陰道微生物多樣性與女性不孕癥相關(guān)性研究進(jìn)展

周鷺，宋馳，蔣涵穎，滕紅麗

(1.湖北民族大學(xué)醫(yī)學(xué)部，恩施 445000；2.廣西國(guó)際壯醫(yī)醫(yī)院，南寧 530001；3.中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所，北京 100700)

女性不孕癥是常見(jiàn)婦科疾病之一，其嚴(yán)重影響家庭和諧幸福，也是權(quán)衡一個(gè)國(guó)家或地區(qū)生殖健康、醫(yī)療水平和社會(huì)發(fā)展等的重要指標(biāo)之一。根據(jù)研究顯示，全球至少有8 000萬(wàn)以上的不孕夫婦，占已婚育齡夫婦的7%～15%；在我國(guó)不孕癥的發(fā)病率為6%～15%，其中女性不孕人數(shù)占不孕總?cè)藬?shù)的50%～60%[1-3]。近年來(lái)，由于生活方式、生活環(huán)境、社交活動(dòng)等的改變，女性不孕癥的發(fā)病率有逐漸上升的趨勢(shì)，女性不孕癥的防治也是婦科臨床研究的熱點(diǎn)。根據(jù)2009年修訂的輔助生殖技術(shù)術(shù)語(yǔ)表，不孕癥的臨床定義為：女性無(wú)避孕措施的有規(guī)律性生活12個(gè)月或更長(zhǎng)時(shí)間，未能獲得臨床妊娠者[4]。不孕癥的診斷需要依靠激素水平檢查、超聲檢查、宮腔鏡檢查、腹腔鏡檢查、輸卵管通液術(shù)、子宮輸卵管造影等輔助檢查，從而對(duì)女性生殖系統(tǒng)的形態(tài)和功能進(jìn)行全面評(píng)估。不孕癥的治療主要為促排卵、輸卵管疏通術(shù)、介入治療等，其中輔助生殖技術(shù)的發(fā)展對(duì)不孕癥治愈率的提高具有重要作用。同時(shí)，隨著高通量測(cè)序技術(shù)逐漸應(yīng)用于陰道微生物的研究，女性不孕癥與陰道微生物多樣性相關(guān)性的探討為女性不孕癥的防治提供了新方向。

一、正常陰道微生物組成

女性陰道是生殖系統(tǒng)的門戶，陰道微生物群在陰道內(nèi)廣泛定植，維持動(dòng)態(tài)平衡并參與保護(hù)宿主不受細(xì)菌、真菌、病毒的侵害。陰道微生物狀態(tài)直接影響生殖健康，對(duì)妊娠結(jié)局具有重要影響。母親的陰道微生物種類直接影響新生兒的皮膚、腸道、尿道、陰道等菌群的建立和發(fā)展。陰道微生物群失衡使宿主更易遭受病原體的侵襲，并可能造成機(jī)會(huì)使得病原體的生長(zhǎng)，威脅宿主的健康甚至生命。

目前陰道微生物已分離出50多種類型，包括乳桿菌、葡萄球菌、擬桿菌、鏈球菌、腸球菌、大腸桿菌、棒狀桿菌等[5-6]。健康育齡期女性的陰道微生物組成由乳桿菌屬為主導(dǎo)(>70%)，按照豐度排序前4種依次為卷曲乳桿菌、惰性乳桿菌、加氏乳桿菌、詹氏乳桿菌[7]。乳桿菌通過(guò)產(chǎn)生乳酸和過(guò)氧化氫以維持陰道PH值和陰道的健康狀態(tài)。乳桿菌的分布和數(shù)量與雌激素相關(guān)，受月經(jīng)周期、年齡、妊娠狀態(tài)等因素的影響，且陰道微生物多樣性因種族、社會(huì)與自然環(huán)境、生活習(xí)慣和不良嗜好等內(nèi)外源因素呈現(xiàn)顯著不同[8-9]。與育齡期女性相比，絕經(jīng)期女性乳桿菌和酵母菌的含量更低[10]。Ravel等[11]對(duì)396 例不同種族北美女性的陰道分泌物樣本進(jìn)行16S rRNA基因測(cè)序，將白人、黑人、西班牙裔和亞裔的陰道微生物分為5種類型，并揭示了不同種族北美女性的陰道pH值不同，同時(shí)證實(shí)了所有北美女性沒(méi)有共同的“核心陰道微生物”，自此陰道微生物的種族多樣性研究逐漸展開。Serrano等[12]采集不同種族(非洲裔、西班牙裔和歐洲血統(tǒng))613例已妊娠和1 969例未妊娠患者的陰道微生物樣本進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，妊娠早期陰道菌群功能即發(fā)生變化，已妊娠組的陰道微生物群α多樣性低，其中，非洲血統(tǒng)的婦女陰道微生物群的變化最為顯著。

