LHCGR基因多態(tài)性與多囊卵巢綜合征關(guān)聯(lián)性的研究進展

多囊卵巢綜合征（polycystic ovarian syndrome，PCOS）是育齡期女性最常見的生殖內(nèi)分泌疾病，其發(fā)病率達6%～10%，約70%的無排卵不孕患者因 患PCOS所 致［1］。PCOS是 一 種 高 度 異 質(zhì) 性 疾病，生殖方面臨床表現(xiàn)為月經(jīng)稀發(fā)或閉經(jīng)、稀發(fā)排卵甚至無排卵及不孕；內(nèi)分泌方面臨床表現(xiàn)為高雄激素血癥、胰島素抵抗（insulin resistance，IR）和促性腺激素比值異常［2］。此外，PCOS患者還伴有嚴重的遠期并發(fā)癥，如肥胖、高胰島素血癥、Ⅱ型糖尿病和心血管疾病。盡管PCOS相關(guān)研究較多，但其發(fā)病機制尚未完全闡明。有研究［3］顯示：遺傳因素在PCOS發(fā)病過程中扮演著重要的角色，PCOS可能是一種多基因遺傳性疾病。

黃體生成素/絨毛膜促性腺激素受體（luteinzing hormone and chorionic gonadotropin receptor，LHCGR）是 黃 體 生 成 素（luteinzing hormone，LH）的G蛋白偶聯(lián)受體，屬于糖蛋白激素家族。卵巢膜細胞和顆粒細胞是產(chǎn)生雄激素并將其轉(zhuǎn)化為雌激素的場所，LHCGR常高表達于PCOS患者的卵巢膜細胞和顆粒細胞中［4-5］。此外，LH還 可 誘 導LHCGR調(diào) 控 卵 泡 成 熟 和 排 卵［6］。研究［7-8］顯示：LHCGR基因中存在部分可能改變其基因表達或蛋白功能的單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphisms，SNPs），其與女性生殖功能有密切關(guān)聯(lián)。全基因組關(guān)聯(lián)研究及隨后一些病例 對 照 研 究［4，5，9-15］顯 示：LHCGR基 因 多 態(tài) 性 與PCOS的關(guān)聯(lián)性由于研究人群種族差異和樣本量不同，其結(jié)果不一致。本文作者總結(jié)了國內(nèi)外探討LHCGR多態(tài)性在不同國家和種族中異同的研究文獻，為更好地理解LHCGR基因在PCOS發(fā)生發(fā)展中的作用奠定基礎(chǔ)，為今后PCOS患者精準化和個性化的診療決策提供理論依據(jù)。

1 LHCGR、LHCGR基因及其在生殖過程中的作用

1.1 LHCGR和LHCGR基因LHCGR是 一 種 異二聚體糖蛋白，由699個氨基酸組成，具有2個功能單位，一是含有9個富含亮氨酸重復序列的氨基端（N-）細胞外結(jié)構(gòu)域，該結(jié)構(gòu)域與激素的識別和結(jié)合作用有關(guān)；二是3個7次跨膜結(jié)構(gòu)域和細胞內(nèi)外環(huán)狀結(jié)構(gòu)及細胞內(nèi)羧基端（C-）尾巴結(jié)構(gòu)，跨膜結(jié)構(gòu)域含2個高度保守的半胱氨酸殘基，形成二硫鍵來穩(wěn)定受體的結(jié)構(gòu)［7］。LHCGR屬于糖蛋白激素 受 體，該 受 體 為A類G蛋 白 偶 聯(lián) 受 體［16］。LHCGR通過特異性結(jié)合LH和絨毛膜促性腺激素（chorionic gonadotropin，CG）介導細胞功能，是LH和CG的共同受體。

