早发性卵巢功能不全的病因研究进展

冯子岑，张帅，张云山

天津市中心妇产科医院生殖医学中心，天津 300100

早发性卵巢功能不全［1］（premature ovarian insufficiency， POI）是指女性在40岁以前卵巢功能衰退的一种临床综合征，以月经紊乱（月经稀发或闭经）、高促性腺激素和低雌激素为主要特征。2016年以前，POI也被称为卵巢早衰（POF），是指40岁以前女性卵巢功能的完全衰竭。但有报道［2］显示，有5%～10%诊断为POF的患者可成功妊娠并顺利分娩，即卵巢可以间歇性恢复排卵功能。随着研究不断深入，临床人员逐渐意识到卵巢功能衰竭是一个逐步发展、病因复杂、临床表现多样性的一种综合征，POF仅代表卵巢功能达到衰竭的终末阶段。因此，2016年欧洲人类生殖与胚胎学会（ESHRE）正式提出POI这一概念［1］，以便与POF概念作一区别。近年来，随着环境污染日益严重，以及现代社会越来越多女性由于生活方式、职业和经济限制而推迟生育，导致POI成为临床上的一种常见病。最近一个荟萃分析［3］表明，全球范围内POI发病率为1%～3.7%，影响着1400多万育龄期女性，且有逐年不断升高趋势。POI的发病原因众多，呈现高度异质性，约50%的患者未找到明确病因。已知潜在致病因素主要包括卵巢先天发育异常、遗传缺陷、自身免疫疾病、医源性因素、感染因素和环境污染物暴露等［4］。现将近年来国内外关于POI病因的研究进展综述如下。

1 卵巢先天发育异常

雌性哺乳动物中，卵巢的生殖寿命取决于其卵泡池内原始生殖细胞（PGCs）的数量和质量。正常情况下，自PGCs前体细胞从胚胎体细胞分化形成后，即进入一个自我增殖并沿特定路线迁移的过程，最终到达生殖嵴并与周围体细胞共同构成原始性腺。然而，迁移过程中并不是所有的PGCs都能到达生殖嵴，仅有少量PGCs到达，大部分PGCs停留在了其迁移途径的后肠、背侧体壁、中肾、皮质周围等区域［5］。总体来说，PGCs迁移过程包括主动和被动迁移两种方式，同时经历了一系列复杂的分子调控以及广泛的表观遗传重编程等过程，因此容易受到多种因素，如子宫内接触到化学物质、某些药物具有内分泌干扰作用等的干扰，而导致迁移进入原始性腺的PGCs数量不足，从而导致原始卵泡池形成缺陷及POI发生。另外，由于这些PGCs能够表达多能性基因，如果其在性腺中没有接收到正确的调控分化信号的刺激，很可能会发展成生殖细胞肿瘤［5］。

2 遗传缺陷

有报道指出，由于14%～18%的POI临床患者有一级或二级亲属，因此遗传缺陷在POI发病机制中的作用是必需考虑因素［6］。最新研究［7］显示，遗传缺陷占POI患者发病原因的20%～25%，包括染色体异常和基因突变。

2.1 染色体异常 染色体异常引起的POI在不同人群中患病率各不相同，其值为10%～13%［8］。具体而言，所有X染色体非整倍体、X染色体结构异常与X-常染色体易位、常染色体异常均可能导致POI发生。

