雙酚A與早發(fā)性卵巢功能不全相關(guān)性的研究進展

陳寶紅

作者單位: 237006 安徽六安 六安市人民醫(yī)院婦產(chǎn)科

早發(fā)性卵巢功能不全(primary ovarian insufficiency，POI)是指女性在40歲以前出現(xiàn)卵巢功能減退，主要表現(xiàn)為月經(jīng)異常(閉經(jīng)、月經(jīng)稀發(fā)或頻發(fā))、促性腺激素水平升高、雌激素水平波動性下降，導(dǎo)致患者生育力低下甚至不孕，遠(yuǎn)期可能并發(fā)心血管疾病、骨質(zhì)疏松癥、認(rèn)知障礙等，對患者的生活質(zhì)量和身心健康產(chǎn)生不可忽視的負(fù)面影響[1]。既往研究[2]顯示，POI的發(fā)病率達(dá)1%～7%，而且近年來呈上升趨勢。由于缺少全球范圍內(nèi)大樣本量的流行病學(xué)調(diào)查，POI的實際發(fā)病率可能遠(yuǎn)高于此。POI病因復(fù)雜，常見的有遺傳因素、免疫因素、醫(yī)源性因素和環(huán)境因素，但目前仍有一半以上的POI患者病因不明。因此，迄今尚無確切有效的方法恢復(fù)卵巢功能，對于POI的治療，僅能以緩解癥狀的雌孕激素替代治療(hormone replacement therapy，HRT)為主[3]。對于大多數(shù)患者的生育要求，目前所采取的輔助生殖技術(shù)和生育力保存等方法也存在技術(shù)、倫理、安全、費用等諸多問題。因此， POI的防治已成為生殖內(nèi)分泌領(lǐng)域的難題。由于POI的發(fā)病機制不明，目前已知的遺傳、免疫等因素相對復(fù)雜且較難控制，探討環(huán)境因素對于POI發(fā)生、發(fā)展的影響具有重要意義。雙酚A (bisphenolA，BPA)是一種環(huán)境內(nèi)分泌干擾物(environmental endocrine disruptors，EED)，作為世界上年產(chǎn)量最多的化學(xué)制品之一，廣泛存在于人們的日常生活中，暴露于機體后可發(fā)揮雌激素樣活性，對生殖健康產(chǎn)生負(fù)面影響。既往研究[3]顯示，BPA暴露會影響卵泡的生長發(fā)育，降低卵母細(xì)胞的質(zhì)量，干擾顆粒細(xì)胞類固醇激素的分泌，造成卵巢功能減退，可能與POI的發(fā)生和發(fā)展存在一定聯(lián)系。本文旨在總結(jié)BPA與POI發(fā)生的相關(guān)性及其作用機制，為POI的防治提供參考。

1 BPA的性質(zhì)及暴露現(xiàn)狀

BPA學(xué)名2，2-二(4-羥基苯基)丙烷，簡稱二酚基丙烷，于1891年由俄國化學(xué)家Dianin首次合成，作為環(huán)氧樹脂、聚碳酸酯等高分子材料合成的重要有機化工原料，被應(yīng)用至飲水用瓶、嬰兒奶瓶、食品包裝材料內(nèi)里、金屬表面涂層等的生產(chǎn)中。高溫、酸性或者堿性條件可促使BPA分子從聚碳酸酯或環(huán)氧樹脂中釋放出來，再通過食物、飲水或者其他環(huán)境介質(zhì)暴露,經(jīng)皮膚、呼吸系統(tǒng)或消化系統(tǒng)等多種途徑進入人體。BPA在人體內(nèi)被胃腸道吸收，經(jīng)肝臟代謝，最后通過尿液排出體外[3]。有研究[4]表明，在飲用水、空氣粉塵等環(huán)境介質(zhì)，某些食品塑料包裝袋、奶瓶、紙杯等日用品，人體血液、尿液、卵泡液、唾液、乳液等生物樣品中均可檢測出BPA。由此可見，BPA對人類的暴露無處不在。

