梁成鋒，劉朋，任健

（山東中醫(yī)藥大學中醫(yī)學院，山東 濟南 250399）

多囊卵巢綜合征（polycystic ovary syndrome，PCOS）是一種以排卵障礙、內(nèi)分泌紊亂、卵巢多囊樣改變?yōu)橹饕R床表現(xiàn)的常見婦科內(nèi)分泌疾病。在全球范圍內(nèi)，PCOS在育齡婦女中的患病率約為5%～10%，在婦科內(nèi)分泌疾病中所占比例可達40%～60%，在無排卵性不孕患者中占70%，對女性生殖健康和家庭幸福造成不利影響［1］。PCOS不僅存在生殖病理，而且涉及全身多器官病變，具備明顯的生殖、內(nèi)分泌、精神和心血管相關性［2］。本病患者多伴有糖脂代謝的異常，胰島素水平高于常人；與正常人相比，遠期并發(fā)心血管疾病、2型糖尿病和子宮內(nèi)膜癌的風險明顯增加［3］。現(xiàn)代醫(yī)學認為PCOS的發(fā)病原因與遺傳、環(huán)境、精神等多種因素有關，但其發(fā)病機制尚無明確定論；患者異質(zhì)性較強，臨床上多采用調(diào)經(jīng)、促排卵、手術及胚胎移植等方法對癥治療。

中醫(yī)學認為，腎主女性生殖、天癸的興衰，在促進和維持第二性征發(fā)育和經(jīng)、帶、胎、產(chǎn)上有諸多功用。現(xiàn)代醫(yī)家以此為依據(jù)，將多囊卵巢綜合征（PCOS）的病因歸納為“腎虛挾實”，臨床也多以腎虛證及其兼證為主［4］，多數(shù)以補腎益精為治療的根本方法，但PCOS 腎虛的成因和客觀化機理，目前還鮮有相關論斷。目前，中醫(yī)證候規(guī)范化、客觀化研究日益完善，代謝組學技術成為揭示中醫(yī)“證”本質(zhì)內(nèi)涵的一種技術手段，可以探索多囊卵巢綜合征與腎虛之間深層次的關系。

1 PCOS腎虛中醫(yī)病機的研究現(xiàn)狀

1.1 腎主生殖概述

黃元御在其著作《四圣心源》中將人體氣機升降運動敘述為“左路木火升發(fā)，右路金水斂降，中焦土氣斡旋”［5］，這也就意味著位于人體下焦、左右各一的腎，具備著不同于其他臟腑的陰陽屬性與生理功能。《素問·六節(jié)藏象論》認為，腎為封藏之本，是涵養(yǎng)元精的場所；腎中精氣又受五臟六腑之精氣而不斷充養(yǎng)，故能使男女雙方的遺傳物質(zhì)在交合時合而為一，并傳至子孫。傅青主認為：“夫婦人受妊，本于腎氣之旺也”［6］，強調(diào)了腎氣在女性受孕過程中的重要意義?！端貑枴て娌≌摗费裕骸鞍j者，系于腎”。腎通過任脈太沖脈與女子胞相連，在天癸到來之時，將內(nèi)藏的元陰、元陽，供養(yǎng)任脈、太沖脈兩條陰陽經(jīng)脈，溫養(yǎng)胞宮，主導月經(jīng)的來潮，孕育卵泡并將卵子排出體外。徐海霞等［7］研究發(fā)現(xiàn)，育腎養(yǎng)血方可有效提高卵巢早衰模型大鼠的血清雌激素水平，對大鼠卵泡發(fā)育有促進作用，同時改善受損卵巢的功能?，F(xiàn)代研究證實，腎氣能夠提高卵巢對促性腺激素的敏感性，改善卵巢功能，同步子宮內(nèi)膜的生長，保證卵泡的正常發(fā)育和排出，從而提高妊娠率［8］。故腎中精氣的盛衰，不僅可以決定月經(jīng)的運行與停止，還可決定胎孕的健康與否［9］。

