张阳阳，徐 阳

(北京大学第一医院妇产科，北京 100034)

[女性生殖健康研究]

雄激素对卵泡发育的影响及其在辅助生殖技术中的应用

张阳阳，徐 阳

(北京大学第一医院妇产科，北京 100034)

雄激素对卵泡的生长及发育具有双重作用。适量的雄激素可以促进卵泡的募集、生长及发育，减少卵泡闭锁；过高的雄激素则抑制卵泡的生长，诱导卵泡凋亡和闭锁，最终导致排卵障碍。近年来，国内外生殖中心在卵巢低反应患者超促排卵前应用雄激素进行预处理，来提高获卵数及临床妊娠率。

雄激素；卵泡发育；卵巢低反应；辅助生殖技术

辅助生殖技术中，获得适量高质量卵母细胞、产生多个优质胚胎是提高临床妊娠率的关键。近年来，随着对生殖内分泌的深入研究，学者们已经认识到卵巢除受下丘脑-垂体促性腺激素的调节外，卵巢微环境内的一些类固醇激素以及一些旁分泌、自分泌因子也参与了卵泡的生长发育过程。研究表明，类固醇激素中，除雌激素、孕激素外，雄激素在卵泡发育过程中也起着至关重要的作用。女性体内的雄激素主要在肾上腺和卵巢合成，其形式主要有睾酮(testosterone, T)、双氢睾酮(dihydrotestosterone, DHT)、雄烯二酮(androstadie￣nedione, A)、脱氢表雄酮(dehydroepiandrosterone, DHEA)及硫酸脱氢表雄酮(dehydroepiandrosterone sulfate, DHEAS)。现对雄激素在卵泡发育中的作用及在辅助生殖技术中的应用进行综述。

1雄激素在卵泡发育中的作用

传统观念认为，雄激素会影响卵巢功能，并且与女性不孕症密切相关。但是，随着对雄激素受体基因敲除小鼠模型的研究发现，雄激素在卵泡生长发育方面起着重要的作用。因此，目前研究认为，雄激素对卵泡的生长发育具有双重作用，其主要体现在：适量的雄激素可以促进卵泡的募集，并作用于窦前卵泡和小窦状卵泡上的雄激素受体，促进卵泡膜间质细胞和颗粒细胞增生，减少卵泡的凋亡和闭锁。而过高的雄激素则对卵泡发育有抑制作用，如以高雄激素为表现之一的多囊卵巢综合征(polycystic ovary syndrome, PCOS)中，过高的雄激素则抑制卵泡的选择性生长，诱导卵泡发生凋亡和闭锁，最终导致排卵障碍[1]。