BPA的化學(xué)結(jié)構(gòu)與雌二醇(estradiol，E2)和己烯雌酚(diethylstilbestrol，DES)相似，具有弱雌激素效應(yīng)，是一種普遍存在的EED。自20世紀(jì)30年代英國化學(xué)家Dodds發(fā)現(xiàn)BPA的擬雌激素活性后，一直到20世紀(jì)八九十年代，BPA的生理毒性才開始受到生物醫(yī)療領(lǐng)域?qū)W者們的關(guān)注。大量實驗研究[5]表明，BPA可以產(chǎn)生母體毒性和胚胎毒性，低劑量的BPA暴露同樣會產(chǎn)生不良的生物學(xué)效應(yīng)。2018年Lee等[6]采用液相色譜聯(lián)用質(zhì)譜(liquid chromatography-mass spectrometry，LC-MS)技術(shù)對韓國六所大學(xué)附屬醫(yī)院的318對母親-新生兒的母親血清、母親尿液、胎盤血、母乳、臍帶血和新生兒尿液標(biāo)本進行了BPA水平檢測，結(jié)果79.5%～100%的母體和胎兒樣本中檢測到了BPA。上述研究均顯示BPA對人類的暴露依然非常廣泛。

2 BPA與POI的關(guān)系

POI發(fā)病的本質(zhì)即卵巢功能的減退。既往試驗研究[3]顯示，產(chǎn)前、圍產(chǎn)期和產(chǎn)后接觸BPA均會影響胎兒卵巢的發(fā)育，誘發(fā)卵巢形態(tài)異常和損害卵巢功能，特別是原始卵泡的形成，造成卵巢儲備功能降低。但目前，國內(nèi)外關(guān)于BPA與POI相關(guān)性的流行病學(xué)調(diào)查鮮有報道，且已有的研究并未證實BPA暴露與POI的發(fā)病具有相關(guān)性。土耳其一項關(guān)于30例POI患者與30位健康不孕女性的病例對照研究采用LC-MS技術(shù)檢測了受試者血液BPA的水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，POI患者血BPA水平高于對照組，但其差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義[7]。國內(nèi)一項關(guān)于159例POI患者和186名健康婦女的病例對照研究采用高效液相色譜聯(lián)用質(zhì)譜(high performance liquid chromatography，HPLC-MS)技術(shù)進行尿液BPA水平檢測，并測定了研究對象血液黃體生成素(luteinizing hormone，LH)、卵泡刺激素(follicle stimulating hormone，F(xiàn)SH)和抗繆勒管激素(anti-mullerian hormone，AMH)的水平，研究結(jié)果并未提示BPA與POI發(fā)病之間存在關(guān)聯(lián)，F(xiàn)SH和AMH水平也沒有與BPA相關(guān)的趨勢，但LH與BPA水平呈正相關(guān)[8]?？紤]到樣本量的限制，上述報道的結(jié)論并不能完全否定BPA與POI發(fā)生之間的相關(guān)性，仍需要大樣本量的病例對照研究進一步證實。

3 BPA與POI發(fā)生可能相關(guān)的卵巢毒性

3.1 BPA對卵泡形成、生長和發(fā)育的影響 目前認(rèn)為，POI主要與以下4種機制相關(guān)：①原始卵泡形成受阻；②原始卵泡過度激活；③卵泡閉鎖增加；④卵泡生長受阻，導(dǎo)致排卵障礙[9]。研究已表明，BPA不僅可以影響原始卵泡的組裝，導(dǎo)致原始卵泡形成失敗，并能刺激原始卵泡的啟動募集，加速原始卵泡向初級卵泡的轉(zhuǎn)變，而且可以誘導(dǎo)卵泡的閉鎖，減少卵巢儲備，可能與POI的發(fā)病存在相關(guān)性。