1.2 腎虛與PCOS的內(nèi)在聯(lián)系

巢元方在《諸病源候論》中提到：“腎榮于陰器”［10］；《類經(jīng)附翼》言：“子宮者，腎臟藏精之腑也”［11］。腎主生殖，腎氣充盈可保證天癸準時降臨，經(jīng)血應時而下，使女性第二性征發(fā)育得以保證；腎為水火之宅，卵泡可以得到腎精的滋養(yǎng)直至發(fā)育成熟，并通過腎陽的溫煦促進，排入宮腔內(nèi)。現(xiàn)代醫(yī)學認為，女子的生殖功能，基于原始卵泡的持續(xù)發(fā)育與成熟卵泡的順利排出。若先天精氣不足，或后天水谷之精不足以滋養(yǎng)先天，腎中精氣虧虛，則無以化生天癸、保證沖任通盛，會導致胞宮虛損，不能攝精而孕、滋養(yǎng)胎元；腎的陰陽失于調(diào)和，則會導致排卵功能紊亂［12］，無力維持女子經(jīng)孕等正常的生殖需要。近年來女性工作壓力逐漸增大，飲食作息不規(guī)律，對腎中精氣的耗損過度，遂使PCOS 的發(fā)生率日漸增高，從而影響女性的生殖與健康。黃金珠等［13］對215例PCOS 患者進行證候信息學采集，利用聚類分析、頻數(shù)分析等統(tǒng)計方法進行分析，結果顯示PCOS 患者多伴有脫發(fā)、腰膝酸軟、健忘等癥狀，其中以腎虛為主要癥狀的證型出現(xiàn)頻次最高，占91.6%，其中以虛實夾雜的情況多見。郭銀華等［14］采用補腎促排卵湯對PCOS患者進行體外受精－胚胎移植治療后干預3個周期，結果發(fā)現(xiàn)治療組血清中AMH、LH、T等基礎內(nèi)分泌水平較治療前明顯下降，優(yōu)質(zhì)胚胎率、受孕率、早期流產(chǎn)率均優(yōu)于對照組，說明腎氣虛衰與PCOS發(fā)生、發(fā)展之間存在著密切的聯(lián)系?？梢姡I中精氣不足，則出現(xiàn)卵泡發(fā)育紊亂，黃體功能不全，引起月經(jīng)不調(diào)和不孕。

2 代謝組學技術概述

尼克森（Nicholson）于1999 年在英國提出代謝組學的概念：是生物體遭受刺激或擾動，其代謝網(wǎng)絡和內(nèi)源性細胞產(chǎn)物發(fā)生變化，并探究其變化規(guī)律的一門科學［15］。代謝組學作為系統(tǒng)生物學的重要組成部分，通過檢測機體內(nèi)代謝過程中產(chǎn)生的小分子物質(zhì)的種類和含量，將機體的外在表征與內(nèi)在生理變化緊密聯(lián)系起來，從而找到具有分型和診斷價值的生物標志物和代謝途徑，探索其發(fā)病機理，從而探究這些動態(tài)變化與生物過程之間的相對關系；對認識疾病、診治疾病都有積極的意義。

如果說基因組學、蛋白組學是預測可能出現(xiàn)的情況，那么代謝組學就是直接呈現(xiàn)結果。代謝組學通過對檢測出的低分子量級代謝物進行定性和定量的分析，從而明確目前的身體狀態(tài)。這與中醫(yī)證候在整體觀念指導下所表現(xiàn)出來的癥狀和體征是殊途同歸的?，F(xiàn)代醫(yī)學研究證實，中醫(yī)“證”本質(zhì)內(nèi)涵的物質(zhì)基礎，絕不是某一特異性的分子物質(zhì)，也不是單獨的某一器官或組織，差異的核心應當是多靶點的病理和多成分的變化。這也就能解釋臨床診療疾病時，調(diào)整某個指標、作用于某個臟器難以取得理想結果的原因。由于具備動態(tài)性、立體性、多靶點的特征，代謝組學將成為準確、高效的疾病內(nèi)在機理辨識手段，有利于中醫(yī)證候?qū)W的認識與疾病治療理念的革新。