1.1适量雄激素对卵泡生长的促进作用

适量的雄激素可以增加卵泡的募集，增加窦卵泡数，促进卵泡发育和排卵，具体机制还不甚清楚。1998年Vendola等研究发现，给予恒河猴补充一定量的雄激素后，早期卵泡，即初级卵泡、次级卵泡和小窦状卵泡数目增多，颗粒细胞增殖。2001年Wang等使用雄激素对小鼠窦前卵泡进行体外培养，发现各组卵泡的直径随着雄激素浓度升高而增加，卵泡颗粒细胞增殖亦加速。基于以上动物实验结果，雄激素在卵泡发育中的作用得到了进一步的认识：一定量的雄激素对卵泡发育有重要的促进作用，贯穿于卵泡发育的全过程，包括增加卵泡募集、促进卵泡发育及生长[2]。雄激素主要通过间接作用和直接作用影响卵泡的发育。经典的两细胞/两促性腺激素的理论认为：雄激素在卵泡膜细胞中产生，转运至颗粒细胞，在芳香化酶的作用下转化为雌激素(雌二醇和雌酮)，从而对后期卵泡的生长发挥调节作用，这称为雄激素的间接调节作用。近年来研究结果证明，雄激素还可通过各种途径直接调节卵泡发育。这主要表现在以下几个方面：①在卵泡发育早期，雄激素能够提高卵巢微环境内一种或多种关键的卵泡生长因子的含量，如胰岛素样生长因子1(insulin like growth factor 1, IGF-1)、IGF-3、生长分化因子9(gowth differentiation factor 9, GDF-9)[3]，这也是2000年Casson等首次将雄激素用于卵巢低反应患者中的理论依据。2004年Hickey等对猪的壁颗粒细胞进行DHT体外刺激后发现，DHT能够增强IGF-1刺激颗粒细胞增殖的作用，增强IGF-1存在时GDF9的促有丝分裂作用，而使用AR拮抗剂能阻断这个作用；②当卵泡生长发育到有腔前卵泡时期，雄激素能够增加颗粒细胞中卵泡刺激素受体(follicle stimulating hormone receptor, FSHR)的表达，提高卵泡对FSH的敏感性。1998年Weil等给恒河猴皮下埋植睾酮缓释药片，发现使用3天后大的窦状卵泡的颗粒细胞FSHR基因表达就开始增加，10天后，包括小的窦状卵泡的FSHR基因表达水平都几乎增长了50%～100%。Nielsen等[4]的一项研究表明，小窦状卵泡中，卵泡液中雄激素水平与AR、FSHR基因表达水平成正相关；③雄激素通过与颗粒细胞上雄激素受体结合后，抑制PTEN的表达，通过磷脂酰肌醇 3-激酶(P13K)-Akt 信号通路中的Akt蛋白磷酸化，从而诱导始基卵泡激活、向初级卵泡发育[5]；④雄激素可上调雄激素受体表达，促进颗粒细胞增殖，抑制凋亡。

1.2过量雄激素对卵泡生长的抑制作用

但是，过量的雄激素会抑制卵泡的选择性生长，引起卵泡凋亡和闭锁，最终导致卵泡生长及发育障碍，导致无排卵。以高雄激素为表现之一的PCOS就是引起不排卵性不孕的主要原因。PCOS的B超表现为卵巢内多卵泡发育，2～9mm窦卵泡数大于12个，但在卵泡发育过程中，大量卵泡出现闭锁，无优势卵泡发育，亦无排卵发生。有研究结果显示，PCOS患者卵巢膜细胞产生的雄烯二酮是正常的20 倍。有关过量雄激素抑制卵泡生长的具体机制还不甚清楚，目前有以下假说：①雄激素过度募集的小卵泡分泌过量的抗苗勒管激素(Anti-Müllerian hormone,AMH)等卵泡生长抑制因子[6]，研究还发现，PCOS患者的AMH水平与2～5mm的窦卵泡数量呈正相关，高水平的AMH降低了卵泡对FSH的敏感性，进而抑制卵泡的优势化及生长发育[7]；②雄激素能够调节卵泡发育过程中起重要作用的基因的表达，PCOS患者卵巢和正常卵巢中存在不同的基因表达( 其中包括 SYCP2、 SYCP3、 CRK7、 MATER、 TAX1BP1 等) ，而雄激素对这些基因表达起到了重要的调节作用；③PCOS 患者中，过量雄激素促进产生高水平的 cAMP，从而抑制了颗粒细胞的增殖分化，最终导致卵泡闭锁。

2雄激素在辅助生殖技术中的应用

在控制性超促排卵过程中，部分患者出现卵巢低反应(poor ovarian response, POR)，表现为卵巢对促性腺激素反应不良，募集卵泡数量少，获卵数少甚至不能获得卵子，导致周期取消率增加，临床妊娠率降低的一种现象。POR的发生率高达9%～24%，并且随着全球女性的生育年龄后推，将会影响更多不孕症女性[8]，因此，POR是生殖领域中最具挑战性的难题之一，POR多发生在卵巢储备功能低下的人群中，而后者与年龄密切相关。随着年龄的增加，卵巢内雄激素水平急剧下降，因此可推测卵巢低反应患者卵泡中雄激素水平低于正常值水平，雄激素能促进早期小窦状卵泡的发育，增加卵泡的募集，随着年龄的增长，体内雄激素水平下降，对卵泡发育的刺激作用减弱，因此补充雄激素可能有利于治疗高龄妇女、卵巢储备功能降低、卵巢低反应的患者以促进卵泡的募集、改善治疗的结局。

