孙艺文，熊可，张梓絮，翁雅婧，王勇

多囊卵巢综合征（polycystic ovary syndrome，PCOS）是育龄期妇女常见的一种内分泌紊乱性疾病，发病率约为5%～10%，以高雄激素血症、稀发排卵或不排卵、多囊样卵巢为特征[1]。其发病机制尚不明确，但目前主流观点认为PCOS 是由过高的雄激素导致腹部脂肪和内脏脂肪沉积，通过诱导胰岛素抵抗（insulin resistance，IR）和代偿性高胰岛素血症，进一步促进卵巢和肾上腺分泌雄激素的恶性循环所致[2]。高雄激素表型是PCOS 患者最为一致的特征，在PCOS 鹿特丹诊断标准中，67.5%～90.0%的患者出现了高雄激素表型。高雄激素的生化表现即高雄激素血症，以游离睾酮水平升高为主。高雄激素的临床表现包括痤疮、多毛症和女性型脱发等相关症状。

研究表明，部分PCOS 患者的高雄激素症状与双酚A（bisphenol A，BPA）的诱导有关。BPA 属于环境内分泌干扰物，具有类雌激素效应，雌二醇（estradiol，E2）的活性是BPA 的1 000～10 000 倍。BPA可以影响血源性激素的代谢，其可以通过雄激素受体（androgen receptor，AR）或雌激素受体（estrogen receptor，ER）介导的信号通路干扰机体性激素的代谢过程，包括激素的合成、分泌和降解。由于雄激素是通过AR 介导来发挥作用的，因此卵巢外AR 介导的雄激素作用途径对PCOS 的发生、发展起到重要作用[3]。现就BPA 对PCOS 患者发病机制的影响进行综述。

1 高雄激素是PCOS 发病的关键因素

高雄激素是PCOS 发病的关键因素，与PCOS 的发生、发展密切相关。就PCOS 的诊断标准而言，高雄激素血症是其生化诊断的关键指标，PCOS 患者的血清雄激素水平较正常女性显著升高。一项前瞻性研究表明PCOS 患者可能终生伴随高雄激素，PCOS患者终生雄激素谱显示其绝经后血清雄激素水平仍高于正常女性[4]。由于高雄激素与PCOS 密切相关，对症治疗高雄激素成为PCOS 治疗的关键。此外，高雄激素常被用来诱导PCOS 动物模型的建立，使啮齿类和灵长类等动物模型呈现PCOS 的生殖、代谢和内分泌症状。

目前PCOS 患者中高雄激素的作用机制尚不明确。女性体内的雄激素主要来源于肾上腺和卵巢。多数研究认为PCOS 患者的垂体对下丘脑促性腺激素释放激素（gonadotropin-releasing hormone，GnRH）的敏感性上升，生成过多的黄体生成素（luteinizing hormone，LH），从而使卵泡膜细胞在LH 影响下生成过多雄激素。同时，PCOS 患者血清卵泡刺激素（follicle-stimulating hormone，FSH）水平下降导致卵巢颗粒细胞中雄激素转化为E2的能力不足，引起体内雄激素水平升高。另有研究指出PCOS 患者的雄激素合成关键酶17,20-裂解酶活性增强[1]，因而患者雄激素水平升高。PCOS 患者过多的雄激素也可来源于肾上腺，5α-还原酶活性升高和11β-羟基类固醇脱氢酶1 活性紊乱都可引起肾上腺生成的类固醇增加，提高肾上腺来源的雄激素含量[5]。

此外，在研究PCOS 患者的内分泌系统时发现，过多内源性或外源性的雄激素也会诱发机体PCOS的发生。非经典先天性肾上腺增生症作为内源性疾病，其21-羟化酶的部分缺乏会产生大量内源性雄激素，造成轻至中度的高雄激素血症，并伴有多毛症、多囊样卵巢、月经过少或闭经、IR 和生育能力低下等表现[6]。而大量外源性的雄激素也会增加机体高雄激素血症、PCOS 及代谢综合征的患病率。