3 代謝組學在PCOS腎虛本質(zhì)認識與論治中的應用

關于PCOS 腎虛本質(zhì)的代謝組學研究，集中在PCOS與腎虛病機間的分子代謝內(nèi)涵、隨年齡增長發(fā)生的腎虛病機演變，以及基于代謝組學技術探討從腎論治PCOS的診療效果。

3.1 PCOS腎虛中醫(yī)病機的代謝特點

SONG 等［16］利用液相－質(zhì)譜聯(lián)用（LC－MS）技術，選擇33名腎陽虛PCOS 患者及正常育齡婦女的卵泡液標本進行代謝組學的原始數(shù)據(jù)預處理，利用主成分分析（PCA）和偏小值二乘回歸分析法（PLS－DA），對兩者在代謝圖譜上的差異進行明確和分析。結果發(fā)現(xiàn)，涉及膽汁酸生物合成與氨基酸、脂肪酸代謝等12 類不同的代謝途徑，卵泡液中溶血性磷脂酰膽堿、色氨酸、苯丙氨酸等28 種代謝產(chǎn)物的含量發(fā)生了顯著變化。JUNGHEIM 等［17］采用氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用（GC－MS）技術聯(lián)合高通量靶向代謝組學，分析了13 例PCOS 患者和8 例對照組的卵泡液樣本。結果發(fā)現(xiàn)，PCOS 組的21 種游離脂肪酸表達明顯改變，包括花生四烯酸、γ－亞麻酸、α－亞麻酸和亞油酸。涉及6條脂肪酸代謝途徑的反油酸、月桂酸等7 種游離脂肪酸表達顯著降低，存在脂肪酸的代謝障礙，與卵丘－卵母細胞復合體形態(tài)不佳有密切關系，考慮游離脂肪酸過多對卵巢卵泡功能有不良影響。與游離脂肪酸相比，葡萄糖是卵母細胞更好的能量來源［18］。由于粒細胞葡萄糖轉(zhuǎn)運載體的表達受到胰島素敏感性的影響，使卵細胞攝取葡萄糖的能力下降，能量代謝方式發(fā)生變化，影響了卵母細胞的成熟和優(yōu)質(zhì)率［19］。其中過氧化物酶體增殖物激活受體γ（PPARγ）發(fā)揮了重要作用，PPARγ 在脂質(zhì)中表達水平較低，可抑制脂質(zhì)的生成，同時PPARγ 激活劑的應用能有效促使PCOS 患者不排卵體征的轉(zhuǎn)變［20］。XU 等［21］收集70 例PCOS 患者血清和卵泡液樣本，采用核磁共振代謝組學分析技術，通過多因素分析、正交偏最小二乘判別分析（OPLS－DA）等方法比較PCOS 與健康對照組的代謝組學差異。結果發(fā)現(xiàn)，PCOS患者血清和濾泡液中的3 種區(qū)分代謝物（1－甲基組氨酸、蘇氨酸和檸檬酸鹽）發(fā)生了變化，卵泡液樣本中氨基酸的變化更加顯著；PCOS 患者中的葡萄糖與血脂水平較高，乳酸水平較低，證明PCOS 患者在能量代謝、脂質(zhì)代謝和氨基酸代謝等方面存在異常。卵母細胞攝取利用糖障礙和血清中游離脂肪酸含量過高，將對卵巢功能有不利影響，導致卵母細胞的成熟延遲和線粒體異常。

