腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子與不孕癥及IVF-ET妊娠結(jié)局的相關(guān)性研究進(jìn)展

龔超超 趙軍招

隨著近年來女性生育年齡的推遲，環(huán)境、壓力等因素的影響，不孕癥的發(fā)病率呈現(xiàn)上升趨勢。體外受精-胚胎移植（in vitro fertilization and embryo transfer,IVFET）現(xiàn)已成為治療不孕癥的重要手段之一。對不孕癥相關(guān)因素及影響IVF-ET妊娠結(jié)局的研究已成為現(xiàn)代生殖醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)。研究報(bào)道卵母細(xì)胞的質(zhì)量是IVFET成功的重要前提之一[1-2]。卵母細(xì)胞從發(fā)育、成熟到排卵除受到下丘腦-垂體-性腺軸調(diào)節(jié)外，卵泡液中的細(xì)胞因子也發(fā)揮著重要作用。卵泡液是由血漿滲出物和卵巢分泌物組成，構(gòu)成了卵母細(xì)胞賴以生存的微環(huán)境。因此卵泡液中細(xì)胞因子的改變勢必會對微環(huán)境產(chǎn)生一定影響，進(jìn)而影響卵母細(xì)胞后續(xù)發(fā)育成熟、排卵、受精及形成胚胎的能力[3]。已有眾多研究表明，腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（brain-derived neurotrophic factor,BDNF）在生殖系統(tǒng)中亦有廣泛表達(dá)，且存在于正常周期的卵泡液中[4]。本文就BDNF與不孕癥及IVF-ET妊娠結(jié)局的相關(guān)性研究進(jìn)展作一綜述。

1 BDNF概述

1.1 BDNF分布 神經(jīng)營養(yǎng)因子（neurotrophin,NTs）是由神經(jīng)所支配的組織和星形膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生的一類小分子多肽物質(zhì)，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育及分化中起著重要作用。NTs包括神經(jīng)生長因子（nerve growth factor,NGF）、BDNF、神經(jīng)營養(yǎng)因子-3（NT-3）、NT-4/5 及 NT-6等。1982年Brade等[5]首次從豬腦中分離純化得到BDNF。BDNF作為一種堿性蛋白質(zhì)，其主要由腦組織合成，廣泛分布于中樞和周圍神經(jīng)系統(tǒng)，尤其是大腦海馬區(qū)[6]。近年來多項(xiàng)研究報(bào)道，BDNF在生殖系統(tǒng)中也有表達(dá)，包括卵巢、子宮[7]，且與生殖系統(tǒng)有著密切聯(lián)系。

1.2 BDNF受體 根據(jù)NTs受體與NTs親和力的大小，分為高親和力和低親和力受體。高親和力受體是酪氨酸激酶原癌基因編碼的一類酪氨酸蛋白激酶（tyrosine protein kinase,Trk）受體，是分子量為 120～160 kD的單跨膜糖蛋白，包括TrkA、TrkB、TrkC受體。其中TrkB受體對BDNF和NT-4/5的親和力較高。且有研究進(jìn)一步表明，TrkB受體是BDNF的功能型受體，必須借此才能發(fā)揮信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用。低親和力受體是一種分子量為75 kD的膜蛋白，稱為p75NTR，屬于TNF家族成員之一。p75NTR廣泛存在，與所有NTs以相似的親和力相結(jié)合。

1.3 BDNF對卵泡發(fā)育、成熟及早期胚胎發(fā)育的作用 從卵泡發(fā)育到早期胚胎的形成是一個復(fù)雜而又連續(xù)的過程，受到精細(xì)的調(diào)控。其過程除受到下丘腦-垂體-性腺軸調(diào)控外，卵巢內(nèi)部微環(huán)境中各種細(xì)胞因子的自分泌或旁分泌的調(diào)節(jié)也發(fā)揮著重要作用。