3.1.1 BPA影響原始卵泡的形成 在哺乳動物中，雌性動物出生時的原始卵泡是有限的，這個原始卵泡池代表了雌性的整個生殖壽命，原始卵泡的形成需要經(jīng)歷生殖細(xì)胞的有絲分裂、生殖細(xì)胞巢的崩解、原始卵泡的組裝，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)障礙都會影響雌性的生殖能力。既往研究[10-11]表明，在嚙齒動物中，低劑量的BPA暴露會對原始卵泡形成的各個階段產(chǎn)生不利影響，降低卵巢儲備。Zhou等[10]將新生小鼠的卵巢暴露于不同劑量的BPA(0.1 g/mL、1 g/mL、5 g/mL和10 g/mL)進行體外培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在出生后第4、8天，所有劑量的BPA處理均顯著增加了生殖細(xì)胞的百分比，并降低了原始卵泡的百分比。Zhang等[11]的實驗研究同樣發(fā)現(xiàn)，當(dāng)新生小鼠卵巢在體外暴露于10或100 μmol/L的BPA時，生殖細(xì)胞巢崩解和原始卵泡組裝顯著減少。Hunt等[12]在靈長類動物中進行了相關(guān)的研究，通過口服和皮下植入兩種方式將BPA暴露于7月齡的恒河猴胚胎，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與嚙齒類動物類似，BPA的暴露會導(dǎo)致卵巢上裸露的卵母細(xì)胞數(shù)量顯著增加。上述體外和體內(nèi)研究顯示，BPA暴露會通過抑制生殖細(xì)胞巢的崩解、影響原始卵泡的組裝，減少原始卵泡的形成。

3.1.2 BPA促進原始卵泡的啟動募集 原始卵泡是卵巢唯一的儲備形式，原始卵泡形成后處于靜息狀態(tài)，被啟動募集的原始卵泡可進入生長階段，逐漸發(fā)育為初級卵泡、次級卵泡和成熟卵泡，這是一個持續(xù)且不可逆轉(zhuǎn)的過程。Rodriguez等[13]對Wistar幼鼠從PND1到PND7飼服BPA[BPA 20組：20 mg/(kg·d)，BPA 0.05組：0.05 mg/(kg·d)]，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，BPA20組卵巢的原始卵泡顯著減少，生長卵泡顯著增加。趙倩[14]將出生第4天C57BL/6雌鼠的卵巢組織，置于不同濃度(0.1 μmo/L、1.0 μmo/L、10 μmo/L)的BPA中進行體外培養(yǎng)10天，結(jié)果發(fā)現(xiàn)暴露于1.0 μmol/L和10 μmol/L濃度BPA的C57BL/6雌鼠卵巢組織原始卵泡數(shù)量較對照組顯著減少，而初級卵泡數(shù)量較對照組增加。上述體外和體內(nèi)研究顯示，BPA可以刺激原始卵泡的啟動募集，促進原始卵泡向初級卵泡的轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致卵巢儲備減少。

3.1.3 BPA誘導(dǎo)卵泡閉鎖、凋亡增加 Li等[15]采用腹腔注射途徑將21日齡的雌性Wistar大鼠分別暴露于不同濃度的BPA(10 mg/kg、40 mg/kg和160 mg/kg)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)大鼠原始卵泡及各級生長卵泡數(shù)量均顯著減少。Patel等[16]對Sprague-Dawley大鼠從孕6天至1年服用不同濃度的BPA[2.5 μg/(kg·d)、25 μg/(kg·d)、250 μg/(kg·d)、2 500 μg/(kg·d)和25×103μg/(kg·d)]，結(jié)果發(fā)現(xiàn)暴露于25 μg/(kg·d)和250 μg/(kg·d) BPA的大鼠，其子代在出生后21天時原始卵泡、初級卵泡、竇卵泡及所有正常卵泡的數(shù)量較對照組均顯著減少。上述研究結(jié)果顯示，BPA暴露不僅誘導(dǎo)母代大鼠卵泡的閉鎖和凋亡，導(dǎo)致各級生長卵泡數(shù)目的減少，而且母代妊娠期間的暴露對其子代也會產(chǎn)生相同的卵巢毒性。