鉴于雄激素在卵泡生长发育中的重要作用，近年来，国内外生殖中心尝试在控制性超促排卵前应用雄激素进行预处理，来提高卵巢储备功能下降或卵巢低反应患者的获卵数及临床妊娠率。补充雄激素的方法有直接使用雄激素或通过使用LH、hCG或来曲唑间接增加雄激素的水平。临床上使用的雄激素包括经皮给药的睾酮和口服补充的DHEA。

2000年，Casson等发现DHEA可增加IGF-1的表达，而生长激素可通过IGF-1改善卵巢反应性，首次在5例POR患者中使用DHEA进行预处理。研究结果显示患者E2值升高、获卵数增加，并有1例双胎分娩，由此开启了DHEA在ART领域中应用的先河。自2005年起，Barad等通过一系列研究表明DHEA不仅可以显著增加获卵数及可移植胚胎数，而且能够提高卵母细胞及胚胎质量，提高临床妊娠率。随后，更多小样本研究及一项随机化前瞻性研究结果均支持DHEA在卵巢储备功能下降或卵巢低反应患者中的作用。2011年，一项前瞻性随机对照研究表明，经皮睾酮预处理可减少卵巢低反应患者的Gn用量，提高获卵数[9]。Singh等[10]纳入30名在既往IVF周期中有POR病史的不孕症患者，每日口服DHEA 75mg 持续4个月，发现所有年龄组患者均表现为基础FSH下降、hCG日E2水平及AMH水平升高，妊娠率高达16.7%。因此认为DHEA可提高POR患者的卵巢功能。Hyman等[11]研究认为，DHEA预处理可显著增加AFC、获卵数和可移植胚胎数。最近Yeung等[12]通过一项随机双盲安慰剂对照试验，指出DHEA能够显著增加AFC，改善卵巢储备功能。近期的一项荟萃分析结果显示，促排卵前每日应用经皮给药的睾酮凝胶能显著提高POR患者的获卵数及临床妊娠率[13]。

但也有研究持不同结论，认为并没有足够证据表明DHEA可改善POR患者的预后。Narkwichean等[14]通过荟萃分析后指出，DHEA预处理并不能增加获卵数及临床妊娠率，因此认为并没有足够证据表明DHEA可改善POR患者的预后，仍需要设计良好的随机对照研究进一步验证。Bosdou等[15]最近的一项前瞻性随机对照研究显示，在POR患者中，雄激素预处理组在促性腺激素(gonadotropins, Gn)日雄激素水平明显升高，但获卵数并没有明显增加，受精率和活产率也没有升高。

综上所述，雄激素在卵泡发育过程中起到了重要的作用，既可以促进卵泡的生长发育，又可以促进卵泡的闭锁。适量的雄激素可以促进卵泡的募集，并作用于窦前卵泡和小窦状卵泡上的雄激素受体，促进卵泡膜间质细胞和颗粒细胞增生，减少卵泡的凋亡和闭锁。而过高的雄激素则对卵泡发育有抑制作用，导致卵泡闭锁，出现排卵障碍。因此，在卵泡发育的不同时期，适量雄激素对卵泡生长发育是至关重要的。而卵巢低反应患者在超促排卵前进行雄激素预处理的临床应用有效性问题上，目前研究存在不同的结论，尚需要更多设计良好的大样本研究进一步验证。

[1]Prizant H, Gleicher N, Sen A. Androgen actions in the ovary: balance is key[J]. J Endocrinol,2014,222(3):R141-R151.

[2] Sen A, Prizant H, Light A,etal. Androgens regulate ovarian follicular development by increasing follicle stimulating hormone receptor and microRNA-125b expression[J]. Proc Natl Acad Sci U S A,2014,111(8):3008-3013.

