LH和CG的共同受体。

人类LHCGR基因位于第2号染色体的短臂（2p21）上，包含11个外显子和10个内含子，该基因结构在物种间高度保守。外显子1编码由1～10外显子剪接而产生的信号肽、N端半胱氨酸富集区、富含亮氨酸重复结构域（leucine rich repeat domain，LRRD）和铰链区N端，外显子11编码铰链区C端、由跨膜螺旋（transmembrane helices，TMH）及连接环构成的整个蛇纹样跨膜结构域和细 胞 内 的C端 部 分［7，17］。LHCGR基 因 的 主 要 转 录起始位点位于ATG起始密码子上游176 bp内，启动子的激活由sp1结合位点和结合核孤儿受体的上游 抑 制 基 序 调 控［7，18］。LHCGR基 因 极 易 发 生 突变，编码区的突变包括失活突变和激活突变，失活突变较为分散，主要有碱基的插入或缺失所致的突变、错义突变和剪切位点的突变；激活突变则较为集中，存在于第3细胞内环状结构、第6 TMH和第7跨膜结构中；非编码区的突变则是通过影响mRNA的 稳 定 性、微 小RNA（microRNA，miRNA）调控或潜在的剪切位点进而调控基因表达［19］。

1.2 LHCGR在生殖过程中的作用LHCGR主要表达于性腺中，在男性体内，其主要表达于Leydig细胞膜［18］。Leydig细胞是产生睾酮的场所，睾酮有利于产生精子和诱导男性化，孕有男性胎儿的母体内人绒膜促性腺激素（human chorionic gonadotropin，HCG）水平降低会导致睾酮分泌不足，为维持睾酮达到正常水平，胎儿体内非活性/活性LHCGR表达水平降低［20］。此外，LHCGR对男性胎儿期睾丸的下降起至关重要的作用，其在产生和诱导男性化方面也有作用，均说明LHCGR在男性胎儿性发育过程中发挥着重要作用。

LHCGR在女性胎儿的性发育过程中影响其生殖功能。LHCGR表达于女性卵泡膜细胞中，其参与雄激素前体的合成，进而在促卵泡激素（follicle stimulating hormone，FSH）的刺激和芳香化酶的作用下使雄激素前体转化为雌激素［21］。晚卵泡期LHCGR表达于颗粒细胞、黄体和间质细胞中，其参与卵泡发育、排卵和黄体形成。孕早期HCG水平升高刺激LHCGR产生，使黄体期延长，孕激素水平升高［8］。此外，LHCGR新的变异体—可溶性LHCGR（soluble LHCGR，sLHCGR）不传导信号，但可增强或抑制HCG或LH的功能。CHAMBERS等［22］提出：根据卵泡液和血清中sLHCGR和LH-sLHCGR复合体水平，为体外受精（in vitrofertilization，IVF）患者提供个性化的治疗方案，可以减少卵泡过度刺激的出现，避免因胚胎染色体异常导致流产或早产的发生，从而提高妊娠率。

2 LHCGR基因多态性与PCOS的关联性

SNPs是指在基因序列中单个核苷酸变异，主要包括单个碱基的插入、缺失和置换引起的DNA序列多态性。在人类基因组中SNPs总数高达300万个，占所有已知基因多态性的90%以上［23-24］。在遗传学分析中，SNPs受外界因素影响较大，如年龄、种族和地域等。随着基因检测技术的不断发展，SNPs的筛查和检测更加快速和便捷，其对疾病的诊断和治疗具有重要的指导意义。近年来国内外关于LHCGR基因多态性位点的研究主要集 中 于rs13405728、rs2293275、rs7371084、rs4953616、rs4539842和rs61996318位 点，现 分 别就上述位点多态性与PCOS的关联性进行阐述。

2.1 rs13405728位点排卵障碍是PCOS患者的临床特征之一，临床上常表现为月经周期紊乱，其发生率可高达95.28%［25］。研究［26］显示：LHCGR基因rs13405728位点与PCOS排卵障碍有关联，rs13405728位点敲除的小鼠卵泡发育受阻，其表现为无排卵。rs13405728位点是全基因组关联研究中重要的SNPs位点之一，位于LHCGR基因内含子上，多个已知基因位于该SNPs附近，该基因失活突变可导致LH水平升高，卵巢变大，激发排卵，引 起LH或HCG抵 抗［27］。既 往 评 估LHCGR基 因与PCOS关 联 的 研 究［4，9，11-13，28-35］主 要 集 中 于rs13405728位点，但研究结果相互矛盾，且种族影响很明显。

