抗苗勒管激素与女性生殖结局关系的研究进展

摘要
抗苗勒管激素(AMH)是一种二聚体糖蛋白,是转化生长因子-β(TGF-β)家族的一员。作为一种生物标志物,AMH被首次应用于卵巢储备的定量评估距今已有17年,AMH的应用范围已逐渐扩大。AMH在卵巢内调控卵泡发育,在性腺外也发挥重要的神经内分泌作用。AMH与流产、活产、早产、妊娠期高血压疾病等生殖结局存在一定的相关性。现综述AMH与女性生殖结局关系的最新研究进展,以期为妇产科临床工作开展提供参考依据。
随着我国“全面二孩”政策的开放,更多的育龄期女性有生殖和生育的需求。辅助生殖技术(assisted reproductive technology, ART)是目前治疗不孕不育的重要措施之一,如何准确评估辅助生殖中胚胎移植结局和不良围产结局的发生风险,保护母婴安全,促进生殖健康,是一直以来关注和研究的焦点。抗苗勒管激素(anti-Müllerian hormone, AMH)作为一种易于检测的生物标志物,近年来在妇产科领域大放异彩。AMH不仅在卵巢中对卵泡发育起调控作用,也可在性腺外发挥重要的神经内分泌功能;AMH是预测卵巢储备功能、ART卵巢反应性的可靠指标,对ART生殖结局的预测价值存在一定争议。AMH与流产、妊娠期高血压疾病、早产、子代远期健康等广义生殖结局的关系是近年来生殖医学领域的研究热点。现综述AMH与女性生殖结局关系的最新研究进展,探讨其潜在的临床应用价值。
一.AMH的生物学特性
人类AMH基因位于第19号染色体短臂(19p13.3),包含5个外显子,编码560个氨基酸的蛋白前体,在进化过程中极为保守。AMH属于转化生长因子-β(transforming growth factor-β, TGF-β)超家族成员,是相对分子质量为140 000的二聚体糖蛋白,由两个相同的相对分子质量为70 000亚基通过二硫键连接组成,经蛋白酶裂解为两个N和C末端的二聚体后才具有生物学功能[1]。AMH通过与靶细胞膜上特异性的跨膜丝氨酸-苏氨酸激酶受体结合发生作用,目前已证实AMH仅与一种II型受体(AMH type II receptor,AMHR2)结合,结合后募集并激活I型受体丝氨酸/苏氨酸激酶激活素A受体类型1(ACVR1)、骨形态蛋白受体1A(BMPR1A)和骨形态发生蛋白受体1B(BMPR1B),使下游Smad1/5/8蛋白磷酸化。磷酸化的Smads与Smad4结合,形成复合物入核,参与核内靶基因转录调控,从而发挥AMH的生物学效应[2]。
二.AMH在女性生殖生理中的作用
1. AMH在卵巢中的作用:
AMH在胚胎期与性分化及性腺发育有关。在女性中,AMH自妊娠36周后开始在胎儿卵巢内表达,对于女性卵巢功能存在重要的影响[3]。在整个月经周期中,血清AMH水平与窦卵泡计数的波动平行。AMH在始基卵泡不表达,在初级卵泡弱表达,在次级卵泡、窦前卵泡和直径小于4 mm小窦卵泡的颗粒细胞中随着卵泡增大表达水平逐渐增加,在直径大于4 mm的窦卵泡中表达水平逐渐减弱,在黄素化卵泡和闭锁卵泡中均不表达。
AMH主要通过卵泡颗粒细胞局部自分泌和旁分泌的途径发挥作用[4]。一方面,AMH可抑制原始卵泡的募集,减少卵泡池的消耗。另一方面,AMH可以抑制生长卵泡对卵泡刺激素(FSH)的敏感性,作为“制动剂”抑制FSH依赖的周期募集和优势卵泡选择;随着卵泡生长,AMH表达降低,对FSH的抑制作用减弱,优势卵泡发育并排卵[5]。同时,AMH通过抑制卵泡颗粒细胞的芳香化酶活性,抑制雄激素向雌激素转化,引起睾酮水平升高、维持雌二醇低水平;当雄激素水平过高时,会抑制优势卵泡的形成,小窦卵泡的聚集进一步促进AMH分泌[6]。然而,AMH在卵泡发育中的调控作用以及AMH与睾酮、雌二醇、促性腺激素的相互作用机制目前尚未充分明晰。
2. AMH在性腺外的作用:
女性血清AMH的主要来源是卵巢颗粒细胞。然而,近年来多项研究关注到AMH及其特异性受体AMHR2在性腺外的表达,包括脑和垂体、子宫内膜、胎盘、前列腺、肺等全身各个器官[7-11]。与传统认知相违,新近研究表明AMH在下丘脑-垂体-性腺轴中也可能发挥重要的调节作用。Cimino等[9]在成年人类大脑的多个区域(包括海马、皮质和下丘脑区域)检测到AMHR2表达,进一步研究显示在人类和小鼠中,促性腺激素释放激素(gonadotropin-releasing hormone, GnRH)神经元自胚胎早期发育到成年期均表达AMHR2,AMH作用于AMHR2,可有效激活GnRH神经元放电,增加GnRH依赖的黄体生成素(LH)脉冲式释放,这可能在多囊卵巢综合征(polycystic ovary syndrome, PCOS)的发病机制中发挥重要作用,并为治疗PCOS提供启发。Malone等[12]研究表明,胚胎发育时期AMH可作为GnRH细胞的促动力因子,AMH信号不足会导致GnRH神经元迁移中断和(或)GnRH分泌缺陷,从而引起先天性低促性腺激素性性腺功能减退症(congenital hypogonadotropic hypogonadism, CHH),临床表现为青春期缺失及原发不孕。随着AMH的神经内分泌作用被逐渐揭露,AMH在下丘脑神经元的确切作用,在下丘脑-垂体-性腺轴中的调节机制以及对女性生殖系统的广泛影响有待更加全面、深入的研究[13]。
3. AMH的影响因素:
年龄是女性AMH水平的主要影响因素。女性自出生后有两个血清AMH水平的峰值,第一个峰值出现在青春期,第二个出现在25岁左右,其后AMH水平随着年龄的增加逐渐降低,直至围绝经期[14]。女性血清AMH水平在月经周期内相对稳定,在卵泡期相对高于黄体期,但波动范围较小。围产期AMH水平的系统评价表明,妊娠期女性的血清AMH浓度随着孕周增加逐渐下降,产后可迅速恢复[15]。血清AMH水平还受种族、吸烟、体质量指数(body mass index, BMI)、外源性药物使用等情况的影响[16]。有研究认为,吸烟是引起AMH水平下降的因素之一,但结论并不一致[17-18]。AMH水平与BMI之间的关联目前暂无定论,有研究报道BMI与AMH水平呈负相关[19],但也有研究否定了这种观点,认为年龄在AMH与BMI的关系中发挥更重要的作用[16]。
三.AMH与女性不良生殖结局的关系
1. AMH与ART结局:
在ART中,优质胚胎率、临床妊娠率、活产率是ART结局的主要观察指标。累积证据表明,血清AMH水平对于卵巢储备功能和卵巢反应性的预测价值强[20],对于体外受精-胚胎移植(in vitro fertilization-embryo transfer, IVF-ET)妊娠和活产的预测价值则处于中等水平[21-22],对于卵泡液AMH能否预测卵母细胞质量和ART结局暂无定论。
新近研究从不同角度揭示了AMH与ART结局的相关性。随着年龄增长,卵巢储备功能降低,但年龄并不能完全代表卵巢的功能状态,临床上通过检测血清AMH、促卵泡生成素(follicle-stimulating hormone, FSH)等指标来评估卵巢储备功能。然而个体的年龄、血清AMH水平、FSH水平并非完全一致,这为ART临床决策带来了困难。Ligon等[23]纳入44 696例新鲜胚胎移植周期的回顾性队列研究显示,当血清FSH和AMH水平不一致时,AMH是预测IVF活产结局的更好指标;低AMH、正常FSH水平的患者每周期活产率(26%)比高FSH、正常AMH水平的患者低(39%)。Zhang等[24]开展的回顾性研究纳入了国内9431例20~51岁首次IVF的女性,结果显示当血清AMH水平与年龄不一致时,年龄是更主要的IVF结局影响因素;年轻女性即使AMH水平低,仍较年长女性有更好的妊娠结局;对于年长女性,增加的AMH水平可以通过更好的卵巢反应性改善累积妊娠结局。