[3] Xue K, Kim J Y, Liu J Y,etal. Insulin-like 3-induced rat preantral follicular growth is mediated by growth differentiation factor 9[J]. Endocrinology,2014,155(1):156-167.

[4]Nielsen M E, Rasmussen I A, Kristensen S G,etal. In human granulosa cells from small antral follicles, androgen receptor mRNA and androgen levels in follicular fluid correlate with FSH receptor mRNA[J]. Mol Hum Reprod,2011,17(1):63-70.

[5] Lebbe M, Woodruff T K. Involvement of androgens in ovarian health and disease[J]. Mol Hum Reprod,2013,19(12):828-837.

[6] Carmina E, Guastella E, Longo R A.Advances in the diagnosis and treatment of PCOS[J]. Curr Pharm Des,2016,22(36):5508-5514.

[7]Pellatt L, Rice S, Mason H D.Anti-Müllerian hormone and polycystic ovary syndrome: a mountain too high?[J]. Reproduction,2010,139(5):825-833.

[8] Bosdou J K, Venetis C A, Kolibianakis E M,etal. The use of androgens or androgen-modulating agents in poor responders undergoing in vitro fertilization: a systematic review and meta-analysis[J]. Hum Reprod Update,2012,18(2):127-145.

[9] Kim C H, Howles C M, Lee H A. The effect of transdermal testosterone gel pretreatment on controlled ovarian stimulation and IVF outcome in low responders[J].Fertil Steril,2011,95(2):679-683.

[10] Singh N, Zangmo R, Kumar S,etal. A prospective study on role of dehydroepiandrosterone (DHEA) on improving the ovarian reserve markers in infertile patients with poor ovarian reserve[J]. Gynecol Endocrinol,2013,29(11):989-992.

[11] Hyman J H, Margalioth E J, Rabinowitz R,etal. DHEA supplementation may improve IVF outcome in poor responders: a proposed mechanism[J]. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol,2013,168(1):49-53.

[12] Yeung T W, Li R H, Lee V C,etal. A randomized double-blinded placebo-controlled trial on the effect of dehydroepiandrosterone for 16 weeks on ovarian response markers in women with primary ovarian insufficiency[J]. J Clin Endocrinol Metab,2013,98(1):380-388.

[13]Luo S, Li S, Li X,etal. Effect of pretreatment with transdermal testosterone on poor ovarian responders undergoing IVF/ICSI: a meta-analysis[J]. Exp Ther Med,2014,8(1):187-194.

[14] Narkwichean A, Maalouf W, Campbell B K,etal. Efficacy of dehydroepiandrosterone to improve ovarian response in women with diminished ovarian reserve: a meta-analysis[J]. Reprod Biol Endocrinol,2013,11:44.

[15] Bosdou J K, Venetis C A, Dafopoulos K,etal. Transdermal testosterone pretreatment in poor responders undergoing ICSI: a randomized clinical trial[J]. Hum Reprod,2016,31(5):977-985.

[专业责任编辑：吕淑兰]

Effect of androgen on follicular development and application in ART

ZHANG Yang-yang, XU Yang

(DepartmentofObstetricsandGynecology,PekingUniversityFirstHospital,Beijing100034,China)

Androgen has a dual impact on follicular growth and development. Moderate dosage of androgen can promote follicular recruitment, growth and development, and reduce follicular atresia. Conversely, excessive androgen may inhibit follicular growth, induce follicular apoptosis and atresia, and eventually lead to ovulation disorder. In recent years, domestic and foreign reproductive centers try to add androgen as an adjuvant to in-vitro fertilization (IVF) treatment protocols in POR patients, in order to enhance the number of retrieved oocytes and clinical pregnancy rate.

androgen; follicular development; poor ovarian response; assisted reproductive technology(ART)

2016-08-16

张阳阳(1986-)，女，主治医师，主要从事不孕症的临床诊疗工作。

徐 阳，主任医师。

10.3969/j.issn.1673-5293.2017.02.038

R321

A

1673-5293(2017)02-0210-03