2.1.1 X染色体非整倍体 特纳综合征（Tuner syndrome， TS）是女性一种性染色体疾病，由一条X染色体完全或部分缺失导致，核型为45，XO或45X/46XX，发病率为1/2500。TS是导致POI最常见的遗传原因，占POI患者的4%～5%［4］。TS患者表现为卵巢发育不全和卵泡加速闭锁，且症状严重程度取决于基因型是45，XO单体还是45X/46XX镶嵌型，但其具体机制尚不明确。此外，同样为核型45，XO的胎儿和成人患者，两者卵巢细胞组织学表现明显不同，后者通常缺乏生殖细胞。因此MAN等［4］认为，TS患者发生POI的病因是生殖细胞加速闭锁，而不是生殖细胞在子宫内形成或迁移缺陷导致。最新研究［9］表明，TS相关的POI可能与端粒功能、长度以及表观遗传学修饰有关。45X/46XX基因型TS患者特征是继发性闭经，即意味着患者一开始是可生育的（产生较低水平的卵泡），然而，随着时间推移，生育能力会逐渐下降，最终导致POI［10-11］。相反，45，XO患者特征是原发性闭经，月经初潮及排卵几率很小［10］。另一种导致POI的核型为47，XXX，表现为X三体综合征（Trisomy X syndrome， TXS），但仅有少数关于TXS导致POI的文献报道。SHANLEE等［12］研究显示，TXS患者抗缪勒管激素（anti-Müllerian hormone， AMH）水平显著低于健康女性，因此导致POI患病风险明显增加。此外，促卵泡生成素（follicle stimulating hormone， FSH）、促黄体生成素（luteinizing hormone， LH）水平增加导致的月经周期紊乱也与POI发生风险增加有关。

2.1.2 X染色体结构异常与X-常染色体易位 DIBATTISTA等研究［10］表明，X染色体上存在2个可导致POI的重要区域，分别定义了与卵巢功能相关的X染色体缺失和X-常染色体易位断点位置；第一个区域由X染色体长臂一部分组成，其范围为Xq24-Xq27（不包括FMR1）基因，而第二个区域由Xq13.1-Xq21.33组成。目前研究认为，两条X染色体上均存在与卵泡发生相关的重要基因，对于维持女性生育力极其重要。因此，如果存在X染色体长臂或短臂的任何缺失、X-常染色体易位等异常，均可能导致卵子发生受损或障碍，进而导致POI［4］。

2.1.3 常染色体异常 常染色体微缺失、易位、异位显性和与常染色体基因相关的表观遗传学异常均可导致POI发生［13］。已有文献［14］报道了来自不同种族、不同POI人群的23例常染色体异常类型患者，包括罗伯逊易位、相互易位、染色体倒置等，但其具体机制尚不明确。

2.2 基因突变 基因突变是指位于染色体上的DNA碱基对的置换、增加或缺失而引起基因结构的变化，也称为点突变。由于女性基因组只包括X染色体和常染色体，因此POI患者基因突变类型包括X染色体基因突变和常染色体基因突变两种类型。

2.2.1 X染色体基因突变 POI患者中最常见的基因缺陷是脆性X智力低下基因（fragile-x mental-retardation1， FMR1）前突变，FMR1基因位于X染色体上，在其5'非翻译区（5'UTR）内含有一个CGG三核苷酸重复序列，其拷贝数扩增可导致生殖和神经疾病。CGG重复序列长度分为4个不同大小范围：5～44为正常个体；45～54为中间型、55～200为前突变型，部分女性会导致POI发生；＞200为全突变个体，表现为广泛的临床、认知和行为功能障碍。据报道，约16%携带FMR1前突变型患者出现POI表型［8］。

