雙酚A對卵巢功能的影響研究進展

谷旭照，沈豪飛，高敏，張學紅

(蘭州大學第一臨床醫(yī)學院 蘭州大學第一醫(yī)院，蘭州 730000)

內(nèi)分泌干擾物(EDCs)對生殖健康的危害，是全球關注的問題?，F(xiàn)有證據(jù)表明，接觸這些EDCs可能會帶來健康風險。早期暴露于EDCs可能會在成年期誘發(fā)疾病，甚至可能影響其子代。雙酚A(BPA)是最常見的EDCs之一，多年來一直用于聚碳酸酯塑料和環(huán)氧樹脂的制造，是最常用和生產(chǎn)的化合物之一。近年來，關于BPA危害女性生殖健康的報道越來越多，也提醒在輔助生殖技術(ART)治療中，需要關注BPA的影響并將其導致的不良影響降到最低。本文通過綜述BPA對卵巢功能的影響，旨在為加強BPA風險管理和保障女性生殖健康提供指導和幫助。

一、EDCs分類及常見的暴露方式

2012年，世界衛(wèi)生組織將EDCs定義為“干擾正常激素作用的化學品或化學混合物”。一般來說，EDCs分為兩類：一類是自然的EDCs，如天然食品中的植物雌激素、染料木素和香甲酚；另一類是合成EDCs。合成EDCs可進一步分為以下幾類：工業(yè)合成化學品及其副產(chǎn)品中的二惡英、多溴聯(lián)苯和多氯聯(lián)苯；塑料中的BPA和鄰苯二甲酸酯；農(nóng)藥中的甲氧氯和二氯二苯三氯乙烷；殺菌劑中的長春唑啉，某些藥劑中的己烯雌酚[1]。

多數(shù)EDCs來源于產(chǎn)品生產(chǎn)過程、環(huán)境污染和農(nóng)藥，也有少部分存在于植物中。人類常通過呼吸道、消化道和皮膚黏膜接觸EDCs，并在人體中蓄積[2]。EDCs的作用是模擬天然激素發(fā)揮激動或拮抗作用，從而影響神經(jīng)、免疫和生殖功能，甚至通過胎盤影響胎兒的發(fā)育，并影響到兒童認知能力[3]。目前相關研究已從分子生物學領域證明了多種EDCs會干擾靶細胞的細胞周期、凋亡途徑和遺傳調(diào)控[4]。

二、BPA暴露概述

BPA被用于制造聚碳酸酯塑料和環(huán)氧樹脂，是目前研究最廣泛的EDCs之一。據(jù)報道，92.6%的美國普通人群的尿液樣本中含有BPA，而91%的加拿大人的尿液樣本中檢測到了BPA[5]。在羊水、胎盤和臍帶組織以及胎兒血清中也證實了這種化合物的存在[6]。在妊娠和哺乳期間，孕婦通過胎盤和母乳傳遞BPA給發(fā)育中的胎兒或兒童[7]。BPA的分子結構與雌激素相似，能模擬雌激素的作用，干擾機體內(nèi)分泌系統(tǒng)的合成、分泌、代謝等，產(chǎn)生生物學效應，甚至毒性反應[8]。越來越多的研究表明，BPA會對女性生殖系統(tǒng)產(chǎn)生不良作用，其機制復雜，可以通過不同的受體發(fā)揮作用，從而影響卵巢功能和妊娠結局。

三、BPA影響卵巢功能

卵巢是一個動態(tài)的器官，它有別于人類其他組織，在結構和功能方面經(jīng)歷著許多巨大的變化。卵泡作為卵巢最主要的內(nèi)分泌及生殖的結構，其質(zhì)量及數(shù)量決定了女性的生育潛能及生殖年限。人類和動物研究表明，BPA暴露能夠干擾卵母細胞的發(fā)生過程，影響卵巢功能，如類固醇生成和月經(jīng)周期，進而降低生育能力。同時，BPA被證明具有轉基因效應，可能會對后代產(chǎn)生影響。

1.BPA影響卵泡形成，阻礙卵泡的生長發(fā)育：卵泡由一個卵母細胞和周圍的多個卵泡細胞組成，這些細胞之間相互作用相互協(xié)調(diào)，形成高度整合的整體，分泌性激素及蛋白因子并調(diào)節(jié)卵母細胞的生長發(fā)育。卵泡發(fā)育是一個連續(xù)變化的過程，大致經(jīng)過始基卵泡、初級卵泡、次級卵泡和成熟卵泡四個階段；當卵泡包含數(shù)層顆粒細胞，具有清晰核的卵母細胞、竇腔和卵泡膜層時，則計為竇卵泡。