3.2 PCOS隨年齡增長的腎虛病機演變

孫振高等［22］將191 例PCOS 患者根據(jù)年齡段分為21～27 歲、28～34 歲，35～41 歲，42～48 歲4 組，分別為47、74、41、29 例，采用液質(zhì)聯(lián)用技術進行代謝組學分析，通過主成分分析、偏最小二乘法－判別分析等分析方法，得到4 組組間差異性物質(zhì)的質(zhì)荷比。結果發(fā)現(xiàn)，卵母細胞的質(zhì)量和數(shù)量隨著PCOS 患者年齡的增加而逐漸減少；存在溶血性磷脂酰膽堿（18∶1）、溶血性磷脂酰膽堿（18∶3）和13,14－二氫視黃醇3 種代謝產(chǎn)物表達水平的提高；L－苯丙氨酸、5－去氫表甾醇、脯氨酸、十六烷酸/棕櫚酸、亞油酸、花生四烯酸、油酸、溶血性磷脂酰膽堿（16∶1）、23,25－戊醇、硫酸脫氫表雄酮等15 種代謝物的表達水平的降低，主要集中在激素、氨基酸、脂類及維生素代謝網(wǎng)絡中，參與了與卵母細胞狀態(tài)和質(zhì)量相聯(lián)系的氧化應激、生物供能、激素合成與代謝等過程。有關試管嬰兒胚胎移植的報告顯示，血清中脂類成分異常可引起卵巢低反應性、胚胎發(fā)育不良、卵母質(zhì)量不佳，導致女性生殖力降低［23］；PCOS患者血清中脂蛋白、亞油酸、不飽和脂肪酸及低密度脂蛋白等代謝水平較正常女性提高，高密度脂蛋白、膽固醇、磷酸酰膽堿等代謝水平下降［24-25］；且代謝紊亂的程度會隨著年齡的增長而加重。

MUMFORD 等［26］利用GC－MS 技術對PCOS 患者的血清進行分析，結果發(fā)現(xiàn)尿酸、苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸、總膽固醇與蘇氨酸發(fā)生明顯變化，且高尿酸血癥會導致卵巢無排卵的概率增加。另一項研究表明，尿酸過高會導致心肌細胞IR 的發(fā)生，影響糖的代謝，而這或許就是遠期心血管疾病風險增加的原因［27］。胰島素抵抗（insulinresistance，IR）作為PCOS 內(nèi)分泌紊亂的重要標志，能促使和加劇高雄激素血癥的發(fā)生，增加女性發(fā)生子宮內(nèi)膜長期癌變的風險，同時影響卵巢功能［28］，使糖脂代謝紊亂和心血管遠期受損的概率加重。JIA 等［29］基于LC－MC平臺對PCOS患者的血清檢測分析，發(fā)現(xiàn)PCOS 患者主要存在肉堿代謝異常、脂質(zhì)代謝異常、膽汁酸代謝異常、雄激素代謝異常，以及血清中膽汁酸水平下降。其認為膽汁酸代謝障礙是引發(fā)糖類代謝異常和遠期并發(fā)糖尿病的潛在誘因。與炎癥有關的因子，如TNF－α 在氧化應激反應中釋放，增加了IR發(fā)生的概率；氧化應激又合并了高胰島素血癥，促使TNF－α 與白介素合成，降低PI3K/AKT 信號通路和翻譯后修飾，使內(nèi)皮功能受到影響，從而促使遠期心血管疾病風險的增加。此外，對PCOS 患者的血清、尿液、卵泡液等不同組織樣本進行代謝組學技術檢測，都顯示出存在氧化應激指標的差異性。

3.3 PCOS基于從腎論治的代謝組學研究

LU 等［30］采用LC－MS 平臺分析補腎化痰方對PCOS 的干預效果，結果發(fā)現(xiàn)患者脂質(zhì)代謝明顯改善，血清中肌酸表達水平和甘油磷酸乙醇胺含量均大幅下降。其中肌酸下降可使高胰島素血癥得到改善，PCOS患者的IR 程度降低；另外補腎化痰方對PCOS 患者低度炎癥表現(xiàn)也有改善作用，對降低PCOS 患者出現(xiàn)遠期并發(fā)癥有一定的幫助。給予PCOS 患者杞苓溫腎消囊方干預3個月后，其血清代謝組學分析結果顯示，4類溶源性卵磷脂（LysoPC）、脂肪酰胺22∶0 和色氨酸的表達水平明顯上調(diào)。作為一種具有溶解性的物質(zhì)，LysoPC 可以加速細胞漿與細胞膜之間的物質(zhì)交換，對凈化細胞有一定的好處。但高血糖患者因蛋白激酶通路活化，磷脂酶A2 活性增強，促使甘油磷脂水解生成游離脂肪酸，使LysoPC 濃度下降，故考慮本方可對PC代謝通路進行調(diào)節(jié)，使脂類物質(zhì)代謝受到影響；色氨酸具有調(diào)節(jié)代謝、減少葡萄糖生成、降低糖尿病發(fā)生風險的作用，而PCOS 患者血清中色氨酸含量較正常女性明顯偏低，糖類代謝存在障礙，IR 風險顯著增加。給予PCOS 患者芪苓溫腎消囊方治療后，血清色氨酸含量顯著增加，對改善糖脂代謝障礙有一定幫助［31］。通過調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝和色氨酸表達，補腎中藥可緩解IR、抑制炎癥反應、逆轉(zhuǎn)內(nèi)皮功能障礙，進而減少PCOS 遠期并發(fā)癥，如2型糖尿病和心血管疾病的發(fā)生概率。