二、不孕癥患者陰道微生物多樣性

微生物多樣性描述從基因到物種的多樣性，研究不同種群、物種的數(shù)量，以及物種與其環(huán)境之間相互作用，主要分為α、β、γ 3種多樣性。α多樣性衡量的是在某個(gè)棲息地、研究區(qū)域或樣本中有多少不同物種以及分布的均勻程度，也稱為樣本內(nèi)多樣性；β多樣性也稱為樣本間多樣性，用于測(cè)量?jī)蓚€(gè)不同生境或樣本之間的差異[13]。乳桿菌對(duì)于生殖健康具有重要作用，健康育齡期婦女陰道微生物α多樣性低，菌群組成高度穩(wěn)定，其中乳桿菌占有絕對(duì)的主導(dǎo)地位[14-15]。不孕癥患者陰道微生物與健康婦女之間β多樣性具有顯著差異，不孕癥患者陰道微生物多樣性與豐度顯著低于健康婦女[16]。

1.不孕癥患者陰道微生物感染多樣性：生殖道沙眼衣原體、結(jié)核分枝桿菌和淋球菌等感染，被認(rèn)為是導(dǎo)致輸卵管性不孕癥最主要的原因[17-19]。沙眼衣原體可合成大量熱休克蛋白，其在輸卵管上皮細(xì)胞中誘導(dǎo)促炎反應(yīng)，致使瘢痕形成和輸卵管堵塞，從而導(dǎo)致不孕癥、宮頸癌、宮外孕等，同時(shí)也與早產(chǎn)、自然流產(chǎn)以及新生兒結(jié)膜炎等不良妊娠結(jié)局有關(guān)[20-22]。淋球菌可攻擊輸卵管上皮細(xì)胞，從而影響卵母細(xì)胞的運(yùn)輸和受精[23]。Wee等[24]用16S rRNA將15例不孕患者和16例健康婦女的陰道、宮頸和子宮內(nèi)膜標(biāo)本進(jìn)行測(cè)序發(fā)現(xiàn)，不孕婦女陰道中解脲支原體占多數(shù)，而在宮頸中加德納菌占多數(shù)。另有研究文獻(xiàn)證明，加德納菌屬細(xì)菌在因感染性疾病導(dǎo)致的不孕癥患者中的比例超過(guò)10%，而健康女性僅為0.3%左右[15，25]。

2.不孕癥患者陰道微生物失衡多樣性：與正常育齡期陰道微生物相比，不孕癥婦女的陰道微生物菌群豐度變化較大，如阿托波氏菌、氣球菌和雙歧桿菌的豐度增加，乳桿菌和明串珠菌的豐度降低[18]。細(xì)菌性陰道病(BV)是一種因生殖道微生物多樣性失衡造成的婦科常見(jiàn)病，可引起早產(chǎn)在內(nèi)的一系列不良妊娠結(jié)局，盡管目前并沒(méi)有研究顯示BV與不孕癥之間存在必然因果聯(lián)系，但有研究顯示輸卵管性不孕患者BV的發(fā)病率顯著高于非輸卵管性不孕患者[26-27]。Kyono等[28]對(duì)102例不育癥患者和7例健康婦女的子宮內(nèi)膜液和陰道分泌物樣本16S rRNA測(cè)序發(fā)現(xiàn)，在不孕癥患者的子宮內(nèi)膜液中發(fā)現(xiàn)了相當(dāng)比例的非乳桿菌主導(dǎo)型(NLD)微生物群，同時(shí)提出了將子宮內(nèi)膜乳桿菌水平提高到90%以上可能有利于NLD不孕癥患者的妊娠結(jié)局。Campisciano等[29]將不明原因不孕癥患者、健康婦女、已知原因不孕癥和細(xì)菌性陰道病患者的陰道微生物進(jìn)行16S rRNA測(cè)序發(fā)現(xiàn)，樣本間β多樣性差異顯著，且乳桿菌在不明原因不孕癥和已知原因不孕癥婦女中的分布不同。