研究發(fā)現(xiàn)BPA可能通過增加卵母細胞特異性基因Sohlh2、Nobox、Lhx8和FIGLA的表達而削弱卵泡發(fā)生[9]。動物實驗表明，產(chǎn)后21 d大鼠在暴露BPA后，可減少初級卵泡數(shù)量，而在圍產(chǎn)期暴露可減少竇卵泡的募集[10-11]。另有研究顯示，BPA可促進小鼠始基卵泡向初級卵泡的轉變進而加速卵泡池的耗竭，并通過異常紡錘體組裝抑制減數(shù)分裂I期[12]。組織學研究結果表明，腹腔注射BPA及其替代物不僅減少雌性小鼠竇卵泡和黃體數(shù)量，而且增加閉鎖卵泡和囊性卵泡的數(shù)量[13]。不孕女性尿液中的BPA濃度與竇卵泡數(shù)呈負相關[14]，這表明BPA與卵泡發(fā)育息息相關。此外，BPA的暴露還會破壞顆粒細胞的正常功能，并通過激活AMPK/mTOR/ULK1信號通路與凋亡前信號誘導顆粒細胞自噬[15]和抑制卵泡生長[16]。

2.BPA影響卵母細胞發(fā)育，使卵母細胞質(zhì)量惡化：BPA在影響卵泡發(fā)育的同時，也會對卵母細胞質(zhì)量產(chǎn)生不良作用。卵母細胞不同于其他體細胞，它具有多向分化的潛能同時又有高度特異性，可經(jīng)歷有絲分裂及減數(shù)分裂并受精形成新的個體。妊娠早期暴露于BPA可能對減數(shù)分裂產(chǎn)生不利影響，從而干擾卵母細胞的發(fā)育。有研究顯示，BPA暴露可能會影響減數(shù)分裂相關基因的表達，在給予小鼠產(chǎn)前低劑量BPA后，檢測到特定減數(shù)分裂基因Dmc1、Stra8、Scp3和Rec8的mRNA表達下調(diào)，卵母細胞減數(shù)分裂進程抑制，始基卵泡數(shù)減少[17]。同時，BPA還可以通過阻斷卵母細胞Lhx8基因CpG位點的去甲基化來干擾卵泡發(fā)育的正常過程[13]。而Liu等[18]的研究數(shù)據(jù)表明，BPA通過降低小鼠卵巢和卵母細胞中HDAC7的表達，增加了H3K9和H4K16的乙?；?，從而降低卵母細胞質(zhì)量。Ijaz等[13]的研究發(fā)現(xiàn)BPA暴露下的大鼠卵巢發(fā)生不良形態(tài)和組織病理變化，卵巢組織嚴重惡化，畸形、不成熟、閉鎖卵母細胞增多，這些證據(jù)從形態(tài)學上支持了BPA暴露對卵母細胞發(fā)育的不利影響。目前對卵母細胞成熟障礙機制的了解來自于動物基因敲除模型或使用抑制劑、激動劑的動物模型，盡管這些動物模型為了解卵母細胞成熟障礙的信號傳導機制提供了深入認識，但這些信號傳導機制是否在人類同樣適用仍待進一步研究。

3.BPA影響類固醇生成，并具有劑量效應和時空影響：卵巢是一個動態(tài)的生殖內(nèi)分泌器官，負責產(chǎn)生卵泡并提供女性生育能力和生活質(zhì)量所需的性激素。雌激素、孕激素以及雄激素均屬于甾體激素，具有脂溶性。BPA對卵巢甾體激素生成具有非單調(diào)的劑量效應。例如，低濃度BPA可促進甾體基因表達，而高濃度BPA可抑制甾體基因表達[19]。BPA暴露時間也會影響類固醇的生成，短期BPA暴露導致雌二醇和睪酮水平顯著增加，而長期接觸導致其顯著減少[20]。這表明BPA對卵巢激素生成存在時空影響，且這與BPA影響類固醇生成相關芳香酶的過度表達有關[21]。為了進一步探究影響機制，Song等[22]構建了缺乏雌激素產(chǎn)生和信號傳導的斑馬魚突變體，發(fā)現(xiàn)暴露于BPA可以挽救突變體的全男性表型，這說明BPA能模擬雌激素對斑馬魚卵巢分化的影響。同時，BPA暴露會導致人卵巢顆粒細胞中的類固醇激素合成紊亂，這可能導致激素合成中基因表達的降低和FSHR/GS/AC信號通路的抑制[23]。Eldefrawy等[24]對差異表達基因進行RNA測序和隨后的通路富集分析發(fā)現(xiàn)，促性腺激素釋放激素受體通路是BPA處理后上調(diào)和下調(diào)基因共同的靶點。

4.BPA降低子代小鼠的卵巢功能：發(fā)育階段持續(xù)低劑量BPA暴露對子代小鼠卵巢功能具有影響。研究表明暴露于BPA可使子代的生育能力降低，同時性激素水平與BPA均存在非單調(diào)劑量-效應關系[25]。BPA上調(diào)了子代小鼠caspase-7、caspase-9、bax的相對表達量，并且抑制了bcl-2的表達水平[26]。另一項研究發(fā)現(xiàn)將妊娠期小鼠暴露于BPA后，子代小鼠卵巢竇前卵泡數(shù)量減少[27]。

