抗苗勒管激素在卵巢功能及相关疾病中的应用进展
2016-03-10刘云胡卫华
刘云,胡卫华
·综述·
抗苗勒管激素在卵巢功能及相关疾病中的应用进展
刘云,胡卫华△
【摘要】抗苗勒管激素(anti-Mullerian hormone,AMH)是睾丸支持细胞和卵巢颗粒细胞分泌的一种由二硫键连接两个相同亚基的二聚体糖蛋白,属于转化生长因子β超家族成员,具有调节两性生殖细胞发育的功能。在卵巢功能方面,AM能够调节卵泡发育,参与卵泡生长过程,还能早期评估卵巢储备情况,及早预测绝经年龄,更能早期发现卵巢疾病并评估疾病发展及预后,在辅助生殖技术中亦起到重要作用。随着检测技术的发展,AMH浓度的测量更加简便和精确,而且与其他生物学指标比较,AMH浓度相对稳定,所以AMH已成为近年来的研究热点之一。就近年来AMH与卵巢功能及相关疾病的关系综述如下。
【关键词】抗苗勒管激素;卵泡;卵巢;卵巢疾病;生殖技术,辅助;绝经期
△审校者
(J Int Reprod Health/Fam Plan,2016,35:65-69)
抗苗勒管激素(anti-Mullerian hormone,AMH)是Jost于1947年首先在睾丸支持细胞内发现的,因其在雄性胎儿发育过程中可引起苗勒管退化,也叫做苗勒管抑制物。AMH是转化生长因子β超家族的生长和分化的反应调节剂的一个成员。人类AMH基因位于19号染色体短臂(19p13.3),长2.4~2.8 kb,有5个外显子,能编码560个氨基酸。AMH受体(AMHR)为丝氨酸/苏氨酸受体,有两种受体:Ⅰ型受体(AMHRⅠ)和Ⅱ型受体(AMHRⅡ)。AMHR基因总长7.6 kb,位于12号染色体长臂(12q12~13q)。AMH主要通过AMHRⅡ发挥作用。AMHRⅡ位于苗勒管周围的间充质细胞和两性性腺。AMH与AMHRⅡ连接成一个复合体,磷酸化后激活AMHRⅠ,而后AMHRⅠ磷酸化下游的Smads蛋白,磷酸化的Smads与Smad4结合形成复合物进入细胞核,调节蛋白表达。
1 AMH与卵泡发育
1.1AMH抑制始基卵泡的起始募集Weenen等[1]研究显示AMH在直径<4 mm的小窦卵泡中表达最强,在直径>8 mm的窦卵泡中几乎无表达,在直径4~8 mm的小窦卵泡中表达介于上述两者之间。Durlinger等[2]对敲除AMH基因小鼠进行研究,发现其出生时始基卵泡池正常,后来闭锁卵泡比野生型多,并伴随始基卵泡减少,这可能是因为AMH缺失引起卵泡发育过度。出生25 d的AMH基因敲除小鼠的卵巢有大量生长卵泡,13个月大时几乎检测不到始基卵泡,这可能是由于缺乏AMH,原始卵泡大量募集并发育,从而导致始基卵泡过度消耗。Carlsson 等[3]将卵巢皮质组织活检标本切成小块,并分别置于放有0,10,30或100 ng/mL培养基中培养7 d,开始观察到几乎所有培养基中的卵泡均显著生长,但与非培养的对照组织相比,原始卵泡显著生长比例较小(14%~26% vs. 56%)。不同浓度的AMH培养基中原始卵泡的存活率差异无统计学意义,表明培养基组织中原始卵泡存活率不受AMH浓度影响。综合上述实验及相关研究,卵泡发育与AMH相互作用关系为:因为基础AMH抑制始基卵泡发育,卵泡池中一部分始基卵泡的颗粒细胞转化为单层立方颗粒细胞,即始基卵泡发育为初级卵泡,此时AMH分泌开始增加,而后颗粒细胞增殖,AMH进一步增加,初级卵泡发育为次级卵泡,初级卵泡及次级卵泡阶段统称窦前卵泡。此过程由于AMH的抑制作用而缓慢进行,需时9个月,同时AMH又可抑制更多始基卵泡发育成窦前卵泡,即抑制了始基卵泡的起始募集。
1.2AMH通过抑制卵泡刺激素(follicle -stimulating hormone,FSH)从而抑制卵泡发育有研究加入不同浓度AMH,比较各组间小鼠颗粒细胞上FSH受体(FSHR)的mRNA表达情况,结果发现随AMH浓度的增加,小鼠颗粒细胞上FSHR mRNA的表达量反而减少[4]。FSH是由垂体分泌的一种糖蛋白激素,主要作用是促进颗粒细胞增生分化,并通过与卵泡表面的FSHR结合发挥调节卵泡作用,而AMH能够拮抗FSH对卵泡生长的促进作用,也就是AMH间接通过FSH发挥其对卵泡发育的抑制作用。Chang等[5]研究人类粒层-叶黄素细胞(hGL)中AMH 对FSH诱导的细胞色素P450芳香化酶和雌二醇(E2)的作用。该研究显示原代培养的hGL添加AMH后,细胞色素P450芳香化酶和E2的表达量降低,而未添加AMH的原代培养的hGL内细胞色素P450芳香化酶和E2基本无变化。对AMH处理组细胞研究发现AMH是通过抑制FSH诱导的环磷酸腺苷(cAMP)影响细胞色素P450芳香化酶和E2的表达。敲除AMHRⅡ基因后,hGL添加AMH不影响细胞色素P450芳香化酶和E2的表达量。这说明AMH是通过AMHRⅡ抑制FSH诱导的腺苷酸环化酶的激活以及芳香化酶的表达和E2的产生。因此推测窦前卵泡的颗粒细胞内出现FSHR,AMH作用于AMHR抑制FSH,使受FSH诱导产生的cAMP减少,从而细胞色素P450芳香化酶和E2产生减少,最终抑制卵泡的生长发育。但目前仍缺乏更多的证据,尚需大量研究证实。