ALMAWI等［28］对巴林阿拉伯妇女进行的一项回顾性病例对照研究显示：rs13405728位点与巴林阿拉伯受试者的PCOS无关，与荷兰、欧洲和美国的 研 究［9，29-30］结 论 一 致。CHEN等［4］对 中 国 汉 族PCOS患者的研究显示：rs13405728位点与汉族PCOS发病风险具有强关联性。CUI等［31］研究显示：无排卵型PCOS的rs13405728位点中的C等位基因频率明显降低，提示rs13405728与排卵障碍明显相关，说明不同的遗传变异可能导致不同的PCOS亚型。MUTHARASAN等［13］研究显示：欧洲人群中与PCOS最相关的SNPs为rs10495960，此位点与rs13405728位于同一编码区，可以标记相同的易感性位点，说明不同种族可能存在相同易感等位基因。VISHNUBOTLA等［12］研究显示：印度PCOS患者rs13405728位点与PCOS风险增加有关。有研究［11］显示：在亚洲人群中rs13405728等位基因G与PCOS风险降低有关。基于各项研究结论的差异，国内学者［32-34］分别对中国汉族、回族、壮族和维吾尔族女性进行一系列研究，均证实rs13405728位点与中国女性PCOS发病具有关联性。此外，LERCHBAUM等［35］发现：在高加索人群中rs13405728位点还与葡萄糖及胰岛素代谢受损有关，但CUI等［31］对汉族PCOS患者研究中并未发现相似结论。

由此可知，LHCGR基因rs13405728位点可能与亚洲人群PCOS发病风险有关，如中国汉族、回族、壮族和维吾尔族及印度群体，但其与巴林阿拉伯、欧洲荷兰和美国人群中PCOS发病风险无关。rs13405728位点与中国汉族PCOS患者排卵功能障碍有关，与高加索PCOS患者葡萄糖及胰岛素代谢受损有关。上述研究结果的差异可能是由于基因背景和所处环境不同及基线水平的差异等，因此还需要更多研究加以证实。

2.2 rs2293275位点rs2293275又被称为G935A或S312N，位于LHCGR基因的10号外显子上。rs2293275位点突变属于错义突变，是可导致氨基酸序列改变或功能性RNA序列改变的碱基替换突变，该突变可能对表达产物无影响，但也可能使多肽链丧失其原有功能。有研究［15］显示：LHCGR基因rs2293275位点与体质量指数（body mass index，BMI）、LH/FSH比值和IR等有关，该位点与PCOS关联性受种族因素影响明显。

BASSIOUNY等［14］研究显示：埃 及PCOS患者LHCGR的G935A（rs2293275）位点中，携带纯合子G935A基因的人群患PCOS风险更高。CAPALBO等［36］发现：居住在撒丁岛的隔离人群S312N（rs2293275）与PCOS患病风险具有明显关联 性。THATHAPUDI等［15］研 究 证 实：印 度PCOS患者LHCGR基因中rs2293275位点与PCOS发病风险有关，并且在印度人群中携带纯合子变异的女性患PCOS的风险是其他基因型的3.37倍，高于撒丁岛人群的2.7倍。ROBEVA等［37］对保加利亚PCOS患者的研究也证实LHCGR的rs2293275位点与PCOS之间存在关联。而部分对巴林阿拉伯、荷兰、斯里兰卡及亚洲组的研究［11，28，38-39］并 未 发 现 其 关 联 性。EL-SHAL等［40］对埃及女性的研究结果与BASSIOUNY等［14］研究结果一致。说明LHCGR基因rs2293275位点与PCOS发病的关联性存在明显种族差异性。

2.3 rs7371084和rs4953616位点rs7371084和rs4953616是LHCGR基因的2个变异位点。已有研究［41-42］显示：LHCGR基因rs7371084和rs4597581位点与女性复发性流产和男性睾丸生殖细胞癌有关。另有研究［28］显示：rs7371084位点与BMI呈正相关关系，与血清游离睾酮水平和游离雄激素指数呈负相关关系，rs4953616位点与初潮年龄呈正相关关系，与总胆固醇、总睾酮和游离睾酮水平呈负相关关系。

高雄激素血症是PCOS最重要的病理生理特征之一，超过60%的PCOS患者有高雄激素血症的临床表现，如痤疮、脱发和多毛，其中60%～80%的 患 者 出 现 血 清 睾 酮 水 平 升 高［43-44］。HA等［45］研究显示：中国回族PCOS患者LHCGR基因与睾酮水平升高有关。李霞等［46］在中国维吾尔族PCOS患者中也得出了相同结论。ALMAWI等［28］对巴林阿拉伯患者的研究显示：PCOS患者LHCGR基因的rs7371084基因型杂合子携带者频率明显降低，rs4953616基因型杂合子携带者频率明显升高，证实LHCGR基 因rs7371084和rs4953616位 点 与PCOS有关联。但该基因位点与其他种族PCOS的关联性尚未见文献报道，有待进行更多种族人群的研究。

