多囊卵巢綜合征的遺傳學(xué)研究進(jìn)展

梁阿娟（綜述） 高敏芝（審校）

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院，上海 200001

作為常見(jiàn)的婦科內(nèi)分泌疾病的多囊卵巢綜合征（polycystic ovarian syndrome，PCOS）具有病因復(fù)雜、遺傳異質(zhì)性高、表型多、月經(jīng)異常和雄激素過(guò)多等特點(diǎn)，是造成女性不孕的原因之一，其發(fā)病率為6%～8%[1]。有學(xué)者[2]指出，具有高雄激素血癥、慢性排卵障礙、血脂異常、肥胖和胰島素抵抗（IR）等表現(xiàn)的PCOS，其患心腦血管病、2型糖尿病、代謝綜合征等遠(yuǎn)期并發(fā)癥的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通人群并可延續(xù)到絕經(jīng)后。因此，PCOS不僅會(huì)影響女性的生殖功能，一系列影響健康的重大疾病的病因也與PCOS密切相關(guān)。近年來(lái)，伴隨著生活環(huán)境和方式的轉(zhuǎn)變，PCOS的發(fā)病率呈上升趨勢(shì)，同時(shí)由于人們對(duì)PCOS的認(rèn)識(shí)逐漸加深，PCOS的早期診斷率明顯提高[3]。本文綜述PCOS遺傳學(xué)方面的研究進(jìn)展，探討其發(fā)病機(jī)制，為其進(jìn)一步治療提供依據(jù)。

1 PCOS的分子遺傳學(xué)研究

在過(guò)去的10年中，PCOS的遺傳學(xué)研究主要針對(duì)其可能的候選基因。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，被篩查和研究相關(guān)功能候選基因有80多個(gè)，然而當(dāng)中大部分研究結(jié)果均顯示為陰性，與PCOS關(guān)聯(lián)并呈現(xiàn)出密切關(guān)聯(lián)的只有少數(shù)的易感基因或者是某些位點(diǎn)[4]。這些關(guān)聯(lián)基因?qū)儆诜肿舆z傳學(xué)研究的內(nèi)容：

1.1 與高雄激素血癥有關(guān)的基因[5-6]

1.1.1 膽固醇側(cè)鏈裂解基因 （CYP11α）膽固醇側(cè)鏈裂解酶p450scc是雄激素合成代謝的關(guān)鍵酶，因其可以催化膽固醇旁鏈分裂并向孕烯醇酮轉(zhuǎn)化，而CYP11α其定位于15號(hào)染色體編碼此酶。

1.1.2 醛固酮合成酶基因 （CYP11β2） CYP11β2編碼醛固酮（ALD）生物合成終末階段的關(guān)鍵基因。

1.1.3 17α-羥化酶/17，20-裂解酶 受 CYP17基因編碼的p450c（17α）調(diào)節(jié)，17α-羥化酶/17，20-裂解酶是孕激素轉(zhuǎn)化為雄激素的限速酶。

1.1.4 芳香化酶基因（CYP19） 芳香化酶（p450 α）在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中催化雄烯二酮轉(zhuǎn)化為雌酮，CYP19編碼此酶。

1.1.5 己糖-6-磷酸脫氫酶（H6PD）基因 H6PD基因的變異和11-β羥基類固醇脫氫酶 （HSD11β1）基因的變異相互作用，可導(dǎo)致皮質(zhì)醇還原酶缺乏癥（CRD）。

1.1.6 性激素結(jié)合球蛋白（SHBG）基因 SHBG可調(diào)節(jié)進(jìn)入靶組織的睪酮和雌二醇的量。

1.1.7 5α-還原酶（SRD5A）基因 SRD5A催化睪酮合成雙氫睪酮。

1.1.8 雄激素受體（AR）基因 AR可激活轉(zhuǎn)錄因子中的一個(gè)因子，從而使許多生物作用得到調(diào)節(jié)。

1.1.9 21-羥化酶基因（CYP21）21-羥化酶缺陷會(huì)導(dǎo)致先天性腎上腺皮質(zhì)增生癥。CYP21編碼此酶。

1.2 與高胰島素血癥和胰島素抵抗有關(guān)的基因[7]