1.3AMH参与卵泡老化过程Kedem等[6]发现中老年组卵丘细胞中表达AMH蛋白的mRNA含量高于年轻组(P<0.01),而中老年组卵泡液中AMH蛋白水平显著低于年轻组,这表明AMH可能参与卵泡的老化过程。但该项研究数据有限,目前没有更多证据表明AMH参与卵泡老化过程。AMH与卵泡老化之间的关系尚待进一步深入研究。
2 AMH与卵巢储备功能
卵巢储备功能是指卵巢内存留的卵泡数量和质量,其决定卵巢皮质区形成可受精卵母细胞的功能,是衡量女性卵巢功能和生育能力的重要指标。通常采用月经第2天或第3天FSH、E2、抑制素B(INHB)及阴道超声测量月经第2天或第3天卵巢基础窦卵泡计数(bAFC)来反映原始卵泡库存情况。最近AMH成为一项新的评估卵巢储备功能的检测指标。AMH与旧的检测指标比较有以下优点:①研究发现AMH水平与早期窦卵泡数呈正相关,可相对真实地反映原始卵泡库存情况,而且避免了超声下计数AFC的繁琐和人为误差,结果更加客观、准确。②AMH和年龄变化关系密切,且较其他指标更早反映各年龄期间的生殖内分泌变化,其中INHB、FSH、E2随年龄变化不明显,FSH、E2在卵巢老化末期才有变化,并不能早期评估卵巢功能[7]。③多项研究表明AMH具有周期稳定性,在整个月经期无明显波动[8]。然而也有一些研究表明AMH有周期波动性,在卵泡期和黄体期水平有差异[9]。目前临床上较多赞同AMH在月经周期中有波动,但波动非常小。因此在月经周期的任意一天检测AMH均有临床意义,较其他检测指标应用更加广泛。当然,尚需大量临床研究来鉴定AMH在月经周期中的变化情况。④与旧的检测指标相比,血清中AMH浓度不受口服避孕药的影响[8],但也仍需大量临床研究证实。
3 AMH与卵巢疾病
3.1AMH与多囊卵巢综合征(PCOS)PCOS临床上主要表现为卵泡发育障碍的排卵障碍及内分泌紊乱(表现为高胰岛素及高雄激素血症)。其在临床发病率达5%~10%,已经成为影响女性健康的重要疾病之一。
有研究表明AMH可以较为准确地诊断PCOS[10]。AMH主要在窦状卵泡中产生。PCOS患者的卵泡发育停留在窦前和小窦卵泡阶段,卵泡成熟发生障碍,这可能是导致PCOS患者AMH水平高的原因之一。而且PCOS患者主要的内分泌特征是高胰岛素和高雄激素血症,由此猜测这两种激素可能与PCOS患者AMH升高有关。研究表明PCOS患者卵巢局部AMH的高表达与高胰岛素血症及高雄激素有关,PCOS患者血清中AMH水平与血清中雄激素水平及胰岛素水平呈正相关[11]。但是有研究发现AMH与雄激素的关系尚不能确定。多项研究结果显示,一方面PCOS患者高胰岛素水平促进了卵泡的募集,而募集的卵泡增加会引起窦卵泡数量增加,AMH主要由窦状卵泡产生,最终AMH水平增加。AMH会抑制原始卵泡的募集及卵泡发育,这可能是PCOS患者原始卵泡募集增多但是卵泡成熟障碍的原因之一。另一方面,雄激素可刺激窦卵泡产生,也就是AMH的产生会增加,而AMH又会阻止卵泡发育,这与胰岛素作用类似,可以用来解释PCOS患者排卵障碍及高胰岛素及高雄激素血症。然而,AMH与PCOS及PCOS相关激素之间相互作用的关系仍需要更多的实验研究证实。
Sir-Petermann等[12]研究发现PCOS患者女儿在婴幼儿及儿童期血清AMH水平显著增高,由此推测PCOS的发病机制可能与遗传有关,也就是与基因相关。Yoshida等[13]对80例日本妇女的外周血进行DNA测序以期了解AMHRⅡ单核苷酸多态性(SNPs),发现AMHRⅡ-482A>G多态性可能与PCOS患者的卵泡发育障碍有关。Sproul等[14]在证实了上述观点的同时发现PCOS患者AMH基因表型以T/T为主,而正常女性以G/T为主,说明PCOS与AMH基因多态性密切相关。Georgopoulos等[15]对PCOS患者与健康女性进行比较研究发现,PCOS患者AMHRⅡ-482A>G多态性明显增加,同时PCOS患者伴有低LH和低LH/ FSH以及低泌乳素(PRL)者纯合AMHR2-482>G基因多态性(GG)更常见。目前AMH基因与PCOS之间的具体关系仍不能明确,只能说明PCOS与AMH基因多态性有关,但具体与某一个基因或一组基因的关系尚待大量研究发现。
