輔酶Q10對卵巢儲(chǔ)備功能下降患者的防治作用*

趙夢璐，李靜，梁琦，潘程程，崔薇

(1.山東中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)學(xué)院，濟(jì)南 250001；2.山東中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院生殖醫(yī)學(xué)科，濟(jì)南 250001)

輔酶Q10于1957年被發(fā)現(xiàn)。1958年，美國德克薩斯大學(xué)的Karufulukas博士發(fā)現(xiàn)了它的化學(xué)結(jié)構(gòu)。人體內(nèi)的輔酶Q10含量隨著年齡的增長而降低，輔酶Q10水平降低會(huì)影響線粒體的氧化磷酸化，減少細(xì)胞能量物質(zhì)三磷酸腺苷(adenosine triphosphate，ATP)的生成，影響卵子質(zhì)量和卵子受精[1]。近年來，隨著二孩政策的實(shí)施，女性的備孕年齡上升，以及環(huán)境污染、社會(huì)壓力等外在因素的影響，導(dǎo)致卵巢儲(chǔ)備功能下降(decreased ovarian reserve，DOR)的患者逐漸增多。輔酶Q10作為線粒體內(nèi)膜內(nèi)的質(zhì)子和電子載體，具有生物能量作用，同時(shí)也是一種內(nèi)源性親脂性抗氧化劑，廣泛存在于生物膜中，主要參與線粒體呼吸鏈中的電子轉(zhuǎn)運(yùn)和氧化磷酸化，可以抗氧化、清除自由基，提高卵巢儲(chǔ)備功能，增加卵泡數(shù)量，改善卵泡質(zhì)量[2]。筆者概述輔酶Q10對DOR患者的防治作用及其機(jī)制。

1 DOR

美國疾病預(yù)防控制中心輔助生育協(xié)會(huì)(SART-CDC)提出：由于年齡、遺傳因素、醫(yī)源性或手術(shù)原因?qū)е碌穆殉矁?nèi)存留卵子的質(zhì)量和數(shù)量下降，被定義為DOR。DOR的檢測指標(biāo)：卵泡刺激素(follicle stimulating homone，F(xiàn)SH)由垂體前葉的促性腺激素分泌，促進(jìn)卵泡發(fā)育。血清FSH水平隨年齡增加而增加，早卵泡期血清FSH水平>10 U·L-1是DOR的預(yù)測指標(biāo)[3]。此外，抗苗勒激素(anti-mulerian hormone，AMH)、竇卵泡計(jì)數(shù)(antral follicle count，AFC)、抑制素B(inhibin B，INHB)、卵巢體積也用于預(yù)測卵巢儲(chǔ)備[4]。AMH是卵巢儲(chǔ)備的重要標(biāo)志，在卵泡發(fā)育和卵泡選擇中起著重要作用[5]。一般認(rèn)為血清基礎(chǔ)AMH水平0.5～1.0 ng·mL-1，預(yù)示著DOR。INHB是小竇卵泡生長的標(biāo)志物，可在血清基礎(chǔ)FSH第3天升高前預(yù)測DOR[6-8]。

DOR病理上主要表現(xiàn)為卵巢皮質(zhì)內(nèi)原始卵泡數(shù)量過早耗竭，卵母細(xì)胞質(zhì)量進(jìn)行性下降，臨床上表現(xiàn)為激素分泌異常及生育力的持續(xù)下降，如雌激素降低、AMH降低、FSH升高等[9-10]。關(guān)于DOR病因尚無統(tǒng)一定論，主要包括年齡、遺傳因素(某些性染色體缺陷和常染色體基因缺陷)、代謝免疫因素、心理環(huán)境因素及醫(yī)源性因素等。近幾十年來，輔助生殖技術(shù)飛速發(fā)展，為治療不孕、不育提供了非常有效的方法，但DOR患者在接受輔助生殖技術(shù)助孕過程中，常常出現(xiàn)卵巢低反應(yīng)、促排卵藥物用量增加、高周期取消率、低臨床妊娠率、低抱嬰率等情況。因此，如何提高DOR患者輔助生殖妊娠結(jié)局成為困擾臨床醫(yī)療工作的難題。

