卵巢过度刺激综合征的发病机制及预防药物研究进展

武天睿，孟昱时

(昆明医科大学第二附属医院,昆明 650033)

近年来,随着不孕症发病率增加及国家“三胎”政策的开放,越来越多的人选择辅助生殖技术(ART)助孕。卵巢过度刺激综合征(OHSS)是ART过程中控制性卵巢刺激(COS)时常见的并发症之一。根据发病时间分为早发型OHSS和迟发型OHSS。前者是由注射外源性人绒毛膜促性腺激素(HCG)引起,发生在取卵后9 d及以内;后者是因早期妊娠后内源性HCG升高引起,通常发生在取卵后10 d及以上,常伴严重并发症[1]。目前OHSS发生机制尚不明确,缺乏有效的预防手段,增加了患者的经济及时间负担,是亟待解决的一个难题。本文综述OHSS发生机制及药物预防研究进展,旨在为OHSS的预防及治疗提供临床参考。

一、OHSS发生机制及病理生理改变

目前,OHSS发生机制尚不清楚,大多数学者认为与内源性或外源性HCG刺激卵巢释放大量如血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、组胺、前列腺素等血管活性物质,激活了卵巢肾素-血管紧张素系统(renin-angiotensin aldosterone system,RAS)[2],以及控制性促排卵过程中产生大量雌激素有关。这些细胞因子及激素使得血管内皮功能受损及血管通透性增加,导致液体停留在第三间隙,出现卵巢肿大、胸腔及腹腔积液等病理生理改变。

1.血管内皮生长因子(VEGF):VEGF是肝素结合蛋白家族的成员,在调节血管内皮细胞增殖、迁移、通透性等方面起着核心作用[3]。在促排卵周期中,OHSS患者卵泡液、血浆和腹水中的VEGF含量均明显升高[4]。HCG与内皮细胞上的血管内皮生长因子受体2(VEGFR2)结合后,可正向调节卵巢颗粒-黄体细胞中VEGF基因的表达[5],刺激VEGF过度分泌,导致卵巢毛细血管通透性增加,出现卵巢过度刺激征象。有许多研究表明,在靶向阻断VEGF受体后,可以有效预防OHSS的发生,更加证实了VEGF是OHSS发生发展中不可或缺的一部分。

2.色素上皮衍生因子(PEDF):PEDF属于丝氨酸蛋白酶抑制因子家族,是一种由卵巢颗粒细胞产生并分泌的因子,具有抗炎及抗血管生成作用,对VEGF的生成具有抑制作用[6]。PEDF经HCG刺激后,在体内和体外的表达均下降[7]。有研究发现,HCG通过蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)、蛋白激酶C(PKC)以及表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)、ERK1/2和PI3K信号通路参与诱导PEDF下调和VEGF上调[8]。在OHSS小鼠模型中,给予低剂量重组PEDF(rPEDF)治疗后,小鼠水肿、血管渗漏等OHSS体征得到改善,且颗粒细胞中的VEGF mRNA的表达下降[9],说明PEDF对OHSS有抑制作用。由此可见,PEDF-VEGF动态平衡对于维持正常的卵巢功能具有重要意义,PEDF-VEGF失衡可能是OHSS的发病机制之一。

3.转化生长因子β(TGF-β):TGF-β超家族在控制细胞的增殖和分化、免疫系统以及骨骼疾病、癌症等疾病中起到了重要作用。其中一些因子,如抗苗勒管激素(AMH)、生长分化因子-8(growth differentiation factor-8,GDF-8)、转化生长因子-β1(transforming growth factor-beta,TGF-β1)等,在卵巢中表达并调节卵巢功能。2020年,Fang等[10]的研究发现,TGF-β1通过SMAD2/3、ERK1/2和p38 MAPK信号通路刺激永生化人颗粒-叶黄素(human granulosa-lutein,hGL)细胞和原代hGL细胞中VEGF的表达和分泌。此外,在OHSS患者卵泡液中TGF-β1和VEGF的蛋白质水平升高,并且这两种蛋白质在卵泡液中的水平呈正相关。随后,她的团队还发现了TGF-β1通过hGL细胞中的SMAD2和ERK1/2信号通路诱导hGL细胞芳香化酶的表达和E2的合成[11];此外,肌肉生长抑制素(myostatin,MSTN),又称GDF8,通过TGF-β I型受体 ALK5 介导的SMAD2/3 信号通路刺激hGL细胞芳香化酶的表达及雌激素(E2)的合成来诱导OHSS的发生,并且OHSS患者卵泡液和颗粒细胞中MSTN水平均升高[12]。因此,TGF-β家族因子通过不同的信号传导通路来诱导VEGF及E2的表达来参与OHSS的发生。