卵母细胞对应的卵泡液AMH水平可以有效预测ART结局。近期,Ciepiela等[25]进行了一项前瞻性研究,分析了106例卵母细胞匹配的单个卵泡液AMH水平与卵胞质内单精子注射(intracytoplasmic sperm injection, ICSI)单胚胎移植结局的相关性。研究显示,卵母细胞成为优质胚胎移植后获得活产结局的对应卵泡中AMH水平较高,受精失败的卵母细胞对应的卵泡中AMH水平较低。卵母细胞匹配的单卵泡液AMH水平与ICSI单胚胎移植后活产结局有关(OR=1.93,95% CI=1.40~2.67),受试者工作特征(receiver operator characteristic, ROC)曲线分析表明,卵母细胞匹配的单卵泡液AMH水平预测ICSI单胚胎移植后活产结局具有高敏感度(91.2%)、高特异度(91.7%)和极佳的ROC曲线下面积(AUC=0.954),这为移植胚胎选择提供了形态学评分以外的有力依据,但其临床应用仍有待进一步验证。
日益发展的遗传学检测技术拓宽了AMH的研究范围。Wu等[26]对635名IVF女性进行前瞻性研究,结果显示AMH基因的单核苷酸多态性与IVF结局相关。女性AMH 146 T>G GG基因型与较低的临床妊娠率相关(T/T 55.0%,T/G 51.8%,G/G 40.0%; P<0.05),GG基因型女性新鲜胚胎移植后临床妊娠的可能性是TT基因型女性的一半(OR=0.55,95% CI=0.34~0.88),校正混淆因素后的多元回归模型显示,AMH 146 T>G GG基因型是预测临床妊娠的独立因素(P=0.014)。由此可见,AMH在ART结局预测上具有丰富潜能,其临床应用需对不同种族人群开展更大规模的深入研究。
2. AMH与流产:
流产与女性高龄、卵巢储备功能下降有关,近年来多项研究开始关注AMH水平与流产的相关性,研究多集中于ART人群和复发性流产(recurrent spontaneous abortion, RSA)人群,然而结论存在一定争议。
诸多研究表明流产与AMH水平低有关。在ART人群中,Tarasconi等[27]对1060名IVF-ET后临床妊娠的患者进行回顾性研究,显示ART流产率在低AMH患者中显著增加,并且与年龄、获卵数无关,血清AMH水平是IVF-ET流产的独立危险因素;我国一项研究对ART中394名原因不明的RSA患者进行了非整倍性植入前遗传学检测(preimplantation genetic testing for aneuploidies, PGT-A),结果显示≥35岁女性的低AMH水平与胚胎非整倍性的风险增加显著相关[28]。在RSA人群中,小样本回顾性研究显示,RSA患者的AMH水平显著低于年龄匹配的正常女性[(2.9±1.7) μg/L比(3.6±1.7) μg/L][29];另一项研究表明,特发性RSA患者的AMH水平比解释性RSA患者的AMH低(1.2 μg/L比2.0 μg/L)[30];一项系统评价和荟萃分析共纳入15项研究(3802名女性)分析,结果显示卵巢储备减少与复发性妊娠丢失之间存在显著关联,低AMH可预测复发性妊娠丢失(OR=2.77,95% CI=1.41~5.46)[31]。自然妊娠人群中对AMH的检测相对较少,Lyttle Schumacher等[32]的一项前瞻性队列研究纳入了533名自然受孕的女性,结果显示卵巢储备严重下降(AMH≤0.4 μg/L)女性流产率是AMH≥1 μg/L女性的两倍以上(风险比HR=2.3,95%CI=1.3~4.3);Kostrzewa等[33]纳入了63例自然妊娠女性,显示低AMH(AMH<1.1 μg/L,风险比RR=3.66,95% CI=2.1~6.4)和高AMH(AMH>4.5 μg/L,RR=3.0,95% CI=1.61~5.59)均提示早期流产风险增加。
