維生素D與女性生育功能的研究進展

方健葉，郝翠芳

維生素D作為脂溶性類固醇衍生物，通過與核受體家族中的維生素D受體結(jié)合發(fā)揮作用[1]。已證實維生素D受體在女性卵巢、子宮內(nèi)膜、輸卵管上皮細胞、胎盤、蛻膜細胞、下丘腦、垂體、男性睪丸等許多組織均有表達[2]。另外，維生素D在抗苗勒管激素(anti-müllerian hormone,AMH)的產(chǎn)生、卵母細胞發(fā)育、卵巢激素分泌、子宮內(nèi)膜容受性等生育功能方面發(fā)揮重要作用[3]。

1 維生素D概述

1.1 維生素D的合成、代謝及作用

維生素D主要包括維生素D2(麥角鈣化醇)和維生素D3(膽鈣化醇)，維生素D3主要由皮膚中的7-脫氫膽固醇經(jīng)紫外線照射后產(chǎn)生，食物中也可攝入少量維生素D2或D3。血液中維生素D通常不以游離形式存在，需與維生素D結(jié)合蛋白(vitamin D binding protein,VDBP) 以結(jié)合型形式轉(zhuǎn)運至肝臟，經(jīng)肝臟中的25-羥化酶生成25-羥基維生素D3，再由腎臟的1-α羥化酶(CYP27B1)作用形成具有生物活性的1,25-二羥基維生素D3[1,25(OH)2D3]，轉(zhuǎn)運至各靶器官與維生素D受體(vitamin D receptor,VDR)結(jié)合形成激素-受體復合物，與細胞核的Vit D反應元件結(jié)合調(diào)控相關應答基因，從而發(fā)揮生物學效應[4]。1,25(OH)2D3最后在24-羥化酶作用下，形成無活性的24，25-二羥基維生素D3。

維生素D的經(jīng)典作用主要是促進腸道鈣和磷的吸收和腎小管內(nèi)鈣的重吸收，并通過直接調(diào)節(jié)骨骼代謝，以維持血液循環(huán)中的鈣磷穩(wěn)態(tài)參與調(diào)節(jié)鈣磷代謝。非經(jīng)典作用包括對機體多種組織細胞增生、分化和功能的調(diào)節(jié)，如1,25(OH)2D3可負反饋抑制甲狀旁腺激素的產(chǎn)生、刺激胰島β細胞分泌胰島素及促進成纖維細胞生長因子23(fibroblast frowth factor 23,FGF23)合成，而FGF23主要由成骨細胞和骨細胞產(chǎn)生[5]。

1.2 血清維生素D水平的評估

雖然維生素D的活性成分是1,25(OH)2D3，但多數(shù)學者認為25-(OH) D3比1,25(OH)2D3能更準確地反映體內(nèi)維生素D的水平，故臨床上通常檢測血清25-(OH) D3濃度評價維生素D的水平。意大利臨床內(nèi)分泌協(xié)會以及美國臨床內(nèi)分泌醫(yī)師協(xié)會指南將25-(OH) D3≥30.0 ng/mL(75 nmol/L)定義為充足，20.0～29.9 ng/mL(50.0～74.9 nmol/L)為不足，<20.0 ng/mL(<50.0 nmol/L)為缺乏[6]。

2 維生素D與女性生育功能

2.1 維生素D與卵巢儲備功能

卵巢儲備功能的評判常以竇卵泡數(shù)及AMH來評價，其中AMH是卵巢竇前卵泡和小竇卵泡的顆粒細胞分泌的特異性糖蛋白，不受月經(jīng)周期影響。AMH<1.1 ng/mL提示早發(fā)性卵巢功能不全[7]。有動物實驗證實1,25(OH)2D3能降低AMH mRNA水平，同時增加卵泡刺激素受體表達，從而調(diào)節(jié)卵泡的發(fā)育[8]。Merhi等[9]研究33例體外受精(in vitro fertilization,IVF)促排卵治療的患者發(fā)現(xiàn)，25-(OH)2D3缺乏或不足的患者顆粒細胞中AMH II型受體的表達較25-(OH) D3水平正?；颊咴黾觾杀?；作者指出維生素D可通過減少Smads家族蛋白磷酸化位點及其核定位而抑制AMH的作用，也可通過抑制AMH II型受體表達和下游信號傳導，解除AMH對顆粒細胞的抑制作用從而促進卵泡成熟。

一項來自388例月經(jīng)周期規(guī)律女性的研究發(fā)現(xiàn)，年齡大于40歲女性的維生素D和AMH水平呈正相關，年齡小于35歲女性的維生素D與AMH水平呈弱的負相關；年齡大于40歲女性維生素D缺乏被認為與卵巢儲備功能下降有關[10]。Chang等[11]對73例非肥胖健康女性橫斷面研究發(fā)現(xiàn)：血清維生素D與AMH、卵泡刺激素、竇性卵泡計數(shù)和卵巢容積無關，與游離睪酮、總睪酮和游離雄激素指數(shù)呈正相關，這表明維生素D可能通過調(diào)節(jié)雄激素活性來改善生育能力。但該研究樣本量有限，仍需大數(shù)據(jù)進一步證實。