1.2.1 胰島素基因（INS） 胰島素抵抗（IR）與胰島素的分泌有關(guān)。

1.2.2 胰島素受體（INSR）INSR分布于機(jī)體各處，介導(dǎo)有絲分裂，激活蛋白途徑和磷酯酰肌醇-3途徑。

1.2.3 鈣激活酶-10基因（CAPN-10）基因 鈣激活酶表達(dá)量下降導(dǎo)致胰島素抵抗（IR）。

1.2.4 抵抗素（resistin）基因 可調(diào)節(jié)糖耐量與胰島素功能。

1.2.5 鈣激活酶-5（CAPN-5）基因 CAPN-5中的一些等位基因與PCOS的不同表型及診斷有關(guān)。

1.2.6 過(guò)氧化物體增殖激活受體（PPAR）基因 PPAR有調(diào)控葡萄糖的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)運(yùn)、利用及脂肪代謝的作用。

1.2.7 纖溶酶原激活物抑制因子-1（PAI-1）基因 PAI-1活性及水平升高可作為胰島素抵抗的重要指標(biāo)，也可作為PCOS患者纖溶系統(tǒng)失調(diào)的重要標(biāo)志。

1.3 與促性腺激素比率失調(diào)有關(guān)的基因[8]

1.3.1 促黃體生成素-β（LH）基因 LH分泌升高是PCOS的重要特點(diǎn)。

1.3.2 卵泡刺激素基因和卵泡刺激素受體（FSHR）基因 給予PCOS患者外源性卵泡刺激素 （FSH）能誘導(dǎo)其卵泡正常生長(zhǎng)、成熟。

1.3.3 瘦素及其受體基因 瘦素及其受體基因多態(tài)性與原發(fā)性腫瘤密切相關(guān)，可能參與其發(fā)生發(fā)展。

1.4 炎癥基因型

1.4.1 腫瘤壞死因子-α（TNF-α）TNF-α可促使胰島素信號(hào)下降和組織細(xì)胞的胰島素抵抗。

1.4.2 白介素-1基因 白介素-1基因作為多功能的細(xì)胞因子影響排卵及受孕過(guò)程[9]。

顯然，候選基因的局限性難以明確和全面解釋PCOS的遺傳異質(zhì)性和致病性。近年來(lái)，有學(xué)者更是利用全基因組多態(tài)比較研究（GWAS）成功地定位了PCOS的易感基因染色體區(qū)域。隨著易感基因染色體區(qū)域的發(fā)現(xiàn)，學(xué)者們可以更加深入了解PCOS的發(fā)病機(jī)制，并在早期防治、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)和新型高效藥物的篩選等方面提供了一定的理論依據(jù)和生物學(xué)靶點(diǎn)。

2 PCOS的表觀遺傳學(xué)研究

表觀遺傳是指基因序列未發(fā)生改變，但DNA的表達(dá)發(fā)生了可遺傳的變化。PCOS具有家族群聚現(xiàn)象，PCOS的獨(dú)立遺傳表型可能是一級(jí)親屬糖尿病、肥胖、早禿（男性）、月經(jīng)稀發(fā)（女性）、冠心病等，遺傳因素對(duì)月經(jīng)稀發(fā)起主導(dǎo)作用，環(huán)境因素在其他表型中的作用更為重要，表明PCOS和遺傳的關(guān)系密切。

2.1 DNA甲基化

基因的表達(dá)和DNA甲基化呈反比關(guān)系，故去甲基化應(yīng)該可以增強(qiáng)基因的表達(dá)，基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)與DNA甲基化密不可分，并作為真核生物基因表達(dá)調(diào)控中最為重要的調(diào)控方法。

2.2 X染色體失活（XCI）

在胚胎發(fā)育的早期，出現(xiàn)XCI選擇和起始，X失活中心控制了此過(guò)程，并可以可通過(guò)減數(shù)分裂或有絲分裂遺傳到下一代。

2.3 組蛋白修飾信息

組蛋白的氨基端可發(fā)生多重組合修飾，但不同的組蛋白氨基端修飾對(duì)染色體結(jié)合蛋白產(chǎn)生拮抗或協(xié)同作用，故可進(jìn)一步控制染色質(zhì)的轉(zhuǎn)錄活動(dòng)。

2.4 基因組印跡

如出現(xiàn)高雄激素、宮內(nèi)營(yíng)養(yǎng)不良等宮內(nèi)微環(huán)境的改變，均會(huì)引起子代基因印跡的改變[10]。