最初研究認(rèn)為BDNF僅由卵丘顆粒細(xì)胞產(chǎn)生。之后Harel等[8]將因病手術(shù)切除的卵巢標(biāo)本作為研究對象，研究發(fā)現(xiàn)BDNF主要表達(dá)于卵母細(xì)胞，而TrkB受體在卵母細(xì)胞和顆粒細(xì)胞表達(dá)。Anderson等[9]提取不同階段顆粒細(xì)胞及卵母細(xì)胞的RNA后進(jìn)行RT-PCR，發(fā)現(xiàn)BDNF及TrkB受體能在各種類型的顆粒細(xì)胞和卵母細(xì)胞中表達(dá)。隨著研究進(jìn)展，對BDNF及其TrkB受體的分布也產(chǎn)生了新的認(rèn)識。

有研究表明BDNF及其TrkB受體對卵泡發(fā)育、成熟及早期囊胚的形成起重要作用。Ojede等[10]利用基因敲除方法研究發(fā)現(xiàn)，敲除了NT4基因的大鼠，其卵泡生成和發(fā)育無缺陷；同時敲除NT4和BDNF基因的大鼠卵泡發(fā)育明顯遲緩；敲除NT4和BDNF的TrkB受體基因的大鼠在卵泡的生成和發(fā)育方面均存在缺陷，從中推測BDNF、TrkB受體對卵泡生成及發(fā)育會產(chǎn)生一定影響。Kawamura等[11]研究發(fā)現(xiàn)卵巢內(nèi)部BDNF作用于卵母細(xì)胞中特異表達(dá)的高親和力TrkB受體，能夠促進(jìn)第一極體的排出，促進(jìn)移植前胚胎的形成，并且認(rèn)為BDNF對卵母細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)的成熟發(fā)揮重要作用。Zhao等[12]也研究表明，BDNF作為卵泡內(nèi)自分泌和旁分泌因子可以促進(jìn)卵母細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)的成熟。并有文獻(xiàn)報(bào)道，在動物實(shí)驗(yàn)中BDNF可以促進(jìn)早期胚胎的發(fā)育[13]。有學(xué)者在以人為研究對象的研究中證實(shí)，BDNF可提高體外卵母細(xì)胞成熟及其質(zhì)量，并且促進(jìn)早期胚胎的發(fā)育和囊胚的形成[14]。目前關(guān)于BDNF對卵泡發(fā)育、成熟及早期胚胎發(fā)育的確切作用機(jī)制尚未明了，具體有待進(jìn)一步研究證實(shí)。

2 BDNF與不孕癥相關(guān)因素的相關(guān)性

不孕癥是一種由多種病因?qū)е碌纳系K狀態(tài)。根據(jù)病因分類，將女性不孕癥分為盆腔因素和排卵障礙兩大類。其中子宮內(nèi)膜異位癥（endometriosis,EMT）、多囊卵巢綜合征（polycystic ovary syndrome,PCOS）、卵巢儲備功能下降（diminished ovarian reserve,DOR）所引起的不孕較為常見。近年來BDNF在生殖領(lǐng)域逐漸受到學(xué)者們的關(guān)注，通過了解助孕婦女卵泡液微環(huán)境中BDNF的水平，進(jìn)而探究BDNF水平與不孕癥相關(guān)因素的關(guān)系。

2.1 BDNF與EMT性不孕的相關(guān)性 EMT是指由子宮內(nèi)膜組織（腺體和間質(zhì)）出現(xiàn)在子宮體以外的部位，是育齡期女性常見病，且作為一種慢性疾病，具有遷延難愈的特點(diǎn)，常與不孕癥密切相關(guān)[15]。其病因至今尚未明確。

研究表明，人類BDNF基因存在Val66Met多態(tài)性。近年來發(fā)現(xiàn)BDNF基因的Val66Met多態(tài)性與EMT性不孕密切相關(guān)。Zhang等[16]研究發(fā)現(xiàn)，EMT患者中BDNF Met/Met者卵泡液中BDNF水平低于BDNF Val/Val者。且與輸卵管因素不孕患者比較，EMT性不孕患者的BDNF Met/Met基因型頻率和Met等位基因頻率更高，從中推測BDNF基因的Val66Met多態(tài)性與EMT性不孕有關(guān)。這與王蕓等[17]研究結(jié)果相一致，并發(fā)現(xiàn)BDNF Met/Met基因型患者對促性腺激素（gonadotropins,Gn）反應(yīng)不敏感，使用更多劑量的Gn而獲得的成熟卵和優(yōu)質(zhì)胚胎數(shù)卻下降，且受精率更低。由此推測BDNF Met/Met基因型患者妊娠率較差可能與卵泡液中BDNF水平降低有關(guān)。且有研究報(bào)道，卵泡液中BDNF水平的降低參與了EMT性不孕的發(fā)生，可能涉及PI3K/AKT/mTOR信號通路的抑制導(dǎo)致顆粒細(xì)胞的凋亡[18]。隨著研究進(jìn)展，有學(xué)者提出BDNF可能還與EMT性疼痛的發(fā)生、發(fā)展相關(guān)，期待未來更多大樣本研究來證實(shí)BDNF與EMT之間的相關(guān)性。