4.Kallistatin(KS):KS也称为激肽释放酶结合蛋白(kallikrein-binding protein,KBP),属于丝氨酸蛋白酶抑制剂超家族的一种,对血管生成产生具有多种作用,参与许多疾病的发生。Huang等[13]的研究发现,在HCG刺激下人卵巢颗粒细胞瘤细胞系KGN细胞和人原代颗粒细胞(primary granulosa cells,PGCs)中KS mRNA的表达以剂量依赖性方式显著下调。此外,她的团队证实了经过KS处理24 h后,体外培养的KGN细胞和人PGCs中,VEGF表达和分泌均显著下调,提示KS可抑制颗粒细胞中VEGF的表达。随后,为了证实KS可以预防OHSS的发生,研究者给予OHSS组小鼠补充外源性KS,结果表明与对照组相比,添加KS显著抑制了小鼠体重增加、卵巢增大、血管通透性增加和VEGF表达等一系列迹象[13]。总的来说,KS在体外和动物模型中均可下调VEGF表达。而在HCG的刺激下,KS的分泌减少,VEGF水平则升高,从而促进了OHSS的发生。

5.瞬时受体电位-melastatin 2(TRPM2):TRPM2通道是一种电压不依赖的阳离子通道,通过调节细胞外钙离子输入来调节内皮细胞的功能,参与血管生成和血管重塑,其活性受氧化应激、ADPR/烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)代谢和TNF-α的影响[14]。anl等[15]首次在OHSS大鼠模型中探讨了TRPM2活性在OHSS发生发展中的作用。研究者将右侧卵巢组织进行病理学和免疫组化检查,左侧卵巢组织用于生化检查。结果表明OHSS组大鼠卵巢重量明显高于对照组,且OHSS组卵巢充血、水肿、细胞凋亡及TRPM2免疫反应明显增加。组织中VEGF、TNF-α和丙二醛(MDA)水平也显著高于对照组。当过度刺激的卵巢发生炎症反应时,充血或水肿的卵巢可加重组织缺氧,导致TNF-α和MDA升高。此外,TRPM2免疫反应评分随着MDA、TNF-α、VEGF及细胞凋亡的增加而增加。总而言之,TRPM2在OHSS发生的病理生理过程中起到一定的作用,但TRPM2免疫反应增强与卵巢血管生成和通透性增加,即与VEGF水平升高的因果关系尚不明确。

6. 血管生成素-酪氨酸激酶的免疫球蛋白样和表皮生长因子样域1(Tie1):Tie受体家族几乎仅在内皮细胞表达,且与内皮细胞功能及功能障碍有关[16]。Sun等[17]学者的研究发现,与对照组相比,OHSS患者和大鼠的颗粒细胞中VEGF和Tie1水平均升高。此外,在HCG刺激下,早期生长反应蛋白1(early growth response protein 1,Egr1)与Tie1的启动子结合,激活Tie1在SVOG(一种非肿瘤形成的人类颗粒-黄体细胞系)中的转录,诱导Tie1表达上调,进而激活PI3K/Akt信号通路,刺激VEGF生成。当敲除Tie1基因后,大鼠模型卵巢重量、黄体数目以及VEGF水平显著降低,延缓了大鼠OHSS的进展。因此,Tie1在颗粒细胞中Egr1调控下刺激VEGF的产生,从而参与OHSS的发生,将来可能是OHSS的潜在治疗靶点。

近年来有研究发现,褪黑素通过刺激hGL细胞中的芳香化酶和E2产生以及VEGF的表达来参与OHSS的发生[18]。此外,有学者提出基因组学在OHSS发生中起到一定的作用,包括一些长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)、微小RNA(micro RNA,miRNA)、FLT4基因突变以及单核苷酸多态性等,在基因层面调控着OHSS的发生,但是具体机制尚未得到阐明。