PCOS 的部分症状也与高雄激素息息相关，高雄激素可诱导PCOS 患者发生卵泡闭锁和排卵障碍。雄激素过量时，卵巢中优势卵泡发育受到影响，可使卵泡生长停滞甚至闭锁，且雄激素向E2转化不足，导致无法募集优势卵泡。经芳香化酶处理后，雄激素中雄烯二酮转变为雌酮，持续的雌酮刺激可促进LH的分泌、抑制FSH 的分泌，最终导致排卵障碍。与此同时，PCOS 患者卵巢中大量细小窦卵泡提前黄体化，同时对LH 的刺激具有高度敏感性，增加卵泡膜细胞内雄激素的合成，血清雄激素水平升高，形成恶性循环[7]。

妊娠期子宫内雄激素水平升高，可能会诱导子代出现PCOS 表型。高雄激素还可引起机体表观遗传修饰的改变，进而导致PCOS 的代际传播[1]。胎儿暴露于子宫内高雄激素环境可使其靶器官表观遗传修饰发生异常，导致胎儿在成年期出现PCOS 临床表型。究其原因，可能与孕妇的胎盘高雄激素保护机制被破坏有关，即PCOS 孕妇胎盘的芳香化酶活性降低，使母体及胎儿的雄激素水平进一步升高[8]。

2 BPA 的性质及其对人体的影响

2.1 BPA的生物学性质由于BPA 的结构与E2相似，能够模拟雌激素来结合ER 的配体[9]，因此具有相似的雌激素效应，可以干扰类固醇信号传导，对生殖健康产生一定的负面影响。BPA 通过与ERα、ERβ结合，启动与雌激素相关反应途径，其效应与靶细胞类型和ER 的亚型有关。

BPA 既可由经典的ER 介导基因表达，也可由膜雌激素受体（membrane estrogen receptor，mER）快速激活非ER 依赖性信号通路，发挥类雌激素作用。除ERα 和ERβ 外，BPA 也可与AR、糖皮质激素受体和甲状腺激素受体等多种受体结合。

除类雌激素活性外，BPA 还具有一定的抗雄激素作用。BPA 可抑制AR 作用机制中的多个环节，从而对AR 产生拮抗作用。同时，研究发现BPA 暴露可使子代小鼠细胞色素P450 芳香化酶mRNA 的含量下降[10]。芳香化酶是颗粒细胞中雄激素向雌激素转化的关键限速酶，其活性和表达水平直接决定了卵泡液及外周组织中雄激素的含量。因此，BPA 通过拮抗被雄激素诱导的AR 活化以及抑制芳香化酶转录，导致雄激素代谢障碍，在PCOS 高雄激素的发生机制中具有重要作用。

2.2 BPA 的毒性效应BPA 属于低毒性化合物，小鼠口服BPA 的半数致死量（median lethal dose，LD50）为2 500 mg/kg，大鼠口服BPA 的LD50为3 250 mg/kg。BPA 可通过消化系统、呼吸系统以及皮肤接触等多种途径进入体内，并不断蓄积。目前，国内外多项研究均证明BPA 对人体健康有害，各种生殖系统疾病高发与BPA 长期暴露有关。

BPA 可对人类的生殖功能产生影响，破坏女性生殖功能导致生育能力低下、无排卵、不孕、激素分泌紊乱、发情和月经周期异常。通过对接受治疗的单纯不孕患者的卵母细胞进行分析发现，尿液中含有较高水平BPA 的患者的正常成熟卵母细胞数较尿液中含低水平BPA 者有所下降，提示BPA 暴露可能会抑制卵母细胞成熟[11]。

BPA 具有致癌性，动物实验表明BPA 可诱发小鼠或大鼠的癌症，雌性大鼠后代发生肿瘤的概率与孕期及哺乳期BPA 暴露水平有关。研究表明，BPA可促进ER 阳性的乳腺癌细胞增殖，低剂量BPA 暴露与乳腺癌发病率升高有关，BPA 暴露可促进乳腺癌的发生和发展[12]。BPA 还具有致畸性，属于潜在的致畸剂，对胚胎生长发育和组织器官形态分化有不良影响，在胚胎期作用更加显著。BPA 同样具有神经毒性，动物实验显示BPA 可穿过血脑屏障[13]，对子代神经系统发育产生持续的不良影响。Welch 等[14]通过对无脊椎动物和脊椎动物模型进行研究发现，在发育过程中暴露于BPA 会损害神经元发育的多个方面，包括神经干细胞增殖和分化、突触形成和神经元的表型，促进脑细胞的凋亡，并改变学习和记忆能力，从而导致发育毒性。