3 PCOS遺傳學(xué)研究的問(wèn)題

3.1 遺傳信息量大

遺傳因素在PCOS發(fā)病中起著重要作用，PCOS的家族聚集性表明，最少是由兩對(duì)以上致病基因的遺傳信息累積才會(huì)導(dǎo)致復(fù)雜性疾病，并不遵從孟德?tīng)栠z傳規(guī)律，故對(duì)部分在單基因疾病研究中得到廣泛應(yīng)用的研究方法均不適用。

3.2 診斷標(biāo)準(zhǔn)不一致

由于PCOS的臨床表現(xiàn)的高度異質(zhì)性，故其所采納的診斷標(biāo)準(zhǔn)的不同，阻礙了其遺傳學(xué)病因研究的進(jìn)一步發(fā)展。不同的診斷標(biāo)準(zhǔn)，把患者人為地分為不同癥狀和體征的群體，關(guān)于PCOS的診斷在國(guó)際上一直存在爭(zhēng)議，并先后達(dá)成了三個(gè)診斷共識(shí)（或稱標(biāo)準(zhǔn)），包括基于歐美人群的2003年“鹿特丹PCOS診斷共識(shí)”[11]、美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（NIH）的標(biāo)準(zhǔn)[12]、我國(guó)衛(wèi)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——“多囊卵巢綜合征診斷”[13]。這三個(gè)診斷標(biāo)準(zhǔn)各有優(yōu)缺點(diǎn)。

3.3 表型單一，限制家系研究

①PCOS屬于生殖內(nèi)分泌疾病患者群體主要為育齡期婦女，嚴(yán)重缺乏典型的男性表型，目前，早禿雖有可能是PCOS的男性表型之一，然而并沒(méi)有臨床或?qū)嶒?yàn)室檢查等量化參考指標(biāo)。②PCOS的主要診斷指標(biāo)都和年齡相關(guān)，但對(duì)青春期前和絕經(jīng)期后的女性并沒(méi)有相應(yīng)的表型。③多數(shù)PCOS患者無(wú)排卵及不孕，從而導(dǎo)致子代較少，故難以進(jìn)行跨代的分離研究。

由于PCOS存在的自身限制條件，使得目前家系研究和連鎖分析等遺傳學(xué)研究遇到瓶頸[14]，故對(duì)PCOS致病基因的探索主要集中在患者本身。因而，需要制訂合理的PCOS遺傳學(xué)研究策略，減少小樣本的重復(fù)和平移式研究的浪費(fèi)[15]，避免研究的分散性和不可靠性，從而可以進(jìn)一步進(jìn)行科學(xué)研究和分析。

4 PCOS遺傳學(xué)研究的發(fā)展

4.1 深化分子遺傳學(xué)研究與相關(guān)基因功能的研究

采用單核苷酸多態(tài)性（SNP）篩查基因型與疾病的關(guān)聯(lián)性，并進(jìn)行單體型研究和家系分析。利用TDT檢驗(yàn)方法[16]，消除人群分層偏移和人群混雜干擾。

4.2 開(kāi)展基于大樣本的PCOS基因型和表型的關(guān)聯(lián)性研究

對(duì)同一種族采用統(tǒng)一和嚴(yán)格的入選標(biāo)準(zhǔn)[17]，不但降低研究對(duì)象的個(gè)體差異，還有利于遺傳學(xué)的進(jìn)一步研究，同時(shí)還要考慮環(huán)境因素對(duì)于PCOS特性的影響。

4.3 應(yīng)重視生活方式、環(huán)境因素對(duì)PCOS發(fā)生、發(fā)展影響的研究

改善和防治PCOS患者的一般情況和某些癥狀，可以通過(guò)適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)鍛煉、有效控制體質(zhì)量和合理的膳食結(jié)構(gòu)。

目前，PCOS的遺傳學(xué)研究已經(jīng)從小樣本和單個(gè)候選基因研究逐步發(fā)展為大樣本全基因組研究，逐步從基因的多態(tài)和變異深入到結(jié)合臨床表現(xiàn)的相關(guān)功能研究，PCOS的遺傳學(xué)研究使得人們對(duì)于PCOS發(fā)病機(jī)制的認(rèn)識(shí)加深，奠定了PCOS的發(fā)生和發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)和早期防治的研究基礎(chǔ)。

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