二、OHSS的预防

OHSS是一种自限性疾病,没有怀孕的患者其症状在下一次月经来潮就会消失。而怀孕的患者,由于卵巢继续受到HCG水平上升的刺激,症状可能会持续1～3个月。根据临床症状、体征及辅助检查常将OHSS分为轻、中、重度。轻度OHSS的发生率为20%～33%,中度OHSS的发生率为3%～8%,重度OHSS的发生率为0.1%～3.0%。中重度OHSS常对患者的生理及心理带来不良影响。因此,OHSS的预防显得尤为重要。目前临床上OHSS的预防措施包括识别诱发OHSS的高危因素、个体化控制性超促排、全胚冷冻、滑行疗法及未成熟卵母细胞体外成熟(in vitro maturation,IVM)等。此外,多巴胺受体激动剂、钙剂、血容量扩充剂、促性腺激素释放激素拮抗剂等药物在预防OHSS的发生中也起着非常重要的作用。近年来有学者发现,一些药物可通过不同的通路抑制OHSS的发生,有可能成为未来临床使用的潜在药物。

1.Kisspeptin(KP):KP是Kiss1基因编码的产物,在性腺轴的控制中起着重要的作用,是调节生殖内分泌、能量代谢及妊娠并发症发生的重要因子[19]。研究显示,KP通过对其受体的作用直接向GnRH神经元发出信号,将GnRH释放到门脉循环中,进而刺激垂体前叶促性腺激素细胞分泌LH和FSH,可以引起LH激增[20]。2014年Jayasena等[21]证实了kp-54可触发体外受精卵母细胞的成熟。研究者在取卵前36 h分别给OHSS高危女性皮下注射1.6、3.2、6.4、12.8 nmol/kg的kp-54,发现平均成熟卵数以剂量依赖性方式增加,生化和临床妊娠率分别为40%和23%,表明使用kp-54进行扳机可使不孕女性成功妊娠。随后,Abbara等[22]使用不同浓度kp-54对60名有OHSS高风险的女性进行扳机。该研究观察了获卵率、卵母细胞成熟率及OHSS发生率等指标,研究发现95%的女性卵母细胞均成熟,给药剂量为12.8 nmol/kg时获卵数最高,且没有女性发生中重度的OHSS。2017年Abbara等[23]再次进行了临床试验,探索延长LH峰是否能改善OHSS高风险女性的卵母细胞成熟。研究将62名OHSS高危女性随机分为2组,实验组在取卵前36 h注射第1针kp-54 9.6 nmol/L,第1针后10 h再次注射同等剂量kp-54;对照组不接受注射第2针。研究发现,试验组中成熟卵母细胞生成率≥60%的女性占比71%,而对照组只有45%,且不增加中重度OHSS的发生。此外,有研究发现,在OHSS大鼠模型脑室及静脉内注射kp-54后,卵巢中的炎症参数得到改善[24]。近年来,KP除了用来触发卵母细胞成熟外,还用于治疗下丘脑性闭经和青春期延迟,药物的安全性得到一定的证实。但是,Kisspeptin是否会成为未来触发排卵的药物或OHSS预防的一线药物,仍需在大样本随机对照试验中进行探索。

2.肌醇:在2015年,Turan等[25]使用二甲双胍和肌醇治疗14 d的Wistar大鼠建立OHSS模型,发现接受肌醇和/或二甲双胍治疗的大鼠血管通透性、血液E2水平、VEGF和COX-2的表达均降低,表明肌醇可有效预防OHSS。随后,Mendoza等[26]进行了一项随机对照试验,在接受ICSI的多囊卵巢综合征女性中,超促排卵过程中每天两次使用肌醇550 mg + D-手性肌醇150 mg,与对照组相比OHSS发生率降低。近期,有学者对使用GnRH拮抗剂方案助孕的PCOS女性分别给予肌醇与二甲双胍的预处理,发现肌醇在降低OHSS风险方面与二甲双胍同样有益,并且在接受拮抗剂周期的PCOS女性中具有更好的ART结果[27]。动物模型及人体实验均显示肌醇可预防OHSS的发生,但需要更多研究来确定临床用药方案。