人類LHCGR基因位于第2號染色體的短臂（2p21）上，包含11個外顯子和10個內(nèi)含子，該基因結(jié)構(gòu)在物種間高度保守。外顯子1編碼由1～10外顯子剪接而產(chǎn)生的信號肽、N端半胱氨酸富集區(qū)、富含亮氨酸重復結(jié)構(gòu)域（leucine rich repeat domain，LRRD）和鉸鏈區(qū)N端，外顯子11編碼鉸鏈區(qū)C端、由跨膜螺旋（transmembrane helices，TMH）及連接環(huán)構(gòu)成的整個蛇紋樣跨膜結(jié)構(gòu)域和細 胞 內(nèi) 的C端 部 分［7，17］。LHCGR基 因 的 主 要 轉(zhuǎn) 錄起始位點位于ATG起始密碼子上游176 bp內(nèi)，啟動子的激活由sp1結(jié)合位點和結(jié)合核孤兒受體的上游 抑 制 基 序 調(diào) 控［7，18］。LHCGR基 因 極 易 發(fā) 生 突變，編碼區(qū)的突變包括失活突變和激活突變，失活突變較為分散，主要有堿基的插入或缺失所致的突變、錯義突變和剪切位點的突變；激活突變則較為集中，存在于第3細胞內(nèi)環(huán)狀結(jié)構(gòu)、第6 TMH和第7跨膜結(jié)構(gòu)中；非編碼區(qū)的突變則是通過影響mRNA的 穩(wěn) 定 性、微 小RNA（microRNA，miRNA）調(diào)控或潛在的剪切位點進而調(diào)控基因表達［19］。

1.2 LHCGR在生殖過程中的作用LHCGR主要表達于性腺中，在男性體內(nèi)，其主要表達于Leydig細胞膜［18］。Leydig細胞是產(chǎn)生睪酮的場所，睪酮有利于產(chǎn)生精子和誘導男性化，孕有男性胎兒的母體內(nèi)人絨膜促性腺激素（human chorionic gonadotropin，HCG）水平降低會導致睪酮分泌不足，為維持睪酮達到正常水平，胎兒體內(nèi)非活性/活性LHCGR表達水平降低［20］。此外，LHCGR對男性胎兒期睪丸的下降起至關(guān)重要的作用，其在產(chǎn)生和誘導男性化方面也有作用，均說明LHCGR在男性胎兒性發(fā)育過程中發(fā)揮著重要作用。

LHCGR在女性胎兒的性發(fā)育過程中影響其生殖功能。LHCGR表達于女性卵泡膜細胞中，其參與雄激素前體的合成，進而在促卵泡激素（follicle stimulating hormone，F(xiàn)SH）的刺激和芳香化酶的作用下使雄激素前體轉(zhuǎn)化為雌激素［21］。晚卵泡期LHCGR表達于顆粒細胞、黃體和間質(zhì)細胞中，其參與卵泡發(fā)育、排卵和黃體形成。孕早期HCG水平升高刺激LHCGR產(chǎn)生，使黃體期延長，孕激素水平升高［8］。此外，LHCGR新的變異體—可溶性LHCGR（soluble LHCGR，sLHCGR）不傳導信號，但可增強或抑制HCG或LH的功能。CHAMBERS等［22］提出：根據(jù)卵泡液和血清中sLHCGR和LH-sLHCGR復合體水平，為體外受精（in vitrofertilization，IVF）患者提供個性化的治療方案，可以減少卵泡過度刺激的出現(xiàn)，避免因胚胎染色體異常導致流產(chǎn)或早產(chǎn)的發(fā)生，從而提高妊娠率。

2 LHCGR基因多態(tài)性與PCOS的關(guān)聯(lián)性

SNPs是指在基因序列中單個核苷酸變異，主要包括單個堿基的插入、缺失和置換引起的DNA序列多態(tài)性。在人類基因組中SNPs總數(shù)高達300萬個，占所有已知基因多態(tài)性的90%以上［23-24］。在遺傳學分析中，SNPs受外界因素影響較大，如年齡、種族和地域等。隨著基因檢測技術(shù)的不斷發(fā)展，SNPs的篩查和檢測更加快速和便捷，其對疾病的診斷和治療具有重要的指導意義。近年來國內(nèi)外關(guān)于LHCGR基因多態(tài)性位點的研究主要集 中 于rs13405728、rs2293275、rs7371084、rs4953616、rs4539842和rs61996318位 點，現(xiàn) 分 別就上述位點多態(tài)性與PCOS的關(guān)聯(lián)性進行闡述。