2.2.2 常染色体基因突变 目前发现，越来越多的常染色体基因突变可导致POI发生［8］，根据其功能可分为：生殖细胞发育相关基因（NANOS、EIF4ENIF1）和卵子、卵泡发生相关基因（SF1、LHX8、FIGLA），类固醇发生相关基因（NR5A1），激素信号分子及相关受体基因（FSHR、AMHR2、BMPR1A、BMPR1B），mRNA转录、翻译及代谢相关基因（EIF4ENIF1、NANOS3、KHDBRS），颗粒细胞-线粒体生理功能关键基因（RMND1、CLPB、TFAM）等。众所周知，减数分裂是配子发生的一个重要过程，其中同源染色体正确配对和联会是保证基因组稳定性、促进配子多样性的重要前提。因此，配对和联会的任何偏差都会导致减数分裂停滞和配子发生失败。最近，ZHANG等［6］发现，细胞核外模、内膜结构域蛋白KASH5和SUN1组成的核骨架和细胞骨架（linker of nucleoskeleton and cytoskeleton， LINC）复合物的接头，在减数分裂同源染色体配对过程中发挥着不可或缺的作用，决定着卵巢储备。体外研究同时发现，在KASH5中发现了一个纯合剪接位点变体（c.7G＞A），该变体扰乱了KASH5的核膜定位及其与SUN1结合。小鼠模型中Kash5或Sun1破坏后，可有效阻止同源染色体配对，进而导致减数分裂停滞和卵子生成缺陷，最终导致POI发生［6］。同时，不同研究［15-16］发现，TP63基因功能突变可导致女性POI发生，即突变导致转录因子Tap63α蛋白C端反式激活抑制结构域（TID）异常和突变蛋白四聚体形成，进而通过增加凋亡诱导因子表达而导致卵母细胞过度凋亡，进而导致POI发生。另外，转录因子碱性核蛋白1（basonuclin1， BNC1）可能是一种有助于维持卵巢储备的因素，缺乏BNC1会导致卵母细胞内氧化还原稳态失调，进而激活卵母细胞内铁死亡（ferroptosis）信号通路，最终导致卵母细胞凋亡、闭锁和POI发生［17］。动物模型中，小鼠卵母细胞特异性敲除Bnc1也可诱导出POI表型，由此表明Bnc1对卵母细胞存活发挥至关重要作用。需指出的是，目前大多被鉴定出的POI致病基因主要富集在减数分裂过程以及少数与卵泡发育相关的转录因子、生长因子等，而对卵巢其他生理、生物学过程方面研究相对较少，因此仍需研究人员进一步寻找、筛选更多POI相关性更高的致病基因。

3 自身免疫疾病

近年来，研究［18］表明POI与自身免疫疾病之间存在很强相关性。POI临床病例致病因素中，自身免疫疾病占10%～55%，患者主要表现为淋巴细胞性卵巢炎、抗卵巢抗体阳性、并发自身免疫性疾病（肾上腺、甲状腺、胰腺）等。目前研究［19］认为，卵巢是人类自身免疫常见的攻击靶点，淋巴细胞性卵巢炎在自身免疫疾病合并POI患者发病机制中发挥重要作用，尤其是卵泡液中一系列炎症细胞、细胞因子浸润，已被证实参与卵巢的各种生理功能，持续的自身免疫攻击会导致卵巢组织损伤以及功能障碍，表现为卵巢储备减少、不明原因不孕或POI等［19］。临床资料［4］表明，肾上腺自身免疫疾病是导致POI最常见的类型，占自身免疫性POI的60%～80%；其次多见的自身免疫性POI是甲状腺自身免疫，占14%～27%。YITING HSIEH等［20］发表了一项纵向人群回顾性队列研究，得出甲状腺自身免疫疾病显著增加POI发生风险的结论。因此，研究人员建议对患有自身免疫性疾病的女性进行卵巢储备评估，如桥本甲状腺炎、系统性红斑狼疮（SLE）和1型糖尿病（T1DM）等。