另一些研究则得出了不同的结论。Wang等[34]纳入389个PGT-A周期的回顾性研究表明,AMH水平<1 μg/L时整倍体单胚胎移植的流产率低于对照组(AMH=1~5 μg/L,OR=0.32,95% CI=0.12~0.85),AMH水平≥5 μg/L时流产率与对照组差异无统计学意义。Pils等[35]对116例特发性RSA患者资料进行回顾性研究,表明AMH水平与活产结局无关。最近一项大样本回顾性队列研究纳入了1383名首次IVF/ICSI患者的全部新鲜/冻融胚胎移植周期,结果显示相较正常AMH(≥2.0 μg/L),血清AMH水平低(<1.0 μg/L)或中等偏低(1.0~1.9 μg/L)发生流产、生化妊娠丢失和早期妊娠丢失的风险差异无统计学意义[36]。
由于各项研究对于流产的定义、AMH的高低界定、研究人群、测量方法、统计模型存在差异,部分研究样本量较小,AMH水平与流产的相关性和预测效能尚无定论。因此,目前指南不建议常规检测AMH来预测流产的发生风险,其临床应用有待更充分的循证依据[37]。
3. AMH与妊娠期高血压疾病:
妊娠对孕产妇的脉管系统构成了重大挑战,在某些情况下可能会导致妊娠期高血压疾病(hypertensive disorders in pregnancy, HDP)。HDP包括妊娠期高血压(pregnancy-induced hypertension, PIH)、子痫前期(preeclampsia, PE)、子痫、慢性高血压并发PE及妊娠合并慢性高血压,是孕产妇死亡的第二大原因。HDP会增加早产、羊水过少、胎儿宫内生长受限和死胎死产的风险,长远来看,HDP会增加女性和子代心血管疾病及代谢性疾病的风险。及时准确地预测HDP并早期干预,对改善母婴结局有重要意义。
一些研究认为低AMH水平与HDP有关。Shand等[38]的回顾性队列研究(n=331)显示孕早期AMH小于十分位数(1.5 pmol/L)的孕妇发生PIH的风险显著升高(OR=3.3,95% CI=1.2~8.7)。Tokmak等[39]研究表明PE患者(n=45)的AMH水平明显低于正常血压孕妇(n=42),但AMH预测PE的效能较弱(AUC=0.590)。Jamil等[40]的小样本研究表明,血清AMH水平与舒张压呈弱负相关(r=-0.236,P=0.023),低AMH水平女性患HDP的风险增加(OR=1.073,95% CI=1.007~1.143)。以上研究提示卵巢储备功能下降可能增加HDP的发生风险,但有研究进一步认为,HDP史会长远影响女性的卵巢功能。Yarde等[41]经过中位数10.5年的随访后认为有PE史女性(n=336)的AMH水平明显低于正常血压妊娠史(n=329)的女性,模型预测生育年龄约增加1.5岁。
另一些研究则认为AMH水平与HDP无关。Agabain等[42]研究说明PE患者(40例,其中33例为重度PE)与正常血压孕妇(40例)的AMH水平差异无统计学意义(P=0.967)。Birdir等[43]研究显示,AMH的预期中位数倍数(multiple of median,MoM)在PE组和对照组之间差异无统计学意义(P=0.147),提示孕早期血清AMH不能有效预测PE。Erfani等[44]进行的一项基于人群的队列研究表明PE女性(n=80)的血清AMH水平与正常血压女性(n=701)差异无统计学意义,特定年龄的AMH不是预测PE的有效标志物。
目前来看,AMH与PIH疾病的相关研究样本量小、异质性大,且多为回顾性研究。AMH的检测时间多处于孕早期,由于孕期AMH水平存在变化,需进一步关注孕前基础水平以及孕中晚期AMH动态变化过程与PIH疾病发生发展之间的关系。
4. AMH与早产:
出生孕周是新生儿预后的重要影响因素,WHO对早产的定义是妊娠37周以前分娩。目前,对于女性AMH水平与早产的相关性研究非常有限,且尚无一致结论。
Shand等[38]的回顾性研究(n=331)显示孕早期AMH低于十分位数(1.5 pmol/L),与早产等不良围产结局之间无显著关联。Lin等[45]针对<35岁IVF/ICSI女性的小样本回顾性研究表明,低AMH组(AMH<2 μg/L,n=25)与正常AMH组(AMH≥2 μg/L,n=42)的活产子代结局不存在差异,包括多胎、性别、分娩孕周、早产、出生体质量、低出生体质量、新生儿呼吸窘迫综合征、先天性畸形等,提示排除年龄影响的低AMH水平不影响子代健康。
然而,Stegmann等[46]认为早孕期AMH水平未下降可用于预测早产高风险,尤其是当妊娠期血清甲胎蛋白水平>1 MoM时;监测孕早期、孕中期之间AMH水平的变化,可能有助于确定哪些妇女将从诸如补充孕激素的干预治疗中受益。最新一项纳入25 165个IVF周期的回顾性研究显示,在整个队列中足月产组和早产组的血清AMH水平差异无统计学意义,在PCOS患者中早产组AMH水平高于足月产组(9.3 μg/L比6.9 μg/L,P<0.01);亚组分析显示,AMH水平高于75%(9.75 μg/L)增加PCOS患者的早产风险(OR=4.0,95% CI=1.94~8.08),AMH水平高于90%(10.10 μg/L)增加冻融胚胎移植的早产风险(OR=2.0,95% CI=1.16~3.36)[47]。孕产妇基础AMH水平、围产期AMH水平与不良新生儿结局的相关性仍有待进一步大样本的研究验证。
5. AMH与子代远期健康:
根据“胎儿编程学说——健康和疾病的发育起源”(DoHaD)理论,胚胎早期发育时暴露于异常环境,可能对胎儿的终身健康产生一定的“编程作用”,对成年后的健康状况造成影响,增加诸如心血管和代谢性疾病、过敏性疾病、神经功能损害等的发生风险[48]。AMH在育龄期女性中主要由卵泡颗粒细胞产生,通过局部自分泌或旁分泌发挥生理作用。卵泡液AMH和血清AMH可能会作用于从配子发生到胚胎着床前的各个时期,通过影响卵母细胞生长发育和孕早期的胚胎生长发育,从而对子代远期健康产生潜在的影响。
Tata等[49]研究显示,PCOS孕妇AMH水平明显高于正常孕妇,为了确定产前AMH的升高是旁观者效应还是后代病情的驱动因素,研究者构建了动物实验,用AMH治疗怀孕小鼠并追踪其雌性子代出生后的神经内分泌表型,结果表明产前AMH水平升高可重编程胎儿并诱发成年后PCOS。该研究有力证明了AMH对子代远期健康存在一定影响,也为成年期治疗PCOS提供了新的潜在治疗途径。
尽管如此,目前孕期AMH水平对子代远期健康的影响研究仍相对空白,不同基础AMH水平以及围产期AMH水平变化是否对子代远期心血管和代谢性疾病、神经功能损害等产生影响,需要更多的临床和基础研究。
四.总结与展望
综上所述,AMH在女性卵巢内和性腺外均发挥至关重要的生理作用。作为一种易检测的生物标志物,AMH在妇产科领域的应用前景极其广阔。除外AMH在卵巢储备功能和卵巢反应性评估中的经典作用,AMH与临床妊娠、活产、流产、PIH疾病、早产、子代远期健康等广义的生殖结局之间存在广泛关联。但由于相关研究质量参差不齐,多数规模较小,目前仍无法明确AMH在不良生殖结局的预测中可发挥的具体作用。检测方法的多样化以及阈值界定国际标准的缺乏是AMH在临床应用中必须面对的挑战。随着近年来血清AMH检测在辅助生殖领域逐渐普及,大样本研究血清AMH水平对母婴结局的近远期影响已具备了可能性,亟需更多高质量循证依据为AMH在围产医学领域的衍生应用指导思路,保护母婴安全,促进生殖健康。
参考文献(略)
责任编辑:谢霓
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