3.陰道微生物群多樣性與輔助生殖治療妊娠結(jié)局：乳桿菌的高豐度存在有利于輔助生殖治療的成功，但加德納菌可能會(huì)造成相反的結(jié)果[15，30]。Bernabeu等[15]對(duì)31例不孕癥患者接受ART治療前后的陰道微生物進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，成功妊娠的17例患者與未妊娠的14例患者相比α多樣性更低，乳酸桿菌的比例更高，加德納菌的比例更低。Kitaya等[31]對(duì)28例有反復(fù)植入失敗(RIF)史的不孕癥患者和18例首次接受體外受精-胚胎移植的不孕癥患者(對(duì)照組)的子宮內(nèi)膜液和陰道分泌物進(jìn)行對(duì)比，所有對(duì)照組樣本的子宮內(nèi)膜液微生物群中均未檢測(cè)到伯克霍爾德菌，但RIF組中1/4患者可檢測(cè)到伯克霍爾德菌，提示了伯克霍爾德菌可能是造成RIF的原因。但降低伯克霍爾德菌豐度是否與提高輔助生殖成功率呈絕對(duì)正相關(guān)，仍需通過(guò)大量研究進(jìn)一步論證。Kadogami等[32]將329例RIF患者的子宮內(nèi)膜微生物測(cè)序發(fā)現(xiàn)，有接近一半(44.9%)的RIF患者有NLD；同時(shí)對(duì)這些患者分別進(jìn)行口服益生菌+口服益生素、抗生素、口服益生菌+口服益生素+抗生素、益生菌陰道栓劑、益生菌陰道栓劑+抗生素分組治療發(fā)現(xiàn)，益生菌陰道栓劑+抗生素的治愈率最高(78.6%)，此研究發(fā)現(xiàn)對(duì)臨床改善生殖道微生物環(huán)境治療方案的選擇具有重要的參考價(jià)值。

三、正常陰道微生物菌群的維持

正常陰道微生物菌群的維持最重要的是保持菌群結(jié)構(gòu)的平衡和保持乳桿菌的高豐度[33]。提高乳桿菌豐度、改善陰道微生物菌群結(jié)構(gòu)，目前多以口服益生菌聯(lián)合抗生素治療為主，也可使用乳酸菌陰道栓劑、乳酸菌陰道膠囊、菌群移植等方法，必要時(shí)可選用多種方法同時(shí)治療[34-35]。

近年來(lái)，關(guān)于口服避孕藥對(duì)陰道微生物結(jié)構(gòu)影響有越來(lái)越多的研究?？诜茉兴幇ù萍に睾驮屑に卦趦?nèi)的激素避孕藥可能通過(guò)減少陰道菌群多樣性和炎性類群來(lái)誘導(dǎo)最佳的陰道微生態(tài)系統(tǒng)[36]。另也有研究表明，激素類避孕藥使用者比其他避孕方式使用者的生殖道更易于乳桿菌的定植[37]。但激素類避孕藥的使用對(duì)陰道微生物結(jié)構(gòu)影響的研究結(jié)果并不完全一致，有研究結(jié)果顯示大多數(shù)激素避孕藥并不會(huì)對(duì)陰道微生物結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響[27，38]。是什么因素造成的研究結(jié)果差異，還需要進(jìn)一步探討。同時(shí)避孕方式對(duì)陰道微生物菌群結(jié)構(gòu)和多樣性的影響也還需要大量的研究論證。

四、討論

飛速發(fā)展的測(cè)序技術(shù)為全面詳細(xì)地了解陰道微生物提供了可能性，不孕癥患者的龐大數(shù)量促使著臨床尋求更有效的診療手段，這推動(dòng)了陰道微生物與不孕癥相關(guān)性的研究。目前來(lái)說(shuō)，不孕癥與陰道微生物關(guān)系的探討還處于初級(jí)階段，一方面是局限于陰道微生物自身的復(fù)雜性，另一方面此前的檢測(cè)方法多用16S rRNA進(jìn)行研究，具有物種偏向等缺點(diǎn)。未來(lái)使用宏基因組能更全面、更細(xì)致的研究微生物多樣性，對(duì)重要的功能基因和抗性基因進(jìn)行探討。同時(shí)，隨著三代測(cè)序技術(shù)的成熟，Nanopore測(cè)序GC偏向性低的優(yōu)點(diǎn)使GC極端微生物的研究成為可能，并能極大地提高測(cè)序結(jié)果的可靠性。

對(duì)陰道微生物組成和功能的研究，可以為生殖疾病的病因、預(yù)防和檢測(cè)提供新的思路和方法，并可能成為指導(dǎo)臨床治療的重要依據(jù)。如何維護(hù)陰道微生物健康狀態(tài)，如何根據(jù)陰道微生物的表征評(píng)估和預(yù)測(cè)生殖健康和妊娠結(jié)局，仍然需要大量的研究來(lái)進(jìn)行探討。