2.4 rs4539842位点rs4539842位点又称insLQ，是在11号外显子上18位中插入2个氨基酸（亮氨酸［L］和谷氨酰胺［Q］），insLQ通过改变蛋白质折叠、转运和膜蛋白插入影响黄体生成素受体（luteinizing hormone receptor，LHR）。insLQ变体LHR蛋白在细胞培养中也表现出更高活性［47］。insLQ与卵巢过度刺激综合征和乳腺癌等有关［48-49］，携带insLQ等位基因的乳腺癌患者的无病生 存期较非携带 者 短［48］。EL-SHAL等［40］对埃及PCOS患者采用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性检测，对rs4539842位点进行基因分型，结果表 明：rs4539842位 点 与PCOS无 关。ZOU等［11］对LHCGR基因多态性与PCOS的关系进行荟萃分析，结果显示：rs4539842位点与高加索PCOS患病风险存在明显关联性，可能存在种族、生活习惯因素或样本量大小的差异，需要进一步扩大样本量分析。

2.5 rs61996318位点LH在卵泡形成、排卵和雄激素产生中起着关键作用。35%～77%的PCOS患者出现LH水平和LH/FSH比值升高［50］。早期研究［51］表明：卵巢体积和卵泡数量与LH水平呈正相关关系。研究［52］显示：rs61996318位点的遗传变异可能影响LH和LHCGR生物活性，导致PCOS的 发 生。但LIU等［53］对 中 国 汉 族PCOS患者的研究中未发现此位点与PCOS有关联。LIAQAT等［54］对巴基斯坦PCOS不孕症患者进行基因分型和DNA测序，其结论与LIU等［53］的研究结果一致。DESWAL等［52］对北印度PCOS患者进行病例对照研究显示：rs61996318位点与PCOS发病风险具有明显关联性，rs61996318变异与PCOS部分临床特征有关联，如高LH/FSH比值、IR、月经稀发、卵巢多囊样改变和不孕症等。rs61996318位点与PCOS临床特征之间的关联性说明需要在不同PCOS亚组中进行更多的LHCGR多态性研究。

3 LHCGR与IVF的 关 联 性

随 着IVF与 胚 胎 移 植（IVF and embryo transfer，IVF-ET）技 术 的 兴 起，越 来 越 多 的PCOS不孕患者寻求辅助生殖技术，但影响其成功率的相关因素仍然未知。尽管IVF-ET通过人为提供高质量胚胎等支持手段，但PCOS患者的胚胎植入率仍然较低。随着DNA技术的发展和基因组学知识的提高，许多学者对遗传因素进行了探索。

BENTOV等［55］研究显示：导致IVF患者卵母细胞产率低、闭经及反复流产的原因是LHCGR基因外显子1中新的位点杂合失活突变。LINDGREN等［56］探 讨 促卵泡激素受体（follicle stimulating hormone receptor，FSHR）变 异 位 点N680S和LHCGR变 异 位 点N312S（rs2293275）对IVF活产率影响的研究显示：携带FSHR和LHCGR 2个受体纯合子2S较携带其他受体的女性更易怀孕和分娩，因此LHCGR突变可用于预测IVF活产率。对伊朗人群IVF成功和IVF失败的女性进行基因测序的研究［57］显示：rs2293275等位基因和rs4539842等位基因与IVF成功率有关，因此，这2个SNPs可作为伊朗人群IVF结局的预测因子。XIA等［58］研 究 显 示：携 带rs13405728TT基 因 型的PCOS患 者IVF-ET治疗 效果较差。LU等［59］报道3例携带致病性LHCGR突变的患者使用自身卵母细胞进行IVF-ET后均成功妊娠并分娩健康胎儿，提示LHCGR突变影响排卵，但不影响受精和胚胎发育。

4 总结与展望

近年来PCOS候选基因位点研究取得了突破性进展。使用已识别的易感基因位点作为疾病预测和诊断工具，从而精确寻找到疾病的原因和治疗的靶点，可称作精准医疗，其作为下一代诊疗技术，具有较大优势。许多研究［60-61］成功地使用遗传风险评分来解释疾病中不断增多的基因变异，并预测相关的表型结果。未来可使用LHCGR激动剂用于辅助生殖技术领域，特别是在IVF-ET技术中的应用［6］。PCOS作为一种复杂的多因素疾病，使其精准医疗的应用更加困难，但随着越来越多的PCOS基因被发现，有望实现将基因检测纳入疾病预测、诊断和治疗中。未来将通过研究人员共享基因数据的国际合作，以进一步发现新的基因并通过增大样本量继续进行PCOS基因定位，解释PCOS发病机制和药物靶向治疗。PCOS作为一种复杂且临床异质性疾病，需要遗传学领域研究人员的持续合作以加深对其发病机制和后续诊断及治疗的理解。