BPA 还能影响免疫系统的功能，造成免疫毒性。BPA 可以通过多种机制来影响免疫系统，使免疫细胞的数量和功能发生改变，如调节性T 细胞减少，促炎细胞因子、抗炎细胞因子和趋化因子上调[15]。此外，流行病学研究表明BPA 暴露可引起糖脂代谢紊乱，与肥胖、2 型糖尿病、心血管疾病以及其他代谢性疾病有关[9，16]。

3 BPA 对PCOS 高雄激素的调控作用

3.1 BPA 与高雄激素水平的发生大量研究证实BPA 与PCOS 之间存在紧密联系，PCOS 患者血清BPA 水平高于正常女性。正常型PCOS 以及肥胖型PCOS 患者分别与体质量相匹配且未发生高雄激素血症的正常排卵女性比较，BPA 水平均显著升高[17]。一项研究检测49 例PCOS 患者以及39 例健康对照女性外周血BPA 水平，发现PCOS 患者外周血BPA水平明显升高，且与睾酮水平呈正相关[18]。同时，也有研究证实PCOS 患者的血清BPA 水平显著高于健康对照女性，与血清总睾酮水平和游离雄激素指数呈正相关，与体质量指数、血糖、胰岛素和血脂无相关性[19]，提示BPA 在PCOS 患者高雄激素血症的发病机制中发挥潜在作用。

3.2 BPA 通过AR 调控高雄激素的发生BPA 可通过影响AR 的表达和活性来拮抗雄激素，进而引起PCOS 的高雄激素表征。已有研究发现BPA 能够与双氢睾酮（dihydrotestosterone，DHT）竞争结合AR，从而抑制AR 的转录活性[3]。还有研究证实AR 上存在多个BPA 结合位点，BPA 可与其结合进而发挥拮抗作用[20]。

AR 未与雄激素结合时，在细胞质中与热休克蛋白90（heat shock protein 90，HSP90）结合形成蛋白复合物，其功能未被激活。雄激素与AR 结合后，诱导HSP90 与AR 解离，使AR 进入细胞核调节AR 靶基因的转录[21]。已有研究表明BPA 可抑制AR 与DHT结合形成的蛋白复合物降解，还可抑制DHT 诱导的AR 与HSP90 的解离[22]，从而抑制AR 的正常功能。这表明BPA 可通过与雄激素的竞争性结合减少AR进入细胞核，进而抑制AR 的活性。

3.3 BPA 通过芳香化酶调控高雄激素的发生BPA可通过抑制芳香化酶的表达来诱发雄激素水平升高。芳香化酶在卵巢中由CYP19 基因编码。CYP19A1 基因启动子区域存在AR 的结合位点，BPA 可通过与AR 结合抑制颗粒细胞中CYP19A1的转录过程，且这种作用呈浓度依赖性[23]。因此，在BPA 暴露的环境下，部分与BPA 结合的AR 在同源二聚体的形成以及结合CYP19A1 基因启动子区域等诸多环节中都可能被抑制，导致CYP19A1 的表达水平下降，进而引起雄激素水平升高[22]。

3.4 BPA 通过其他途径调控高雄激素的发生研究证实PCOS 患者的雄激素多来源于卵巢[1]。BPA 不仅可以通过抑制AR 的活化及芳香化酶的合成，促进PCOS 高雄激素血症的发生。同时，BPA 还会影响卵巢颗粒细胞类固醇激素的合成代谢途径。BPA 可上调与睾酮合成有关基因细胞色素P450 氧化还原酶（cytochrome P450 oxidoreductase，POR）的表达水平，增加雄激素的分泌[24]。此外，对BPA 暴露差异表达的基因进行通路富集分析发现，GnRH 受体通路是BPA 上调和下调基因表达的共同靶点[25]，进而影响性激素的生成，调控高雄激素的发生。

4 BPA 调控PCOS 卵巢功能异常的其他机制

4.1 调控氧化应激BPA 可通过自由基的增加、脂质过氧化以及抑制抗氧化酶活性，引起氧化系统与抗氧化系统的失衡，造成氧化应激损伤，导致卵巢颗粒细胞焦亡、卵泡功能障碍和卵巢间质细胞纤维化[26]，引起卵巢功能下降。一项针对草鱼卵巢细胞的研究发现，低水平BPA 暴露表现出一定的抗氧化作用，能清除活性氧、创造出相对还原的细胞内环境；而高水平BPA 暴露会诱导氧化应激，产生过量过氧化氢并诱导细胞中的脂质过氧化，两者的差异可能与BPA 水平密切相关[27]。