2 線粒體對卵巢儲(chǔ)備功能的影響

線粒體是存在于大多數(shù)細(xì)胞中的細(xì)胞器，被兩層膜包被，是細(xì)胞進(jìn)行氧化磷酸化和產(chǎn)生能量的主要場所。線粒體根據(jù)不同的生物種類及生理狀態(tài)而在細(xì)胞中呈現(xiàn)不同形狀。線粒體主要影響細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)化，其次亦參與其他的生理功能：如調(diào)控細(xì)胞增殖與代謝，調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡過程，調(diào)節(jié)鈣離子濃度，合成膽固醇及某些血紅素等[11]。DOR除了表現(xiàn)為卵泡數(shù)量減少外，主要還表現(xiàn)為卵子質(zhì)量下降[12-13]，而卵子質(zhì)量與線粒體功能密切相關(guān)，線粒體阻止卵子的凋亡[14]，促進(jìn)胚胎的形成[15]，其數(shù)量影響ATP的生成[16]。線粒體產(chǎn)生的ATP是觸發(fā)卵子受精必不可少的條件[17]。有文獻(xiàn)報(bào)道[18]，在卵母細(xì)胞、胚胎形成及發(fā)育過程中，線粒體參與鈣離子的儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)運(yùn)，線粒體損傷導(dǎo)致卵子異常受精；線粒體功能異常會(huì)驅(qū)動(dòng)凋亡途徑發(fā)生，細(xì)胞過度氧化應(yīng)激(oxidative stress，OS)，影響優(yōu)質(zhì)胚胎的形成。

線粒體為卵母細(xì)胞成熟、受精和卵裂提供能量。早期卵泡衰竭及細(xì)胞凋亡是DOR發(fā)生的機(jī)制。線粒體基因異常(數(shù)量變化、mtDNA片段缺失、突變)會(huì)降低細(xì)胞內(nèi)的能量生成。有學(xué)者認(rèn)為，低ATP水平可以激活卵子中哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信號通路，導(dǎo)致原始卵泡的異?；罨?、丟失增多，卵泡過早衰竭，逐漸發(fā)展為DOR[19]。線粒體參與細(xì)胞的各項(xiàng)生物代謝過程，研究表明，線粒體可以作為評估卵母細(xì)胞發(fā)育潛能的指標(biāo)[20-22]，線粒體異常是導(dǎo)致高齡不孕患者卵母細(xì)胞發(fā)育潛能低下的關(guān)鍵因素[23]。

人類的所有細(xì)胞中都含有線粒體，而卵母細(xì)胞被認(rèn)為是最需要線粒體的細(xì)胞，mtDNA拷貝數(shù)是評估卵母細(xì)胞活性的重要參考指標(biāo)[24-26]。在顆粒細(xì)胞、卵母細(xì)胞或外周血均能發(fā)現(xiàn)mtDNA拷貝數(shù)與卵巢儲(chǔ)備功能的關(guān)系。TSAI等[27]發(fā)現(xiàn)卵子顆粒細(xì)胞mtDNA拷貝數(shù)影響輔助生殖治療周期的結(jié)果。研究表明，線粒體數(shù)量異?？蓪?dǎo)致卵子胞漿成熟障礙及卵細(xì)胞受精異常。卵細(xì)胞及胚胎發(fā)育過程中，線粒體存在一個(gè)“閾值”，當(dāng)線粒體數(shù)量高于閾值時(shí)，卵細(xì)胞和胚胎發(fā)育良好[28]。線粒體數(shù)量的減少，直接導(dǎo)致能量合成障礙，影響顆粒細(xì)胞功能。輔助生殖促排卵過程中退化的卵母細(xì)胞中線粒體數(shù)量較少[29]。與正常卵巢儲(chǔ)備比較，DOR組卵母細(xì)胞線粒體數(shù)量明顯減少[30]。對接受胚胎植入前基因診斷患者的極體和卵裂球進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)高齡女性卵母細(xì)胞極體含mtDNA拷貝數(shù)少于年輕女性[31]。國內(nèi)學(xué)者采用實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)技術(shù)檢測不同受精結(jié)局的卵母細(xì)胞，證實(shí)受精能力與mtDNA拷貝數(shù)有關(guān)[32-33]。DIOGUARDI等[34]在卵巢儲(chǔ)備功能下降的小鼠中，也發(fā)現(xiàn)顆粒細(xì)胞及卵母細(xì)胞mtDNA拷貝數(shù)降低。此外，有研究表明，對卵巢儲(chǔ)備功能不同的患者進(jìn)行外周血mtDNA拷貝數(shù)檢測，發(fā)現(xiàn)DOR患者mtDNA含量低于卵巢儲(chǔ)備正常者[35]。