2.2 BDNF與PCOS性不孕的相關(guān)性 PCOS是一種常見的婦科內(nèi)分泌疾病，其病因至今尚未闡明。目前研究認(rèn)為，可能是由于某些遺傳基因與環(huán)境因素相互作用所致。Buyuk等[19]在探究卵泡液中NTs與不孕癥病因關(guān)系中發(fā)現(xiàn)，PCOS患者取卵日卵泡液中BDNF水平高于對照組。Russo等[20]在探究PCOS患者血漿和卵泡液中BDNF水平時，也發(fā)現(xiàn)PCOS患者血漿及卵泡液中BDNF水平高于健康對照組，并提出假設(shè)，PCOS患者體內(nèi)高水平的黃體生成素（luteinizing hormone,LH）可提高血漿和卵泡液中BDNF的表達(dá)。但BDNF與LH的具體相關(guān)性有待進(jìn)一步研究證實(shí)。蔣立艷等[21]構(gòu)建PCOS大鼠模型，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也顯示PCOS模型組BDNF的表達(dá)較對照組明顯升高；進(jìn)一步的免疫組化實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)BDNF高親和力TrkB受體在不同發(fā)育階段的卵泡顆粒細(xì)胞上表達(dá)較為恒定，而在卵母細(xì)胞上的表達(dá)隨著卵泡發(fā)育逐漸減弱，且在PCOS組卵母細(xì)胞上的表達(dá)也低于對照組，從而推測PCOS大鼠卵母細(xì)胞上TrkB受體表達(dá)不足，導(dǎo)致卵巢內(nèi)卵泡發(fā)育障礙或閉鎖，顆粒細(xì)胞及卵母細(xì)胞凋亡增多。同時，可能導(dǎo)致BDNF抵抗現(xiàn)象促使BDNF表達(dá)眾多。但也存在不同觀點(diǎn)，Sadeu等[22]研究認(rèn)為不同不孕因素中卵泡液BDNF水平并無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

目前已明確BDNF及其受體在卵泡發(fā)育中發(fā)揮著重要作用。因此探究BDNF及其受體的表達(dá)異常在PCOS患者卵泡發(fā)育障礙中的作用，能為進(jìn)一步研究PCOS相關(guān)因素提供新的依據(jù)。但具體相關(guān)性有待更多大樣本、嚴(yán)格實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步研究。

2.3 BDNF與DOR的相關(guān)性 DOR是指卵巢產(chǎn)生卵子的能力減弱，卵泡質(zhì)量下降，導(dǎo)致女性生育能力下降以及生殖內(nèi)分泌功能紊亂的一種疾病，可進(jìn)一步發(fā)展為卵巢早衰（premature ovarian failure,POF），進(jìn)而導(dǎo)致女性喪失生育能力。其發(fā)病機(jī)制目前尚不明確，但與年齡、環(huán)境、精神、遺傳、激素水平、盆腔疾病、婦科手術(shù)等多種因素相關(guān)。且在輔助生殖技術(shù)中DOR通常與卵巢低反應(yīng)、高移植取消率和低妊娠率密切相關(guān)[23]。