BPA對性激素的產(chǎn)生也具有影響。研究發(fā)現(xiàn)BPA暴露會降低子代小鼠細胞色素P450芳香化酶mRNA水平及雌二醇水平，還發(fā)現(xiàn)BPA暴露能降低F2代小鼠睪酮水平，改變F2代小鼠細胞色素P450芳香化酶、3β-羥基類固醇脫氫酶1、激素急性調(diào)節(jié)蛋白mRNA表達[28]。

5.BPA通過增強氧化應激降低卵巢功能：活性氧(reactive oxygen species，ROS)如過氧化氫、超氧化物和羥基自由基是天然氧代謝過程中的副產(chǎn)物，可誘發(fā)細胞損傷和死亡，從而導致多種疾病。當ROS過度產(chǎn)生，或缺乏抗氧化劑等身體清除能力不足時，會發(fā)生氧化應激。氧化應激與BPA引起的卵巢毒性有關。在目前的研究中，BPA暴露后斑馬魚的卵巢功能與氧化還原平衡和炎癥信號相關，BPA暴露30 d可促進卵巢ROS/RNS合成、脂質(zhì)過氧化，但降低過氧化氫酶活性，應激反應升高；同時，BPA可促進卵巢p38、 MAPK、NF-kB磷酸化(激活)、誘導型一氧化氮合酶(Nos2a)和促炎細胞因子(TNF-a和IL-1b)表達的急劇增加，這些都是炎癥反應的可靠標志物，與閉鎖卵泡數(shù)量增加相一致[29]。

總的來說，氧化應激介導的炎癥反應可以影響B(tài)PA暴露下生物體的卵巢功能。其機制可能與激活Keap1和抑制Nrf2信號通路(Nrf2、NQO1和HO-1)破壞卵巢氧化還原穩(wěn)態(tài)有關[30]。目前的數(shù)據(jù)表明，低劑量的BPA暴露可加速谷胱甘肽循環(huán)和清除ROS，創(chuàng)造一個相對還原的細胞內(nèi)環(huán)境；而高劑量BPA明顯誘導氧化應激[31]。Banerjee等[32]研究發(fā)現(xiàn)，BPA暴露可導致一氧化氮、脂質(zhì)過氧化、促炎細胞因子升高，過氧化氫酶表達降低。Bilgi等[33]的研究表明，高劑量的BPA對卵巢有毒性影響，而高劑量BPA+維生素C +維生素E組中凋亡細胞數(shù)量減少，這一事實表明這些維生素對BPA造成的卵巢損傷可能具有保護作用。另有研究表明，褪黑素通過清除ROS、增強抗氧化酶活性以及通過在轉錄和翻譯水平上使p53、PUMA和Drp-1表達正?；瘉盹@著減弱BPA誘導的毒性作用[34]。

四、BPA對妊娠結局的影響

雖然多項研究表明BPA可以通過影響卵巢功能與卵母細胞質(zhì)量來影響妊娠結局，但這一結論仍然存在爭議。Bloom等[35]研究發(fā)現(xiàn)血清BPA濃度與卵母細胞數(shù)量之間沒有相關性，但其他研究表明尿液中BPA濃度與促排卵周期獲得的卵母細胞總數(shù)呈負相關[36]。Ehrlich等[37]檢測了237個IVF周期的女性尿液中BPA的暴露水平，結果提示BPA濃度與獲卵數(shù)、卵母細胞的成熟和正常受精率呈負相關。還有研究發(fā)現(xiàn)，隨著尿BPA濃度的升高，卵母細胞成熟率和胚胎植入率顯著下降[14]。但也有研究認為尿液中BPA濃度與促排卵結局及妊娠結局之間沒有相關性[38]；沈娟[39]研究發(fā)現(xiàn)尿液中BPA 濃度與臨床妊娠、流產(chǎn)及活產(chǎn)率無相關性。不同的臨床隊列研究結果截然不同，提示我們還需進一步規(guī)范化開展有關BPA暴露與臨床結局相關性的大樣本研究。

五、總結與展望

基于人類和動物研究，本文綜述了BPA暴露對卵泡形成、卵母細胞發(fā)育和類固醇生成的影響。多項研究也觀察到BPA對類固醇生成和卵泡生成具有跨代作用。BPA暴露會影響早期卵巢發(fā)育，并降低女性的生育能力。BPA的研究不僅應關注劑量效應，還應關注時間效應。這提醒我們需要考慮并制定新的策略來對日常BPA暴露進行風險評估?？傊?，BPA已經(jīng)被證明對女性生殖有顯著的不良影響，加強BPA風險管理對于保障女性生殖健康具有重要的科學意義和社會意義。