2.2 維生素D與卵泡發(fā)育及受精

維生素D可能影響卵泡發(fā)育。Yoshizawa等[12]將小鼠的VDR基因敲除后，小鼠顯示出卵泡發(fā)育受損和子宮發(fā)育不全。有研究證實維生素D可促進卵巢類固醇激素的生成，促進雌二醇、雌酮和孕酮的產(chǎn)生，同時刺激卵巢產(chǎn)生胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白-1(IGFBP-1)，這些激素對于卵泡的發(fā)育有積極作用[13]。來自恒河猴的實驗證實，1,25(OH)2D3以劑量和階段依賴的方式影響卵泡及卵母細胞的生長，低劑量1,25(OH)2D3促進竇前卵泡的生長，高劑量則使卵泡直徑生長更大[14]。

研究發(fā)現(xiàn)，受精過程受VDR介導的非基因組活動的作用[15]，活性維生素D通過增加細胞內(nèi)鈣的濃度，增加頂氨酸的活性(頂氨酸是消化透明帶的酶)，利于精子穿透并完成受精過程[16]。隨后受精卵成為母體生殖道內(nèi)的半抗原物質(zhì)，女性免疫系統(tǒng)因受抗原物質(zhì)的刺激而發(fā)揮免疫作用；活性維生素D刺激Treg細胞活性，誘導免疫耐受，有利于胚胎植入[17]。Ciepiela 等[18]的臨床研究發(fā)現(xiàn)在胞漿內(nèi)精子注射(intracytoplasmic sperm injection,ICSI)助孕女性的卵泡液中，25-(OH) D3水平與卵母細胞受精能力及優(yōu)質(zhì)胚胎發(fā)育呈負相關，即卵泡液低濃度25-(OH) D3組的優(yōu)質(zhì)胚胎更多；另外，血清25-(OH) D3< 20 ng/mL的女性與≥20 ng/mL的女性比較，雖然受精率(71% vs 61.6%，P=0.026)及臨床妊娠率更高(48.2% vs 25%，P=0.001)，但流產(chǎn)率也更高(14.5% vs 3.8%，P=0.013)。然而，由于該作者研究的對象是ICSI助孕的患者，無法證實正常受精患者的受精情況是否與維生素D呈負相關，故仍需進一步探索。

2.3 維生素D與子宮內(nèi)膜容受性

動物實驗表明，VDR在小鼠子宮內(nèi)膜有表達[19]，而VDR突變的雌性小鼠則子宮發(fā)育不全，無法生育[20]。一項研究表明，1,25(OH)2D3可通過與子宮內(nèi)膜基質(zhì)細胞中HOXA10受體結(jié)合，上調(diào)其mRNA和蛋白的表達，HOXA10對女性生育能力和胚胎著床至關重要[21]。這一觀點進一步得到了體外細胞實驗的支持，實驗表明1-α羥化酶在妊娠早期的子宮內(nèi)膜間質(zhì)細胞中表達上調(diào)[22]。在一項供卵IVF治療的回顧性研究中，維生素D缺乏者的臨床妊娠率和活產(chǎn)率低于維生素D充足者，這一研究提示，維生素D可能通過調(diào)節(jié)子宮內(nèi)膜而不是卵子來影響生育[23]。維生素D還可通過免疫調(diào)節(jié)作用于子宮內(nèi)膜[24]，如骨化三醇處理后的蛻膜自然殺傷細胞降低了細胞因子CSF2,IL1,IL6和TNF的合成[25]，骨化三醇減弱了蛻膜T細胞的功能，有助于胚胎植入。有研究對368例IVF/ICSI患者分析發(fā)現(xiàn)，維生素D缺乏的婦女與維生素D水平≥20 ng/mL的婦女在卵母細胞數(shù)量、成熟卵母細胞數(shù)量、受精率、優(yōu)質(zhì)胚胎百分率和移植胚胎質(zhì)量方面無顯著差異，而維生素D缺乏組臨床妊娠率顯著下降，且通過Logistic回歸分析提示維生素D缺乏與較低的臨床妊娠率呈獨立相關[26]。我們也進行了血清維生素D與IVF/ICSI妊娠結(jié)局的相關分析，維生素D缺乏組與非缺乏組比較，成熟卵子率、受精率、優(yōu)胚率均無差異，但臨床妊娠率分別為52.21%、62.24%，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，提示維生素D缺乏可能通過影響子宮內(nèi)膜的容受性而影響妊娠。