3.来曲唑(LE):LE为非甾体芳香化酶抑制剂,通过以特异及可逆的方式阻断人类芳香化酶,阻止雄激素向雌激素的转化,抑制雌激素的合成。先前的一项随机对照试验表明,在取卵后连续5 d口服2.5 mg、5.0 mg和7.5 mg剂量的LE,能够降低血清E2和VEGF的水平。2.5 mg和5.0 mg的LE对OHSS发生的趋势仅显示出轻微的限制,但7.5 mg的高剂量可显著降低OHSS的发生率[28]。相反,Wang等[29]发现取卵后的黄体期连续5 d口服5.0 mg来曲唑并不能预防OHSS。在另一项前瞻性随机试验中,研究者发现连续5 d口服来曲唑5.0 mg,预防OHSS效果优于阿司匹林[30]。此外,近期的一项meta分析指出,来曲唑可以降低高危女性OHSS的总发生率以及中度和重度OHSS的发生率,而对于预防轻度、中度和重度OHSS似乎没有积极作用[31]。近期的一项研究发现,GnRH拮抗剂、米非司酮和来曲唑的鸡尾酒式治疗在防止OHSS大鼠模型进展方面增强了协同作用[32]。总之,目前相关研究对LE预防OHSS有效性报道存在差异,对于给药时间、剂量及疗效,今后仍需要进行大型前瞻性随机试验来评估。

4.地奥司明:地奥司明是一种微粉化的精制黄酮类静脉活性药物,可作用于血管、微循环和淋巴系统,起到抗氧化、抗炎、抗血管等作用[33]。既往报道地奥司明可用于心血管疾病、糖尿病、痔疮等方面的治疗。在一项回顾性研究中[34],研究者将具有OHSS高风险且取卵后取消胚胎移植的患者作为纳入标准,在取卵后给予研究组患者地奥司明1 000 mg,每日两次,连续10 d。研究发现,与对照组相比,口服地奥司明可有效降低中重度OHSS的发生率,并降低高危妇女OHSS的严重程度。但因本研究为回顾性分析,存在一定的局限性,对于地奥司明预防OHSS的疗效需多中心前瞻性研究证实。

5.白藜芦醇(RSV):是一种存在于植物中的天然抗毒素,具有抗炎和抗氧化活性以及对内皮功能和血管系统的保护作用。Ozgur等[35]在大鼠模型中探讨了RSV对OHSS的影响。研究者使用孕马血清促性腺激素(PMSG) + 30 U HCG诱导大鼠OHSS,另一组在注射PMSG及HCG前2 h加注RSV 60 mg/kg。研究发现,RSV组的卵巢重量及腹腔液VEGF水平较低,对OHSS的发生起到一定的预防作用。近年来,RSV在治疗子宫内膜异位症及肿瘤等方面起到一定的作用,药物的安全性得到保证。因此,RSV可能是预防OHSS的选择之一,但在未来需要进一步的研究和临床试验,以提供关于治疗效果的可靠结果。

三、总结

综上所述,OHSS是ART过程中的常见并发症之一。就目前而言,OHSS的发病机制虽仍在探索中,但不难看出VEGF是OHSS发病的核心环节,TGF-β家族、Tie1、褪黑素等均可诱导VEGF的表达,其中TGF-β家族及褪黑素还可通过刺激芳香化酶和E2的合成来参与OHSS的发生,而PEDF、Kallistatin可以通过降低VEGF的水平调节血管渗漏来缓解OHSS的迹象。此外,TRPM2通过调节氧化应激增加血管通透性后介导OHSS的发生。近年来,许多预防OHSS的新药涌出,为OHSS的治疗提供了新的选择。使用kp-54进行扳机,可有效触发卵母细胞成熟并且减低OHSS的发生率;肌醇及白藜芦醇均可降低VEGF水平,其中肌醇还可以抑制E2、COX-2的生成。

VEGF在胚胎种植及发育过程中起到重要的作用。首先,与不孕女性相比,VEGF在黄体中期的子宫内膜中的表达显著升高,为胚胎着床提供了重要条件;其次,VEGF还可作为母胎之间的免疫调节剂,有利于妊娠的建立;最后,VEGF还可加强黄体功能的形成,为胚胎发育提供充足的养分。因此,VEGF的缺乏可能导致不孕、流产及其它不良妊娠的发生,然而其中的具体机制仍需更多的研究来阐明。近年来,抗VEGF药物已经广泛应用于肿瘤、皮肤病等学科治疗,但因其对胚胎种植等可能会产生负性影响,在临床应用时应更加小心谨慎。