線粒體閾值數(shù)量可以保障卵母細(xì)胞成熟及功能，線粒體數(shù)量不足導(dǎo)致卵母細(xì)胞發(fā)育和成熟異常，這可能是DOR患者卵泡數(shù)量減少及質(zhì)量下降的病因之一。

卵巢儲(chǔ)備功能表現(xiàn)了女性的生育能力，卵子質(zhì)量的優(yōu)劣決定了胚胎的質(zhì)量[36]。隨著空氣污染及盆腔附件侵入性操作增多等，由于DOR而不孕的女性數(shù)量逐年上升。目前對DOR病因探索研究仍是一個(gè)熱點(diǎn)。氧化磷酸化離不開線粒體，由于線粒體缺乏保護(hù)及嚴(yán)格的修復(fù)機(jī)制，線粒體數(shù)量不足、mtDNA片段缺失、突變都可以引起功能發(fā)生變化，最終導(dǎo)致能量產(chǎn)生減少。

3 輔酶Q10、線粒體與卵巢儲(chǔ)備功能

輔酶Q10 具有清除自由基、抗凋亡、穩(wěn)定細(xì)胞膜、減少OS、提高機(jī)體免疫力等優(yōu)點(diǎn)，是重要的抗氧化劑和免疫增強(qiáng)劑，是線粒體電子傳遞鏈的重要組成部分，起到能量轉(zhuǎn)換劑和明顯的抗脂質(zhì)過氧化作用。在臨床上，它具有抗衰老、抗疲勞、抗高血壓和保護(hù)心臟等作用[37]，具有無毒、無致畸和無明顯不良反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)，越來越多受到基礎(chǔ)研究者和臨床工作者的關(guān)注。

輔酶Q10主要參與線粒體呼吸鏈中的電子轉(zhuǎn)運(yùn)和氧化磷酸化，產(chǎn)生ATP[38]，通過抑制脂質(zhì)過氧化和DNA氧化作用，增強(qiáng)細(xì)胞內(nèi)的內(nèi)源性抗氧化系統(tǒng)。補(bǔ)充輔酶Q10已被證明可以改善心血管功能和男性生育能力[39-41]。血漿中輔酶Q10濃度降低與性腺機(jī)能減退和其他類固醇激素[42]水平改變有關(guān)。輔酶Q10水平的下降在35歲以上的人群中很常見，似乎與年齡相關(guān)的生育能力下降和胚胎非整倍體率的增加同時(shí)發(fā)生，這表明輔酶Q10表達(dá)的減少與卵巢老化有關(guān)[43]。多項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究表明，輔酶Q10可以保護(hù)卵巢儲(chǔ)備，通過恢復(fù)線粒體功能來抵消卵巢生理衰老，提高胚胎卵裂率和囊胚形成率[44-46]。臨床上，在35～ 43歲的婦女中，輔酶Q10預(yù)治療可增強(qiáng)促排卵效果，降低胎兒非整倍性的概率[47-48]。