2.4 維生素D與妊娠

一項回顧性研究發(fā)現(xiàn)接受IVF治療的患者中卵泡液維生素D水平與血清維生素D水平呈正相關(r=0.85,P<0.001)，且卵泡液維生素D水平顯著高于血清維生素D水平(P<0.001)，血清維生素D最高的婦女正常受精率最高，提示受精過程可能會受維生素D水平的影響[27]。有學者對132例18～39歲健康女性的前瞻性研究發(fā)現(xiàn)，妊娠女性血清25-(OH) D3水平顯著高于非妊娠女性(67.5% vs 49.0%)，而且在攝入維生素D的人群中，有更高的活產(chǎn)率(59.0% vs 40.0%)[28]。2018年一項薈萃分析顯示，IVF/ICSI不孕女性中，維生素D缺乏的女性臨床妊娠率及活產(chǎn)率均低于維生素D充足的女性，說明維生素D可能影響胚胎著床，從而影響妊娠結(jié)局[29]。

維生素D與妊娠期高血壓、子癇及妊娠期糖尿病等妊娠并發(fā)癥相關。來自881例單胎妊娠女性前瞻性研究發(fā)現(xiàn)，在妊娠晚期(32～38周)體內(nèi)血清維生素D含量高于30 ng/mL時，子癇前期的發(fā)生風險隨之降低[30]。維生素D可能通過調(diào)節(jié)促進炎癥反應，減少子癇前期的氧化應激，促進血管生成等參與子癇的發(fā)病。此外，維生素D對胰腺β細胞有直接作用，影響胰島素分泌[31]，參與妊娠期糖代謝的過程。

3 維生素D與生殖相關疾病

3.1 維生素D與多囊卵巢綜合征

多囊卵巢綜合征(polycystic ovary syndrome,PCOS)是最常見的生殖內(nèi)分泌疾病，是排卵障礙性不孕的主要原因之一，其主要臨床表現(xiàn)為稀發(fā)排卵或不排卵、肥胖、胰島素抵抗(insulin resistance,IR)、代償性高胰島素血癥等。針對1 122例PCOS和847例健康非PCOS(對照組)女性維生素D水平的Meta分析，發(fā)現(xiàn)PCOS組維生素D水平顯著低于對照組；進一步分析發(fā)現(xiàn)維生素D水平與體質(zhì)量指數(shù)、空腹血糖、空腹胰島素、胰島素抵抗指數(shù)、胰島β細胞功能指數(shù)、游離雄激素指數(shù)、甲狀旁腺素呈負相關,與高密度脂蛋白、性激素結(jié)合球蛋白呈正相關[32]。2020年的一項薈萃分析顯示補充維生素D可以降低PCOS患者的胰島素分泌和高雄激素血癥，并在一定程度上改善其脂質(zhì)代謝[33]。這可能是因為人胰島素基因的啟動子區(qū)域中有維生素D反應元件，維生素D通過刺激胰島素受體的表達提高胰島素對葡萄糖轉(zhuǎn)運的反應性，參與調(diào)節(jié)糖代謝的過程[34]。PCOS患者卵巢呈多囊樣改變，并伴有較高水平的AMH。2020年的薈萃分析顯示PCOS患者補充維生素D后AMH顯著降低[35]，提示維生素D可能通過調(diào)節(jié)AMH水平促進PCOS卵泡正常發(fā)育。

3.2 維生素D與子宮內(nèi)膜異位癥

子宮內(nèi)膜異位癥患者伴不孕的發(fā)生率高達40%[36]。一項薈萃分析發(fā)現(xiàn)25-(OH) D3水平與子宮內(nèi)膜異位癥患病風險呈負相關[37]。VDBP是維生素D進入體循環(huán)的載體，如果VDBP改變可能會影響25-(OH) D3、1,25-(OH)2D3的轉(zhuǎn)運與清除。有學者研究VDBP多態(tài)性與子宮內(nèi)膜異位癥發(fā)病的關系，結(jié)果顯示子宮內(nèi)膜異位癥患者血清中VDBP濃度較非子宮內(nèi)膜異位癥患者高3倍左右，攜帶GC-2基因多態(tài)性的子宮內(nèi)膜異位癥患者由于不能充分激活巨噬細胞的吞噬功能，可能會促使子宮內(nèi)膜組織種植到腹膜腔內(nèi)[38]。動物實驗發(fā)現(xiàn)維生素D可顯著降低VEGF的表達，而子宮內(nèi)膜異位癥患者腹腔液中VEGF增多，使盆腔微血管生長增加，異位內(nèi)膜容易種植生長。另外，維生素D不僅通過T細胞發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用[39]，還通過多種途徑發(fā)揮抗炎作用[40]，參與子宮內(nèi)膜異位癥的發(fā)病。

4 總結(jié)與展望

目前，大量研究證實維生素D在一定程度上影響女性生殖功能，包括卵巢儲備功能、卵泡發(fā)育、卵子受精及胚胎植入過程，也會對影響生育的相關疾病如PCOS、子宮內(nèi)膜異位癥等產(chǎn)生直接或間接的影響。目前尚無關于維生素D與女性生殖系統(tǒng)的相關指南或共識，而人群維生素D缺乏普遍存在，故需要更多的動物實驗及更大規(guī)模的前瞻性研究，來進一步明確維生素D對女性生育功能的作用，為女性不孕患者提供有效的輔助治療。