3.2AMH与卵巢功能早衰(premature ovarian failure,POF)POF是指女性40岁以前卵巢功能衰竭,主要特征为闭经、促性腺激素水平升高、雌激素水平降低,是导致女性不孕的主要原因之一。临床上用FSH及E2来诊断POF,经此诊断的患者大都已绝经,对患者造成严重影响。所以临床医生一直致力于发现更敏感的指标,期望能更早地诊断POF。POF发病多由于原始卵泡储备过少,卵泡闭锁或耗竭。AMH可以影响卵泡发育,同时AMH也是评价卵巢储备功能的敏感指标,所以通过AMH诊断早期POF成为近年来的研究热点。Knauff等[16]研究发现有25%的早期卵巢功能障碍患者血清AMH浓度较正常排卵女性低5%,而过渡期卵巢功能障碍患者中有66%;有7%的早期卵巢功能障碍患者血清中检测不到AMH,而在过渡期卵巢功能障碍患者中有52%。有学者认为检测AMH能够早期预测卵巢功能的变化,尤其对那些有FSH升高的年轻患者诊断较为敏感。所以在临床上可以通过检测AMH水平评估卵巢功能,一旦血清中几乎检测不到AMH便可以诊断为POF,此时无论患者年龄及情况,有生育要求者需采取积极有效的助孕方式。
国内首次报道检测100例POF患者中有1例患者AMH基因114位核苷酸由G突变为A,导致372位氨基酸由丙氨酸替换为酪氨酸[17]。虽然以上报道仅1例,但是可以推测POF可能与患者AMH基因突变有关,这样就可以从基因水平研究治疗POF的方法。当然,AMH与POF的关系仍需大量研究证实。
3.3AMH与卵巢颗粒细胞瘤(granulosa cell tumor of ovary,GCT)GCT是一种恶性的性索间质肿瘤。临床上预后较好,5年生存率达80%以上,但有晚期复发倾向。所以临床需要一个敏感的指标进行监测,希望能更早地发现。由于AMH在卵巢颗粒细胞中产生,所以猜测AMH可以作为一个检测卵巢GCT的指标。Färkkilä等[18]发现血清AMH检测出GCT的敏感度为92%,特异度为81%,是GCT敏感和特异的标记物;研究同时还发现AMH联合INHB显著提高了GCT的检出率。总之,血浆AMH浓度可能是诊断GCT的一个更可靠的和敏感的生物指标。同时125I标记的AMH与卵巢GCT细胞能特异性地进行连接,这为运用125I-AMH抗体对GCT进行放射性免疫诊断和治疗提供了可行性的依据。
4 AMH与辅助生殖技术(assisted reproductive technology,ART)
4.1AMH为ART的个性化治疗提供可靠证据近年来ART发展迅猛,但是其成功率却一般。临床上想要成功妊娠需要有一定数量的优质卵细胞,因此需要对患者的卵巢储备功能加以了解,并对卵泡池中的卵子数量与质量及卵巢反应性进行评估,从而制定个体化方案以提高获卵率及临床妊娠率。有研究发现AMH在ART前能准确地预测卵巢反应性,为制定个体化刺激方案提供可靠依据。同时AMH是体外受精(IVF)治疗中卵巢反应性的最佳检测指标,AMH浓度高通常卵巢反应性高,仅需给予小剂量FSH,而AMH浓度低通常卵巢反应低,需要大剂量FSH。将AMH为2.97 ng/mL作为临界值预测卵巢低反应的敏感度为100%,特异度为89.6%[19]。又有研究表明控制性超排卵周期卵泡发育早期(促排卵5 d)的血清AMH水平较基础AMH水平能更好地预测卵巢反应性[20]。这说明可以将AMH的定量指标运用到ART中,预测卵巢储备功能,评估及预测妊娠结局,甚至可以在早期对患者进行干预以提高ART成功率。
4.2AMH与卵巢过度刺激综合征(ovarian hyperstimulation syndrome,OHSS)OHSS是ART的主要并发症,在促排卵和IVF中的发生率为1%~4%。Ocal等[21]研究发现血清AMH水平和AFC可以预测行IVF/胞浆内单精子注射(ICSI)患者的OHSS发生,其中将AMH为3.3 ng/mL作为临界值预测行IVF/ ICSI患者发生OHSS的敏感度为90%,特异度为71%。而后赵义清等[22]初次对AMHRⅡ基因与OHSS的关系进行研究,结果显示OHSS患者AMH基因第1号外显子的146位G>T、第2号外显子的134位G>A均存在突变,且这2个突变点正处于AMH的氨基端编码区域。但是OHSS的发生与突变的相关关系及具体作用过程尚待进一步研究。
5 AMH与绝经年龄
AMH与年龄变化关系密切,女性出生时,血清几乎检测不到AMH,出生后几周血清AMH浓度开始缓慢上升,至生育年龄期间血清浓度达高峰,绝经前15年~绝经前5年AMH水平呈对数级下降,之后低至不可测,绝经后无法检测到[7]。AMH是最早随年龄增长发生变化的卵巢功能评估指标,更能准确反映卵巢生殖功能的下降和预测绝经过渡期的到来。有研究发现通过母亲绝经年龄和围绝经期来预测子代绝经年龄有一定的临床意义。在发现AMH与绝经年龄关系密切后,有学者通过观察多对母女绝经年龄以及AMH发现,通过AMH预测绝经年龄比目前使用的利用患者卵巢功能或母亲绝经年龄预测子代绝经年龄的预测效果更佳,而且利用女性的年龄与AMH共同预测绝经年龄对预测绝经年龄效果最佳,但加上利用母亲绝经年龄来预测子代绝经年龄并不能明显增加预测准确率[23]。目前仍需大量研究证实AMH与绝经年龄的关系并加以数据化分析后才能运用于临床。
