免疫相關(guān)細胞因子在多囊卵巢綜合征發(fā)病機制中的作用

石 城 李澤武 楊愛軍 陳亞楠 顧玉婷 劉利君

1.濟寧醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)院，山東濟寧 272000；2.濟寧醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院生殖醫(yī)學(xué)科，山東濟寧 272000

多囊卵巢綜合征（polycystic ovary syndrome，PCOS）是影響女性最常見的內(nèi)分泌疾病，有5%～15%的女性在整個生育期甚至生育期以后會受其影響[1]。PCOS具有多種臨床表現(xiàn)，女性常經(jīng)歷無排卵的月經(jīng)周期，患不孕癥、多毛癥、肥胖癥以及糖尿病、高血壓、脂質(zhì)異常和代謝綜合征的風(fēng)險增加。PCOS是一種異質(zhì)性疾病，是一種排除性診斷[2-3]。到目前為止，該病復(fù)雜的病因尚不清楚。不過，很清楚的是PCOS是一種促炎狀態(tài)，慢性炎癥狀態(tài)是這種疾病出現(xiàn)代謝異常和卵巢功能障礙的基礎(chǔ)[4]。針對PCOS發(fā)病機制的研究表明，免疫相關(guān)細胞因子在其中起重要作用[5]。本文旨在研究細胞因子和其他相關(guān)產(chǎn)物與PCOS發(fā)病機制的關(guān)系。

1 C反應(yīng)蛋白（C-reactive protein，CRP）和PCOS

CRP是急性時相蛋白中最重要的成員，在損傷或炎癥過程中通過白介素-6（IL-6）、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）等細胞因子刺激肝細胞合成。CRP的升高不僅標志著體內(nèi)存在急性炎癥反應(yīng)，在心血管疾病、中風(fēng)等其他疾病中也被證實CRP呈高水平，因而CRP被認為也是慢性炎癥的重要標志[6]。高的CRP水平可能解釋了一些PCOS婦女患早發(fā)性腦血管病及心血管疾病風(fēng)險增加的原因。一項薈萃分析顯示，85項研究（n=9880）中有53項研究稱PCOS女性（n=5656）血清CRP水平顯著高于健康對照組，納入者的體重指數(shù)在選擇時即已經(jīng)進行匹配，或在統(tǒng)計分析時進行了調(diào)整[7]，這表明患有PCOS的女性無論是否肥胖，血清CRP水平均升高，就意味著CRP的差異歸因于PCOS狀態(tài)而不是肥胖。血清CRP濃度和胰島素敏感性成反比，CRP水平增高，導(dǎo)致胰島素敏感性下降，血糖代謝失衡、血糖升高，高血糖又刺激胰島分泌炎癥因子，作用于肝臟使得CRP合成增加[8]?？梢娐匝装Y和胰島素抵抗（insulin resistance，IR）相互促進，互為因果。氧化應(yīng)激反應(yīng)是炎癥反應(yīng)的一個組成部分，能激活內(nèi)皮細胞的炎癥信號級聯(lián)反應(yīng)，促進炎癥的發(fā)生，而炎癥的發(fā)生又能激活多種免疫細胞產(chǎn)生自由基，加劇體內(nèi)的氧化反應(yīng)。它們的相互作用形成了惡性循環(huán)，加重了IR的發(fā)生[9]。目前，對于不孕女性應(yīng)用CRP協(xié)助診斷PCOS的臨床實踐還很少，因此如何用CRP濃度預(yù)測PCOS及其并發(fā)癥的發(fā)生還需深入研究。

2 單核細胞趨化蛋白-1（monocyte chemotactic protein-1，MCP-1）和PCOS

MCP-1屬于趨化因子CC亞家族，是體內(nèi)最強的趨化因子。它可以由內(nèi)皮細胞、平滑肌細胞、單核細胞等多種細胞分泌，趨化和激活體內(nèi)嗜酸、嗜堿性粒細胞、中性粒細胞、單核細胞等相關(guān)免疫細胞[10]。當體內(nèi)存在炎癥反應(yīng)時，血小板衍生生長因子會刺激MCP-1的分泌，引導(dǎo)炎性細胞的激活、趨化、聚集、浸潤。PCOS組血清MCP-1水平顯著高于正常人群組。MCP-1水平主要受三酰甘油和體重指數(shù)（body mass index，BMI）的影響，但臨床研究表明，在年輕正常體重的PCOS患者中，隨著脂肪組織分泌MCP-1水平的增加，MCP-1水平與LH、雄激素和CRP水平呈正相關(guān)[11]。因此，MCP-1及巨噬細胞炎性蛋白-1α的水平可能側(cè)面反映了單核細胞或巨噬細胞的活性，其水平的升高也可引起IR。