3.2 BPA對卵母細(xì)胞減數(shù)分裂的影響 成熟的、可受精的卵母細(xì)胞是女性具備生育能力不可或缺的前提條件。卵母細(xì)胞在成熟的過程中需經(jīng)歷兩次減數(shù)分裂。以往的研究[17-18]表明，BPA暴露可導(dǎo)致卵母細(xì)胞第一次減數(shù)分裂前期紡錘體形態(tài)異常和染色體排列錯亂，影響卵母細(xì)胞減數(shù)分裂的進程，阻滯卵母細(xì)胞的成熟，導(dǎo)致非整倍體卵子的發(fā)生，與女性卵母細(xì)胞的發(fā)育潛能呈負(fù)相關(guān)。美國一項關(guān)于人體細(xì)胞體外培養(yǎng)的試驗，將卵母細(xì)胞暴露于不同濃度的BPA(20 ng/mL、200 ng/mL或20 mg/mL)培養(yǎng)30 h，結(jié)果發(fā)現(xiàn)BPA暴露導(dǎo)致進展至第二次減數(shù)分裂中期(MII期)的卵母細(xì)胞減少，退化卵母細(xì)胞增加，雙極紡錘體和染色體對齊的發(fā)生率顯著下降[17]。Teng等[18]將豬卵母細(xì)胞在不同濃度BPA(200 μmol/L、250 μmol/L)培養(yǎng)44 h，結(jié)果發(fā)現(xiàn)BPA處理卵母細(xì)胞的異常率較對照組明顯增高，主要表現(xiàn)為卵母細(xì)胞紡錘體形態(tài)和染色體排列異常。上述研究均說明BPA對卵母細(xì)胞減數(shù)分裂成熟有不良影響，會導(dǎo)致可受精卵母細(xì)胞的數(shù)量下降，影響生育力。

3.3 BPA對顆粒細(xì)胞類固醇激素分泌的影響 顆粒細(xì)胞是卵巢主要的功能細(xì)胞，在原始卵泡的形成、卵泡的生長發(fā)育、類固醇激素的分泌以及排卵中都具有重要作用。姚燕如等[19]于取卵日收集了行體外受精/卵胞質(zhì)內(nèi)單精子顯微注射的54例卵巢儲備功能低下(diminished ovarian reserve，DOR)的患者和67例非DOR患者的卵泡液，采用酶聯(lián)免疫吸附(enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)技術(shù)測定受試者卵泡液中BPA濃度及激素水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)DOR組較非DOR組卵泡液中BPA濃度顯著升高，AMH、P和E2水平顯著降低。馬明月等[20]將20只妊娠SD大鼠于妊娠第5～20天，分別按不同濃度的BPA[0 mg/(kg·d)、10 mg/(kg·d)、50 mg/(kg·d)、250 mg/(kg·d)]進行灌胃染毒，結(jié)果發(fā)現(xiàn)50 mg/kg和250 mg/kg組仔鼠出生28～36 d期間，LH、FSH和E2水平明顯降低。上述研究表明，BPA暴露會通過降低顆粒細(xì)胞類固醇激素的分泌來干擾卵巢正常功能的維持。

4 BPA與POI發(fā)生可能相關(guān)的分子機制

4.1 BPA通過弱雌激素作用產(chǎn)生內(nèi)分泌干擾效應(yīng) BPA的化學(xué)結(jié)構(gòu)與E2和DES相似，對雌激素受體(estrogen receptor，ER)具有高親和力，可以通過與體內(nèi)的E2爭奪靶細(xì)胞上的ER，干擾正常的內(nèi)分泌機制。BPA與核雌激素受體(nuclear estrogen receptor，nER)結(jié)合后，發(fā)揮類似于雌激素的生物效應(yīng)，通過信號通路調(diào)控芳香化酶P450(aromatase P450，P450arom)的表達(dá)，影響雌激素的分泌，而且可以誘導(dǎo)ER亞型的形成，致使基因的特異表達(dá)，造成組織形態(tài)和功能的異常[21]。BPA除與nER結(jié)合外，還可以與膜雌激素受體(membrane estrogen receptor，mER)結(jié)合，通過特定的信號通路，促進卵母細(xì)胞、顆粒細(xì)胞Ca2+的內(nèi)流，更加快速地發(fā)揮生物效應(yīng)，影響甾體激素的分泌[22]。BPA通過與不同細(xì)胞nER和mER結(jié)合后，激活其介導(dǎo)的特定信號通路，干擾正常的內(nèi)分泌機制。

4.2 BPA通過表觀遺傳學(xué)改變產(chǎn)生卵巢毒性 目前，已有許多關(guān)于BPA通過表觀遺傳學(xué)改變引起生殖細(xì)胞遺傳變異的研究報道。Santangeli等[23]將斑馬魚暴露于不同濃度的BPA(5、10和20 μg/L)處理3周，結(jié)果表明，5 μg/L 的BPA暴露可以通過組蛋白修飾介導(dǎo)的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)變化，下調(diào)促進卵母細(xì)胞成熟的信號，加快成熟卵泡的凋亡。Yu等[24]通過對雞卵巢的體外培養(yǎng)研究發(fā)現(xiàn)，暴露于 BPA 加速了卵母細(xì)胞減數(shù)分裂前期I的進展，可能與Dazl和Stra 8和ERβ信號通路的低甲基化有關(guān)。因此，表觀遺傳學(xué)改變也是BPA發(fā)揮卵巢毒性的分子機制之一。