4 医源性因素

临床中导致POI发生的医源性因素，主要是盆腔手术和癌症放化疗对卵巢组织和功能的损伤。近年来，由于环境污染日益严重，以及女性生活、工作压力不断增大，导致各种妇科良、恶性疾病发病率不断增加，必然伴随着一系列妇科手术和癌症放化疗治疗等，因此不可避免对卵巢组织造成损伤、影响卵巢供血功能，进而导致卵巢慢性炎症、氧化应激甚至POI发生。放疗具有极强的促性腺毒性［4］，可直接导致细胞DNA损伤和分裂停滞，使暴露的卵母细胞在几小时内发生凋亡。然而，放化疗是否会导致POI主要取决于放疗部位及强度、药物剂量和患者年龄。患者年龄越大，发生POI风险越大。最新研究［21］认为，＜4 Gy放疗治疗不影响生育能力，而POI通常发生在接受治疗剂量＞20 Gy的儿童癌症患者中。最近HILAL等对宫颈癌患者进行盆腔放疗治疗时，剂量＜1.36 Gy患者在放疗后12个月内没有出现POI［22］。化疗药物导致POI的途径主要有两种［23］：一种是药物对卵母细胞和颗粒细胞的直接毒性作用，尤其是烷化剂类药物，可通过激活Bax和线粒体凋亡途径导致生长卵泡中的颗粒细胞凋亡，临床治疗后大多患者不可避免并发POI；另一种是通过对生长卵泡的损伤间接过度激活原始卵泡，进而导致过多原始卵泡闭锁、凋亡，增加POI发生风险［23］。

5 感染因素

临床上与POI关系最密切的感染包括腮腺炎和HIV病毒感染。腮腺炎病毒感染可引起腮腺炎并导致腮腺炎性卵巢炎，2%～8%卵巢炎病例可合并POI［24］。然而，这种影响往往是短暂的，大多POI患者在感染恢复后卵巢功能恢复正常；其次，HIV病毒感染及其治疗都会损害卵巢功能，进而导致POI［4］。同时，POI也被认为与其他感染有关，如结核杆菌、水痘病毒、巨细胞病毒、带状疱疹病毒等。此外，虽然目前没有证据能够表明近几年流行的新型冠状病毒2（SARS-CoV-2）感染是否会导致POI发生，但有研究认为［25］，SARS-CoV-2侵入人体后会导致全身免疫系统紊乱，继而发生卵巢免疫损伤、生殖内分泌紊乱、卵巢储备功能下降等并发症，同时患者出现心理压力增加、焦虑等不良情绪均可能导致POI发生风险增加。因此，各种慢性感染伴发的炎症反应、慢性免疫激活、免疫衰老和氧化应激等病理过程均有可能导致卵巢组织的炎症损伤、表面纤维化以及颗粒细胞线粒体功能障碍，进而导致POI。

6 环境污染物暴露

前期研究中，很少有研究人员或临床医生能够将环境污染物暴露与人类POI发病联系起来。然而，动物研究［4］表明，农药、吸烟和邻苯二甲酸盐与POI发生有关。不同年龄小鼠暴露于烟雾或邻苯二甲酸盐后，卵泡计数均明显减少。目前研究［26-27］表明，农药、烟草化学烟雾中含有的多种化学物质成分，以及多种邻苯二甲酸酯（广泛用于制造食品包装材料、个人护理化妆品、医用胶管等）已被确定为内分泌干扰物质（endocrine disrupting chemicals，EDCs），日常生活中可通过口服、吸入或皮肤接触进入人体，可能通过3种途径降低卵巢储备功能：①干扰内分泌活动；②氧化应激：卵巢细胞中活性氧物质（reactive oxygen species， ROS）过量产生/水平升高导致窦卵泡凋亡；③表观遗传修饰：导致人体DNA甲基化水平降低，不仅损害卵巢功能导致POI发生风险增加，同时可跨代遗传给后代［27-29］。

综上所述， POI已成为育龄期女性一种常见临床疾病，且其发病率正在逐年增加。但至今，其病因和具体发病机制尚不完全清楚。因此，POI病因学的研究仍有许多亟待探讨和解决的问题。因此，能否为广大POI患者提供更好的治疗和服务，仍需众多研究人员和临床医生进一步的研究和探索。另外，由于多数POI患者早期症状不明显，因此很少引起患者重视，继而导致临床上的延迟诊断和治疗。因此，建议对年轻女性、尤其是存在POI高危风险的潜在患者进行科普宣传教育［30］，加强其对POI的认识和理解，使潜在高风险患者做到早发现、早就诊、早治疗，最大程度的提高患者的治疗效果和生活质量。