PCOS另一大特征是高雄激素血癥，研究表明，當PCOS患者外周血中的單個核細胞在體外暴露于高糖條件下時，上清液中TNF-α的濃度與血清睪酮水平呈正相關(guān)[12]，Su等[13]的實驗進一步證明了，睪酮通過激活3T3-L1脂肪細胞中的ERK1/2和NF-κB信號通路，促進NF-κB Ser536-p65的磷酸化，增強巨噬細胞趨化蛋白-1的表達。

3 TNF-α和PCOS

TNF-α是一種由單核細胞、巨噬細胞和脂肪細胞分泌的炎癥因子，是一種非糖基化蛋白，可分為跨膜型和分泌型。研究發(fā)現(xiàn)TNF-α濃度與胰島素抵抗呈正相關(guān)，TNF-α水平的增加，干擾許多非胰島素生成細胞的胰島素信號，可以抑制胰島素分泌，進而導(dǎo)致胰島素抵抗[14]。TNF-α導(dǎo)致IR考慮幾個方面：①胰島素受體底物系統(tǒng)在胰島素介導(dǎo)細胞攝取葡萄糖中起重要作用，TNF-α的增加，加速了胰島素敏感組織中胰島素受體底物-1（insulin receptor substrate-1，IRS-1）降解，使得IRS-1上Ser307磷酸化，抑制酪氨酸磷酸化，胰島素信號傳導(dǎo)受損，從而導(dǎo)致胰島素抵抗；②TNF-α下調(diào)肌肉GLUT4的表達和轉(zhuǎn)位，抑制外周組織使用葡萄糖限速酶，從而影響脂肪組織和肌肉組織對糖的攝取，最終誘導(dǎo)IR；③刺激升糖激素，間接作用導(dǎo)致胰島素抵抗[15]。

TNF-α同時也是卵巢功能的調(diào)節(jié)者，較高水平的TNF-α與增加的促卵泡激素（FSH）濃度有關(guān)，其功能包括誘導(dǎo)細胞增殖與凋亡，調(diào)節(jié)卵泡發(fā)育、排卵與黃素化以及類固醇激素產(chǎn)生[16]。PCOS患者中TNF-α升高，誘導(dǎo)卵泡膜細胞增殖，最終導(dǎo)致體內(nèi)雄激素水平升高以及顆粒細胞的凋亡。高水平雄激素可抑制FSH誘導(dǎo)的優(yōu)勢卵泡的選擇，導(dǎo)致無排卵、閉經(jīng)和卵巢多囊樣改變[17]。

4 白介素（interleukin，IL）和PCOS

IL是指在白細胞或免疫細胞間相互作用的淋巴因子，其后加阿拉伯數(shù)字以示鑒別不同組分。IL-6是由184個氨基酸構(gòu)成的糖蛋白，由多種細胞產(chǎn)生，包括成纖維細胞、內(nèi)皮細胞、單核巨噬細胞、淋巴細胞等。在大多數(shù)PCOS患者中，血清IL-6水平均較高，肥胖組血清IL-6水平高于非肥胖組[4]，不同于CRP，PCOS患者中IL-6水平升高是由于肥胖和代謝異常，而不是PCOS本身，因此PCOS患者血清IL-6的水平需要與PCOS患者的BMI聯(lián)系起來。PCOS患者經(jīng)脂多糖預(yù)處理后，外周血單個核細胞分泌的IL-6和IL-1β減少[18]，而IL-6是動脈粥樣硬化血栓形成的關(guān)鍵因素，其水平的降低，也減少了心血管事件發(fā)生的可能[19]。

正常月經(jīng)周期中，IL-6在卵泡期時升高，在黃體期時下降，與孕酮呈負相關(guān)。卵泡液中IL-6水平明顯高于血清IL-6水平，通過參與炎癥、免疫反應(yīng)，調(diào)節(jié)卵巢局部活動、參與排卵及排卵后的卵巢修復(fù)，在女性生殖系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。IL-6能抑制IRS-1的酪氨酸磷酸化，抑制磷脂酰肌醇3-激酶（phosphatidylin-ositol-3-kinase，PI3K）和IRS-1的結(jié)合，激活PI3K依賴的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶。IL-6可誘導(dǎo)細胞因子信號抑制物的表達，而細胞因子信號抑制物可抑制胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)；抑制IRS-1酪氨酸磷酸化，即所謂的代謝信號通路，阻斷胰島素信號傳導(dǎo)[20-21]。此外，磷脂酰肌醇3-激酶（PI3Ks）蛋白家族參與多種細胞功能的調(diào)控，主要包括細胞存活、生長、代謝和血糖穩(wěn)態(tài)等，因而IL-6可能與IR相關(guān)。因此脂肪細胞分泌IL-6，其所致的胰島素抵抗機制復(fù)雜，但中心環(huán)節(jié)可能是活化NF-κB，干擾胰島素信號傳導(dǎo)，合成、分泌炎性因子，形成低度炎癥信號的正反饋環(huán)[13]。