輔酶Q10也通過調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)部的氧化還原狀態(tài)來影響基因表達(dá)[49]。在生殖生物學(xué)中，輔酶Q10已被證明在男性和女性的生育能力中發(fā)揮作用[50]。在特發(fā)性弱精子癥不育癥患者的精漿和精子細(xì)胞中，輔酶Q10水平降低和氧化增加[51]。這些患者服用輔酶Q10可增加輔酶Q10含量，改善其氧化狀態(tài)和精子運(yùn)動(dòng)特性[52-53]。在雌性生殖系統(tǒng)中，外源性補(bǔ)充輔酶Q10的早期報(bào)告顯示，在各種大鼠組織中，腎上腺和卵巢對輔酶Q10的攝取顯著。這些器官的輔酶Q10總含量增加了1倍以上，而其他器官的輔酶Q10含量僅略有增加[54]。STOIKOVIC等[55]研究調(diào)查了輔酶Q10作為牛胚胎體外培養(yǎng)補(bǔ)充物質(zhì)的作用，發(fā)現(xiàn)早期胚胎卵裂率、囊胚形成率、孵化率、囊胚擴(kuò)張率顯著提高，內(nèi)質(zhì)細(xì)胞體積增大。STOIKOVIC等還觀察到輔酶Q10培養(yǎng)的胚胎中ATP含量增加。所有這些參數(shù)都表明胚胎質(zhì)量有所提高。與此觀察相符，BEN-MEIR等[44]報(bào)道，輔酶Q10在生殖衰老過程中，可以恢復(fù)卵母細(xì)胞線粒體功能和生育能力，通過使用缺乏輔酶Q10合成的動(dòng)物模型，強(qiáng)調(diào)了輔酶Q10在生殖衰老中的關(guān)鍵作用，并通過補(bǔ)充輔酶Q10可以挽救卵巢儲(chǔ)備的減少。

輔酶Q10具有清除自由基作用。自由基是細(xì)胞正常的代謝產(chǎn)物，正常情況下，自由基的產(chǎn)生和清除處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，一旦平衡被打破，體內(nèi)自由基積聚可引起OS，導(dǎo)致DNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的過氧化，引起線粒體功能障礙和細(xì)胞凋亡。OS和線粒體功能障礙相互作用，形成惡性循環(huán)。OS可積聚大量自由基，破壞線粒體復(fù)合物Ⅰ，與此同時(shí)，線粒體復(fù)合物Ⅰ的缺陷會(huì)產(chǎn)生更多的自由基。輔酶Q10是人體內(nèi)唯一天然可再生的脂溶性抗氧化劑。輔酶Q10通過氧化還原型結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換，可以清除自由基，減少OS，改善線粒體功能障礙[56]。

輔酶Q10具有抑制細(xì)胞凋亡的作用。輔酶Q10可以保護(hù)線粒體 DNA，消除氧自由基，減少OS，防止過氧化損傷引起的線粒體DNA突變，維持線粒體呼吸鏈的完整性，減少細(xì)胞凋亡；輔酶Q10可以提高線粒體ATP生產(chǎn)效率，促進(jìn)細(xì)胞生長和代謝，延緩細(xì)胞凋亡；輔酶Q10可以通過抑制線粒體滲透轉(zhuǎn)化通路的打開來阻止線粒體去極化，抑制線粒體依賴性凋亡通路的激活，起到抗凋亡的作用；輔酶Q10可以抑制活性氧相關(guān)的凋亡通路[57]，在腎近曲小管細(xì)胞中，輔酶Q10通過磷酸化p66shc機(jī)制，顯著抑制尼古丁誘導(dǎo)的活性氧生成和細(xì)胞凋亡，進(jìn)而激活抗氧化反應(yīng)元件(antioxidant response element，ARE)及錳超氧化物歧化酶(manganese superoxide dismutase，MnSOD)的啟動(dòng)子，促使MnSOD清除活性氧，從而抑制凋亡[58]。

輔酶Q10還可以改善線粒體功能，恢復(fù)線粒體的能量生產(chǎn)[59]。卵母細(xì)胞的線粒體功能障礙導(dǎo)致氧化磷酸化減少和線粒體產(chǎn)生的ATP非最佳水平，這與生殖性能差密切相關(guān)，包括卵巢儲(chǔ)備減少、卵母細(xì)胞質(zhì)量差、受精異常和移植前胚胎發(fā)育紊亂。線粒體產(chǎn)生的能量對類固醇激素的生物合成、卵母細(xì)胞成熟、受精和早期胚胎發(fā)育都很重要。

4 輔酶Q10預(yù)治療對卵巢功能的影響

成熟卵母細(xì)胞中輔酶Q10水平明顯高于其在畸形卵母細(xì)胞中，其水平導(dǎo)致I～I(xiàn)I級與III～I(xiàn)V級胚胎的比值明顯提高[60]。這一結(jié)論被AKARSU等[61]證實(shí)，并可能突出輔酶Q10在保護(hù)卵泡脂蛋白免受氧化作用，保持其功能。此外，不同研究[59，62]也指出補(bǔ)充輔酶Q10(600 mg·d-1)，持續(xù)60 d，能改善卵巢儲(chǔ)備下降女性的卵巢反應(yīng)，在體外受精過程中，通過降低其對促性腺激素的需求，提高卵泡預(yù)刺激的反應(yīng)能力。