4.3 BPA通過氧化應(yīng)激產(chǎn)生卵巢毒性 BPA具有特定劑量水平的氧化毒性和致癌作用[25]。Wang等[26]對成年雄性SD大鼠通過灌胃的方式進行BPA染毒，研究發(fā)現(xiàn)BPA會導(dǎo)致大鼠肝臟硫氧還原蛋白過氧化物酶2(peroxidase 2，prdx2)mRNA的表達(dá)減少，并呈劑量依賴性，提示BPA暴露可以通過促進氧化應(yīng)激干擾正常的生理反應(yīng)，prdx2可能是反映其氧化損傷敏感的生物學(xué)指標(biāo)。Teng等[18]將豬卵母細(xì)胞在不同濃度的BPA(200 μmol/L、250 μmol/L)中培養(yǎng)44 h，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，BPA暴露導(dǎo)致凋亡抑制基因bcl-xL的表達(dá)下調(diào)，引起細(xì)胞凋亡增加。上述研究提示，BPA可以通過導(dǎo)致氧化應(yīng)激系統(tǒng)失衡發(fā)揮卵巢毒性。

4.4 BPA通過干擾信號通路產(chǎn)生卵巢毒性 卵母細(xì)胞與其周圍包裹的顆粒細(xì)胞之間的信息傳遞依賴于信號分子，如磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase，P13K)/絲蘇氨酸蛋白激酶(serine-threonine protein kinase，Akt)信號通路，通過激酶、磷酸酶和轉(zhuǎn)錄因子等多種信號分子和張力蛋白同系物(phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten，PTEN)負(fù)調(diào)控因子，一起調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、遷移和代謝，對原始卵泡的生長與閉鎖平衡起著重要作用[27]。Hu等[28]研究發(fā)現(xiàn)，BPA暴露會通過下調(diào)PTEN的表達(dá)，導(dǎo)致小鼠卵巢中的原始卵泡過早激活和過度啟動。趙倩[14]將C57BL/6雌鼠的卵巢組織暴露于BPA進行體外培養(yǎng)，結(jié)果亦顯示，BPA暴露可能通過PI3K/Akt信號通路過度激活原始卵泡。由此可見，BPA可以通過信號通路發(fā)揮卵巢毒性。

綜上所述，BPA作為塑料制品生產(chǎn)的添加劑，已經(jīng)成為全球年產(chǎn)量最多的化工原料之一，廣泛存在于人們的日常生活中。目前，BPA對生殖系統(tǒng)的危害，尤其對卵巢的毒性作用引起越來越多的關(guān)注。上述研究表明，BPA暴露可能通過雌激素受體、表觀遺傳學(xué)、氧化應(yīng)激、信號通路表達(dá)等分子機制影響卵泡的生長發(fā)育、卵母細(xì)胞的數(shù)量和質(zhì)量、類固醇激素的分泌，導(dǎo)致卵巢儲備功能降低，在一定程度上提示BPA可能與POI的發(fā)病存在潛在的聯(lián)系。但目前的研究多以動物實驗研究為主，而且各研究中所選擇的BPA的暴露方式、劑量、時間、物種、檢測方法各有不同。國內(nèi)外也尚缺乏關(guān)于BPA與POI發(fā)生風(fēng)險相關(guān)性的流行病學(xué)調(diào)查。如果能夠構(gòu)建人體內(nèi)BPA的代謝模型，通過高效便捷的檢測手段對體內(nèi)BPA水平進行預(yù)測，可為流行病學(xué)調(diào)查提供更為有利的證據(jù)。因此，需要有更多的學(xué)者在該領(lǐng)域繼續(xù)進一步的研究和探討，旨在呼吁社會對EED進行更為規(guī)范和嚴(yán)格化的檢測和管理，以期減少POI等生殖內(nèi)分泌疾病的發(fā)生。