除IL-6外，已有研究表明IL-18在炎癥級聯(lián)反應(yīng)中起中心作用，在不考慮肥胖影響的情況下進行的評估顯示，PCOS患者的血清IL-18水平高于對照組，可能與IR、肥胖和糖尿病相關(guān)[22-23]。另有研究表明，IL-17A通過誘導(dǎo)編碼促炎細胞因子、趨化因子、抗菌肽和基質(zhì)金屬蛋白酶的基因表達發(fā)揮其基本作用，從而激活有效的炎癥反應(yīng)。非肥胖組PCOS患者血清IL-17A、IL-17F水平升高，IL-17E水平降低，其中IL-17E具有抗炎作用，PCOS患者卵泡液中IL-17A水平也升高[24]，可能與卵母細胞成熟有關(guān)。一項動物實驗顯示，IL-22逆轉(zhuǎn)了PCOS個體顆粒細胞中CCL2、CCL20和IL1B mRNA的增強表達，通過信號傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3（STAT3），激活其下游分子一磷酸腺苷激酶，從而抑制巨噬細胞的炎癥，進而改善與PCOS相關(guān)的IR和卵巢功能障礙[25]。

5 其他細胞因子與PCOS

白血病抑制因子（leukemia inhibitory factor，LIF）是一類分泌型糖蛋白，在顆粒細胞和卵巢基質(zhì)細胞中表達，與IL-11、同源框A10、S100P、妊娠相關(guān)蛋白等因子協(xié)調(diào)作用使子宮內(nèi)膜由非容受性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菔苄誀顟B(tài)，早期胚胎發(fā)育中發(fā)揮著重要作用，具有廣泛的生物學(xué)功能[26]。育齡期女性排卵期，卵泡液中的LIF濃度顯著升高，并與卵泡液中雌激素水平同步。有研究發(fā)現(xiàn)，整合素β3、LIF與IR存在相互作用，LIF水平的降低可能影響胰島素敏感性、加重IR；持續(xù)存在的IR又不利于LIF的合成及釋放[27]。

卵泡中有一套完整的胰島素樣生長因子（insulin-like growth factor，IGF）系統(tǒng)，涉及卵泡發(fā)育、優(yōu)勢卵泡的選擇和類固醇激素的合成。IGF系統(tǒng)包括IGF-I、Ⅱ，IGF結(jié)合蛋白（insulin-like growth factor binding protein，IGFBP）、IGF受體、IGF蛋白水解酶，IGFBP相關(guān)蛋白[28]。PCOS患者卵巢的多囊樣改變是優(yōu)勢卵泡形成和成熟障礙導(dǎo)致的。有文獻報道，IGF-I是種卵泡自分泌生長刺激劑并在卵泡發(fā)育的不同階段起關(guān)鍵作用[29]，IGF-Ⅱ則通過自分泌途徑，協(xié)同F(xiàn)SH，增強顆粒細胞P450芳香化酶的表達，促進雄烯二酮在顆粒細胞內(nèi)芳香化為雌二醇，從而促進卵母細胞成熟[30]。另一項動物實驗表明，IGF2BP2/IMP2缺陷小鼠通過增強解偶聯(lián)蛋白-1（UCP-1）mRNA和其他編碼線粒體蛋白mRNA的翻譯，在葡萄糖耐量實驗中表現(xiàn)出低的葡萄糖和胰島素值，這就意味著IGF2BP2/IMP2可能與小鼠的IR有關(guān)[31]。因此，IGF系統(tǒng)可能與PCOS患者無排卵和FSH治療不敏感有關(guān)。

綜上所述，PCOS患者體內(nèi)存在慢性低度炎癥，通過干預(yù)免疫系統(tǒng)、改變炎癥狀態(tài)可改善PCOS癥狀，可以假設(shè)治療慢性炎癥的藥物可能會降低PCOS相關(guān)的風(fēng)險。但炎癥的來源并不確定，要在PCOS的研究中取得突破性進展，闡明免疫器官和免疫細胞、炎性因子在PCOS發(fā)病機制中的作用是必要的，因此還需要對卵巢的免疫細胞及其分泌產(chǎn)物進行進一步的研究，以便對PCOS做出診斷，最終生成治療方案，給PCOS患者帶來新的希望。