2.1 rs13405728位點排卵障礙是PCOS患者的臨床特征之一，臨床上常表現(xiàn)為月經(jīng)周期紊亂，其發(fā)生率可高達95.28%［25］。研究［26］顯示：LHCGR基因rs13405728位點與PCOS排卵障礙有關(guān)聯(lián)，rs13405728位點敲除的小鼠卵泡發(fā)育受阻，其表現(xiàn)為無排卵。rs13405728位點是全基因組關(guān)聯(lián)研究中重要的SNPs位點之一，位于LHCGR基因內(nèi)含子上，多個已知基因位于該SNPs附近，該基因失活突變可導致LH水平升高，卵巢變大，激發(fā)排卵，引 起LH或HCG抵 抗［27］。既 往 評 估LHCGR基 因與PCOS關(guān) 聯(lián) 的 研 究［4，9，11-13，28-35］主 要 集 中 于rs13405728位點，但研究結(jié)果相互矛盾，且種族影響很明顯。

ALMAWI等［28］對巴林阿拉伯婦女進行的一項回顧性病例對照研究顯示：rs13405728位點與巴林阿拉伯受試者的PCOS無關(guān)，與荷蘭、歐洲和美國的 研 究［9，29-30］結(jié) 論 一 致。CHEN等［4］對 中 國 漢 族PCOS患者的研究顯示：rs13405728位點與漢族PCOS發(fā)病風險具有強關(guān)聯(lián)性。CUI等［31］研究顯示：無排卵型PCOS的rs13405728位點中的C等位基因頻率明顯降低，提示rs13405728與排卵障礙明顯相關(guān)，說明不同的遺傳變異可能導致不同的PCOS亞型。MUTHARASAN等［13］研究顯示：歐洲人群中與PCOS最相關(guān)的SNPs為rs10495960，此位點與rs13405728位于同一編碼區(qū)，可以標記相同的易感性位點，說明不同種族可能存在相同易感等位基因。VISHNUBOTLA等［12］研究顯示：印度PCOS患者rs13405728位點與PCOS風險增加有關(guān)。有研究［11］顯示：在亞洲人群中rs13405728等位基因G與PCOS風險降低有關(guān)?；诟黜椦芯拷Y(jié)論的差異，國內(nèi)學者［32-34］分別對中國漢族、回族、壯族和維吾爾族女性進行一系列研究，均證實rs13405728位點與中國女性PCOS發(fā)病具有關(guān)聯(lián)性。此外，LERCHBAUM等［35］發(fā)現(xiàn)：在高加索人群中rs13405728位點還與葡萄糖及胰島素代謝受損有關(guān)，但CUI等［31］對漢族PCOS患者研究中并未發(fā)現(xiàn)相似結(jié)論。

由此可知，LHCGR基因rs13405728位點可能與亞洲人群PCOS發(fā)病風險有關(guān)，如中國漢族、回族、壯族和維吾爾族及印度群體，但其與巴林阿拉伯、歐洲荷蘭和美國人群中PCOS發(fā)病風險無關(guān)。rs13405728位點與中國漢族PCOS患者排卵功能障礙有關(guān)，與高加索PCOS患者葡萄糖及胰島素代謝受損有關(guān)。上述研究結(jié)果的差異可能是由于基因背景和所處環(huán)境不同及基線水平的差異等，因此還需要更多研究加以證實。

2.2 rs2293275位點rs2293275又被稱為G935A或S312N，位于LHCGR基因的10號外顯子上。rs2293275位點突變屬于錯義突變，是可導致氨基酸序列改變或功能性RNA序列改變的堿基替換突變，該突變可能對表達產(chǎn)物無影響，但也可能使多肽鏈喪失其原有功能。有研究［15］顯示：LHCGR基因rs2293275位點與體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）、LH/FSH比值和IR等有關(guān)，該位點與PCOS關(guān)聯(lián)性受種族因素影響明顯。