6 结语
综上所述,AMH、bAFC及FSH在预测卵巢功能中有着极其重要的作用,目前已受到极度关注与应用。但AMH与卵泡老化之间的关系有待进一步研究,AMH在血清中的变化是否不受口服避孕药等其他药物的影响仍需大量临床研究证实,AMH与卵巢疾病的关系罕有报道。同时AMH在预测OHSS的发生及与其相关性和具体作用过程有待进一步阐述。已有大量研究证实AMH可以很好地预测绝经年龄,但仍需要更进一步地对其进行数据分析,以更好地指导临床。总之,AMH在卵巢功能方面有着极其重要的作用,有望作为临床常用的预测卵巢功能的生化指标,且在生殖领域中也有着广阔的应用前景。
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[本文编辑王昕]
Function of Anti-Mullerian Hormone in Ovary-related Diseases
LIU Yun,HU Wei-hua.
Department of
Reproductive Medicine,Yijishan Hospital,Wannan Medical College,Wuhu 241001,Anhui Province,China Corresponding author:HU Wei-hua,E-mail:wnmchwh@163.com
【Abstract】Anti -Mullerian hormone (AMH), a disulfide -linked dimer of two identical subunits of glycoprotein, is secreted by immature testicular Sertoli cell and ovarian granulosa cells, belonging to the transforming growth factor β super -family. One of main physiological functions is regulating the germ cell development. AMH participates in regulating follicular development and growth. AMH has been used to assess ovarian reserve and to predict menopause age. It can be used to detect early ovarian disease and to assess progression and prognosis of disease. In the area of assisted reproductive technology (ART), the application of AMH gets more and more recognition. With the development of analysis technics, AMH test gets more simple and accurate. Compared with other biological indicators, AMH is relatively stable in the different day of menstrual cycle. Now, AMH, as well as its application in ART, has become a hot-topic in recent years. In this paper, we summarized the function of AMH and its clinical application in ovary-related diseases.
【Keywords】Anti -Mullerian hormone;Ovarian follicle;Ovary;Ovarian diseases;Reproductive techniques,assisted;Menopause
基金项目:皖南医学院重点科研项目培育基金(WK2012ZF01)
作者单位:241001安徽省芜湖市,皖南医学院附属弋矶山医院生殖医学中心
通信作者:胡卫华,E-mail:wnmchwh@163.com
收稿日期:(2015-06-17)