4.2 调控雌激素相关途径BPA 可与ER 完全结合形成配体-受体复合物，通过结合雌激素反应元件来控制ER 靶基因的表达[23]。低浓度BPA 具有雌激素样活性，对ER 有高亲和力，可以与E2竞争性结合ER。与E2相比，BPA 还能增加G 蛋白耦联受体30（G protein-coupled receptor 30，GPR30）的表达，通过非基因组途径激活雌激素信号传导[9]，说明BPA 可激动或拮抗多种雌激素信号传导途径来干扰卵巢的内分泌功能。

4.3 调控下丘脑-垂体-卵巢轴（hypothalamicpituitary-ovarian axis，HPO 轴）HPO 轴是维持体内激素平衡的关键。BPA 通过直接影响HPO 轴，作用于下丘脑，降低GnRH 的分泌，从而降低卵巢类固醇激素的合成，抑制排卵，进而导致不孕的发生。围产期、幼年或成年大鼠暴露于BPA 会影响GnRH的表达，干扰垂体促性腺激素的生成，减少性腺类固醇激素的产生，破坏发情周期[28]，导致HPO 轴功能失调和器官损伤。因此，BPA 通过影响HPO 轴的正常功能，导致女性生殖功能受损。

4.4 调控表观遗传学修饰BPA 改变表观遗传修饰是诱发PCOS 的重要因素。Wnt/β-连环蛋白（βcatenin）信号通路是典型的Wnt 信号通路，与卵泡发育和卵巢功能密切相关[29-30]。在动物实验中，大鼠孕期暴露于BPA 促使其子代雌性大鼠卵巢中DNA 甲基化酶相关基因的表达上调，导致Dkk1 基因启动子区高甲基化，从而激活下游Wnt/β-catenin 信号通路，上调Wnt4 和Ctnnb1 的表达，诱导类固醇激素的合成，抑制卵巢分泌E2，影响卵巢功能[29]。BPA 可上调Wnt2 基因启动子的DNA 甲基化酶表达，引发DNA甲基化，上调怀孕小鼠Wnt2/β-catenin 的表达，导致怀孕小鼠出现子痫前期样特征[30]。同时，BPA 暴露还可引起组蛋白修饰和微小RNA 表达改变等表观遗传变化，促进BPA 的病理效应[31]。

4.5 间接调控肥胖和IR 研究表明，BPA 暴露水平与肥胖和IR 的发生风险呈正相关[9]。研究发现BPA可通过抑制胰岛素摄取葡萄糖的多个环节，最终导致IR[32]。此外，一项关于BPA 的流行病学研究对比了296 例30～49 岁的健康育龄期妇女和PCOS 患者的尿液BPA 水平，也发现其与肥胖、IR 的发生风险呈正相关[33]。

5 结语与展望

PCOS 患者血清BPA 水平较高，且其与雄激素水平呈正相关，说明BPA 与高雄激素血症的发生密切相关。BPA 除了抑制卵巢颗粒细胞中芳香化酶的活性及表达，还可抑制雄激素诱导的AR 的入核和转录活性。通过抑制雄激素合成和代谢的相关途径，BPA 可以影响类固醇激素的生成，诱导高雄激素的发生。卵巢颗粒细胞是BPA 的作用靶点，BPA 可通过损害颗粒细胞的正常功能，进而抑制卵泡生长，并导致卵巢形态和功能发生变化。此外，BPA 也会通过氧化应激、雌激素相关途径、HPO 轴、表观遗传修饰以及肥胖和IR 等诸多途径，调节卵巢类固醇激素的生成。

目前多数研究已证明BPA 与PCOS 的发生有关，但BPA 对于PCOS 高雄激素血症的机制仍不明确，需开展临床研究阐明其与PCOS 雄激素的相互作用。此外，表观遗传修饰在BPA 的研究中具有重要价值，今后需增加对BPA 暴露的PCOS 患者的转录组测序，探究整体以及不同区域的DNA 甲基化水平有无改变，并进一步探索有无其他与PCOS 相关的遗传修饰改变。这也提示有必要对BPA 的日常暴露制定新的风险评估策略，或是寻找BPA 的替代品，减少BPA 暴露的潜在风险，为限制BPA 的应用提供更充分的理论依据。