BASSIOUNY等［14］研究顯示：埃 及PCOS患者LHCGR的G935A（rs2293275）位點中，攜帶純合子G935A基因的人群患PCOS風險更高。CAPALBO等［36］發(fā)現(xiàn)：居住在撒丁島的隔離人群S312N（rs2293275）與PCOS患病風險具有明顯關(guān)聯(lián) 性。THATHAPUDI等［15］研 究 證 實：印 度PCOS患者LHCGR基因中rs2293275位點與PCOS發(fā)病風險有關(guān)，并且在印度人群中攜帶純合子變異的女性患PCOS的風險是其他基因型的3.37倍，高于撒丁島人群的2.7倍。ROBEVA等［37］對保加利亞PCOS患者的研究也證實LHCGR的rs2293275位點與PCOS之間存在關(guān)聯(lián)。而部分對巴林阿拉伯、荷蘭、斯里蘭卡及亞洲組的研究［11，28，38-39］并 未 發(fā) 現(xiàn) 其 關(guān) 聯(lián) 性。EL-SHAL等［40］對埃及女性的研究結(jié)果與BASSIOUNY等［14］研究結(jié)果一致。說明LHCGR基因rs2293275位點與PCOS發(fā)病的關(guān)聯(lián)性存在明顯種族差異性。

2.3 rs7371084和rs4953616位點rs7371084和rs4953616是LHCGR基因的2個變異位點。已有研究［41-42］顯示：LHCGR基因rs7371084和rs4597581位點與女性復發(fā)性流產(chǎn)和男性睪丸生殖細胞癌有關(guān)。另有研究［28］顯示：rs7371084位點與BMI呈正相關(guān)關(guān)系，與血清游離睪酮水平和游離雄激素指數(shù)呈負相關(guān)關(guān)系，rs4953616位點與初潮年齡呈正相關(guān)關(guān)系，與總膽固醇、總睪酮和游離睪酮水平呈負相關(guān)關(guān)系。

高雄激素血癥是PCOS最重要的病理生理特征之一，超過60%的PCOS患者有高雄激素血癥的臨床表現(xiàn)，如痤瘡、脫發(fā)和多毛，其中60%～80%的 患 者 出 現(xiàn) 血 清 睪 酮 水 平 升 高［43-44］。HA等［45］研究顯示：中國回族PCOS患者LHCGR基因與睪酮水平升高有關(guān)。李霞等［46］在中國維吾爾族PCOS患者中也得出了相同結(jié)論。ALMAWI等［28］對巴林阿拉伯患者的研究顯示：PCOS患者LHCGR基因的rs7371084基因型雜合子攜帶者頻率明顯降低，rs4953616基因型雜合子攜帶者頻率明顯升高，證實LHCGR基 因rs7371084和rs4953616位 點 與PCOS有關(guān)聯(lián)。但該基因位點與其他種族PCOS的關(guān)聯(lián)性尚未見文獻報道，有待進行更多種族人群的研究。

2.4 rs4539842位點rs4539842位點又稱insLQ，是在11號外顯子上18位中插入2個氨基酸（亮氨酸［L］和谷氨酰胺［Q］），insLQ通過改變蛋白質(zhì)折疊、轉(zhuǎn)運和膜蛋白插入影響黃體生成素受體（luteinizing hormone receptor，LHR）。insLQ變體LHR蛋白在細胞培養(yǎng)中也表現(xiàn)出更高活性［47］。insLQ與卵巢過度刺激綜合征和乳腺癌等有關(guān)［48-49］，攜帶insLQ等位基因的乳腺癌患者的無病生 存期較非攜帶 者 短［48］。EL-SHAL等［40］對埃及PCOS患者采用聚合酶鏈反應(yīng)-限制性片段長度多態(tài)性檢測，對rs4539842位點進行基因分型，結(jié)果表 明：rs4539842位 點 與PCOS無 關(guān)。ZOU等［11］對LHCGR基因多態(tài)性與PCOS的關(guān)系進行薈萃分析，結(jié)果顯示：rs4539842位點與高加索PCOS患病風險存在明顯關(guān)聯(lián)性，可能存在種族、生活習慣因素或樣本量大小的差異，需要進一步擴大樣本量分析。