研究指出，循環(huán)中BDNF水平會隨月經(jīng)周期發(fā)生改變，在圍絕經(jīng)期減少，絕經(jīng)后穩(wěn)定下降[24]。Buyuk等[19]發(fā)現(xiàn)，DOR患者卵泡液中BDNF水平低于對照組，但差異不顯著。可能由于卵泡液是促排卵后收集的，且有文獻(xiàn)報(bào)道卵泡液中BDNF水平會隨著Gn的刺激上調(diào)[12]，從而推測Gn刺激可能掩蓋了DOR患者卵泡液中BDNF水平。但有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，IVF-ET周期獲卵日卵泡液中DOR患者BDNF水平高于對照組[25]。目前針對BDNF與DOR兩者相關(guān)性的研究文獻(xiàn)報(bào)道較少，且現(xiàn)有結(jié)論存在爭議，尚需更多實(shí)驗(yàn)研究證明。

3 BDNF與IVF-ET妊娠結(jié)局的相關(guān)性研究

自世界第一例試管嬰兒在英國誕生以來，IVF-ET已成為全世界治療不孕癥的重要手段。隨著輔助生殖技術(shù)的不斷發(fā)展，目前已取得一定成效，但仍存在較高的生化妊娠率、自然流產(chǎn)率等妊娠失敗結(jié)局。鑒于BDNF參與生殖功能，探究其與IVF-ET妊娠結(jié)局的相關(guān)性可進(jìn)一步指導(dǎo)臨床工作。

Ramer等[26]回顧性研究分析了行IVF-ET助孕的226例婦女，研究發(fā)現(xiàn)在IVF-ET周期開始之前循環(huán)中BDNF水平在異位妊娠患者中最高，而活產(chǎn)、自然流產(chǎn)及生化妊娠患者其循環(huán)中BDNF水平低于未妊娠患者。從中推測IVF-ET周期開始前，循環(huán)中BDNF水平升高可能預(yù)示異位妊娠的發(fā)生。研究進(jìn)一步推測其可能是由于升高的BDNF會增加子宮或輸卵管收縮的可能性，導(dǎo)致增加了其宮外植入的發(fā)生。但此研究樣本數(shù)量較少，無法準(zhǔn)確評估其對妊娠結(jié)局的影響。Bódis等[27]在研究中發(fā)現(xiàn)，行IVF-ET助孕婦女中妊娠婦女卵泡液中BDNF水平低于未妊娠婦女，兩者呈負(fù)相關(guān)。而Ramer等[28]在另一項(xiàng)研究得出不同結(jié)論，研究發(fā)現(xiàn)活產(chǎn)婦女循環(huán)BDNF水平高于異位妊娠、自然流產(chǎn)及生化妊娠婦女，進(jìn)而推測IVF-ET周期循環(huán)中BDNF減少與妊娠失敗有關(guān)。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同可能與以下因素有關(guān)：（1）由于實(shí)驗(yàn)過程中采血時間不同，不能排除在IVF-ET周期中使用Gn促排卵對循環(huán)BDNF水平的影響；（2）循環(huán)血液及卵泡液中雖均能檢測到BDNF水平，但目前缺少對兩者相關(guān)性的研究報(bào)道，因此不能將循環(huán)血液中BDNF水平與卵泡液中BDNF水平直接進(jìn)行比較；（3）有研究報(bào)道，不同促排卵方案對BDNF的分泌也會產(chǎn)生不同影響[22]；（4）樣本間存在個體差異。因此基于現(xiàn)階段的研究難以直接說明BDNF水平與IVFET助孕不同結(jié)局的相關(guān)性，還需要更多大樣本實(shí)驗(yàn)深入研究說明。

4 小結(jié)

近年來研究發(fā)現(xiàn)BDNF作為NTs家族的一員在生殖系統(tǒng)中也有表達(dá)。關(guān)于BDNF在生殖系統(tǒng)中的表達(dá)、對生殖功能的影響、與不孕癥相關(guān)因素的關(guān)系及與IVF-ET妊娠結(jié)局的相關(guān)性研究無論從基礎(chǔ)還是臨床研究角度均具有重大意義。但目前針對BDNF的研究仍處于探索階段，有些結(jié)論仍存在爭議，其對上述的影響機(jī)制及其相關(guān)性有待進(jìn)一步研究證實(shí)。期待未來對BDNF在生殖系統(tǒng)中功能和作用機(jī)制能得到充分認(rèn)識，為輔助生殖技術(shù)的發(fā)展提供更多有用的指導(dǎo)。