?ZCAN等[63]認(rèn)為，卵巢衰老和OS之間存在密切聯(lián)系，而輔酶Q10可能有效地保護(hù)卵巢不受鉑化物作用中的活性氧形成成分的影響。因此，雖然OS在女性不孕中的作用尚不清楚，但補(bǔ)充輔酶Q10可以通過改善線粒體功能，對抗線粒體卵巢衰老和生理程序性卵巢衰老來保護(hù)卵巢儲(chǔ)備。

BURSTEIN等[64]在衰老小鼠模型中比較了輔酶Q10、白藜蘆醇和R-ALA蛋白在促排卵前18周內(nèi)對排卵卵母細(xì)胞數(shù)量及卵母細(xì)胞線粒體功能的影響。結(jié)果表明，輔酶Q10預(yù)治療顯著增加排卵卵母細(xì)胞的數(shù)量，改善卵母細(xì)胞線粒體功能，并將老年小鼠體內(nèi)的活性氧水平降低到與幼齡小鼠類似的水平。BEN-MEIR等[44]研究了補(bǔ)充輔酶Q10、α硫辛酸和白藜蘆醇對受損卵母細(xì)胞線粒體功能和卵巢儲(chǔ)備的影響，這些線粒體生物能量的刺激物質(zhì)被皮下注射到9個(gè)月大的小鼠體內(nèi)，結(jié)果表明，補(bǔ)充輔酶Q10可保護(hù)卵巢儲(chǔ)備，改善卵母細(xì)胞質(zhì)量和排卵率，以及提高線粒體性能。此外，還能夠使正常發(fā)育的配子比例增加。

XU等[59]發(fā)現(xiàn)輔酶Q10預(yù)治療后獲得的卵母細(xì)胞數(shù)明顯多于對照組。輔酶Q10組受精卵數(shù)和受精率數(shù)顯著多于對照組，每例患者第3天優(yōu)質(zhì)胚胎數(shù)多于對照組。輔酶Q10組冷凍胚胎數(shù)和復(fù)蘇移植胚胎周期數(shù)顯著增加。在接受輔酶Q10治療的女性中，每次新鮮胚胎移植周期的臨床妊娠率和活產(chǎn)率分別為34.85%和31.82%，對照組分別為25.00%和21.88%。結(jié)果表明，輔酶Q10預(yù)治療導(dǎo)致卵巢反應(yīng)所需的促性腺激素總量顯著減少，刺激持續(xù)時(shí)間縮短，雌激素峰值升高，卵母細(xì)胞數(shù)量增多。輔酶Q10預(yù)治療可顯著提高受精率和優(yōu)質(zhì)胚胎數(shù)。與對照組比較，輔酶Q10治療組因未對刺激作出反應(yīng)而取消的周期數(shù)明顯較低，因胚胎發(fā)育失敗而取消的周期數(shù)較少，冷凍胚胎的周期較多。

5 結(jié)束語

綜上所述，輔酶Q10預(yù)治療可以增強(qiáng)卵巢對刺激的反應(yīng)，改善卵巢儲(chǔ)備下降的患者的卵母細(xì)胞和胚胎質(zhì)量。對于DOR患者，給予一段時(shí)間的輔酶Q10預(yù)治療對其卵巢功能恢復(fù)和未來妊娠有明顯效果。已經(jīng)證明，每天攝入高達(dá)900 mg的輔酶Q10對健康成年人是安全的[65]。輔酶Q10的治療將延遲輔助生殖技術(shù)周期，預(yù)治療時(shí)長要根據(jù)患者情況而定，長期的預(yù)治療患者依從性可能較差。由于年齡問題，有些患者不具備長期輔酶Q10預(yù)治療的條件。需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究來確定補(bǔ)充輔酶Q10最佳劑量和最佳持續(xù)時(shí)間以改善DOR。