2.5 rs61996318位點LH在卵泡形成、排卵和雄激素產(chǎn)生中起著關(guān)鍵作用。35%～77%的PCOS患者出現(xiàn)LH水平和LH/FSH比值升高［50］。早期研究［51］表明：卵巢體積和卵泡數(shù)量與LH水平呈正相關(guān)關(guān)系。研究［52］顯示：rs61996318位點的遺傳變異可能影響LH和LHCGR生物活性，導致PCOS的 發(fā) 生。但LIU等［53］對 中 國 漢 族PCOS患者的研究中未發(fā)現(xiàn)此位點與PCOS有關(guān)聯(lián)。LIAQAT等［54］對巴基斯坦PCOS不孕癥患者進行基因分型和DNA測序，其結(jié)論與LIU等［53］的研究結(jié)果一致。DESWAL等［52］對北印度PCOS患者進行病例對照研究顯示：rs61996318位點與PCOS發(fā)病風險具有明顯關(guān)聯(lián)性，rs61996318變異與PCOS部分臨床特征有關(guān)聯(lián)，如高LH/FSH比值、IR、月經(jīng)稀發(fā)、卵巢多囊樣改變和不孕癥等。rs61996318位點與PCOS臨床特征之間的關(guān)聯(lián)性說明需要在不同PCOS亞組中進行更多的LHCGR多態(tài)性研究。

3 LHCGR與IVF的 關(guān) 聯(lián) 性

隨 著IVF與 胚 胎 移 植（IVF and embryo transfer，IVF-ET）技 術(shù) 的 興 起，越 來 越 多 的PCOS不孕患者尋求輔助生殖技術(shù)，但影響其成功率的相關(guān)因素仍然未知。盡管IVF-ET通過人為提供高質(zhì)量胚胎等支持手段，但PCOS患者的胚胎植入率仍然較低。隨著DNA技術(shù)的發(fā)展和基因組學知識的提高，許多學者對遺傳因素進行了探索。

BENTOV等［55］研究顯示：導致IVF患者卵母細胞產(chǎn)率低、閉經(jīng)及反復流產(chǎn)的原因是LHCGR基因外顯子1中新的位點雜合失活突變。LINDGREN等［56］探 討 促卵泡激素受體（follicle stimulating hormone receptor，F(xiàn)SHR）變 異 位 點N680S和LHCGR變 異 位 點N312S（rs2293275）對IVF活產(chǎn)率影響的研究顯示：攜帶FSHR和LHCGR 2個受體純合子2S較攜帶其他受體的女性更易懷孕和分娩，因此LHCGR突變可用于預(yù)測IVF活產(chǎn)率。對伊朗人群IVF成功和IVF失敗的女性進行基因測序的研究［57］顯示：rs2293275等位基因和rs4539842等位基因與IVF成功率有關(guān)，因此，這2個SNPs可作為伊朗人群IVF結(jié)局的預(yù)測因子。XIA等［58］研 究 顯 示：攜 帶rs13405728TT基 因 型的PCOS患 者IVF-ET治療 效果較差。LU等［59］報道3例攜帶致病性LHCGR突變的患者使用自身卵母細胞進行IVF-ET后均成功妊娠并分娩健康胎兒，提示LHCGR突變影響排卵，但不影響受精和胚胎發(fā)育。

4 總結(jié)與展望

近年來PCOS候選基因位點研究取得了突破性進展。使用已識別的易感基因位點作為疾病預(yù)測和診斷工具，從而精確尋找到疾病的原因和治療的靶點，可稱作精準醫(yī)療，其作為下一代診療技術(shù)，具有較大優(yōu)勢。許多研究［60-61］成功地使用遺傳風險評分來解釋疾病中不斷增多的基因變異，并預(yù)測相關(guān)的表型結(jié)果。未來可使用LHCGR激動劑用于輔助生殖技術(shù)領(lǐng)域，特別是在IVF-ET技術(shù)中的應(yīng)用［6］。PCOS作為一種復雜的多因素疾病，使其精準醫(yī)療的應(yīng)用更加困難，但隨著越來越多的PCOS基因被發(fā)現(xiàn)，有望實現(xiàn)將基因檢測納入疾病預(yù)測、診斷和治療中。未來將通過研究人員共享基因數(shù)據(jù)的國際合作，以進一步發(fā)現(xiàn)新的基因并通過增大樣本量繼續(xù)進行PCOS基因定位，解釋PCOS發(fā)病機制和藥物靶向治療。PCOS作為一種復雜且臨床異質(zhì)性疾病，需要遺傳學領(lǐng)域研究人員的持續(xù)合作以加深對其發(fā)病機制和后續(xù)診斷及治療的理解。