4 總結與展望

PCOS 作為一種以持續(xù)無排卵、雄激素過多、肥胖為主要臨床表現(xiàn)的生殖障礙及代謝紊亂性疾病，幾乎覆蓋了女性育齡期到老年期各個年齡段，具有家族聚集性、個體表現(xiàn)異質(zhì)性、病因病機復雜性的特點，腎為生殖之主，腎中精氣涵養(yǎng)胞宮，腎中元陽推動生殖與孕產(chǎn)功能的實現(xiàn)。若腎中精氣不充，則生殖繁衍之功亦減弱，卵泡失于濡養(yǎng)，生長乏力；腎陽不足，陽不化水，日久則釀生痰瘀，至虛實夾雜之象。而以代謝組學為代表的系統(tǒng)生物學出現(xiàn)，為探索PCOS 腎虛內(nèi)在病理本質(zhì)和宏微觀辨證體系的建立提供了重要補充。PCOS涉及氨基酸、嘌呤、檸檬酸、碳水化合物及脂類等多種代謝途徑的異常，其發(fā)生、發(fā)展的關鍵環(huán)節(jié)是氨基酸、脂類和糖類的代謝障礙。脂肪酸代謝可影響卵母細胞的成熟，血脂異?？烧T導氧化應激反應，導致體液中循環(huán)氧化生物標志物的升高，其與PCOS 的發(fā)生、發(fā)展密切相關；且氧化應激中異常增高的產(chǎn)物還會增加腫瘤和心腦疾病的發(fā)生風險［32］。糖脂代謝紊亂可影響ATP 合酶（ATP synthase）的正常功能，造成腺苷三磷酸（ATP）的生成量減少，氧化應激合并能量不足共同抑制了線粒體活性，從而影響細胞的正常功能。由于細胞處于較低的能量代謝水平，故卵泡表現(xiàn)為不發(fā)育，全身出現(xiàn)畏寒肢冷、疲乏無力等腎虛性征象［33］。因此腎虛可能代表著糖脂與氨基酸代謝能力的下降，進而導致內(nèi)環(huán)境組分與含量的紊亂，以此改變體細胞的代謝方式，造成多個器官的病理損傷，其中以下丘腦－垂體－性腺軸相關器官為核心的組織形態(tài)學上的損傷與功能改變?yōu)橹?，導致一系列的病理產(chǎn)物的產(chǎn)生；影響了機體的狀態(tài)、卵泡發(fā)育與妊娠的結局。

代謝組學在醫(yī)學領域的應用日益廣泛，也代表著現(xiàn)代醫(yī)學對生命規(guī)律的認識，正從局部觀念向整體觀念轉(zhuǎn)變；人們也認識到生命現(xiàn)象是復雜的、非線性的，是以聯(lián)系性、整體性、動態(tài)性的人體生命活動復雜系統(tǒng)為特征存在［34］。腎虛作為PCOS 發(fā)生、發(fā)展的主要病理機制，通過代謝組學對PCOS 的研究，初步明確了PCOS 腎虛本質(zhì)的生物學特征與機體各部生命活動的聯(lián)系，從整體角度、微觀層面探索了PCOS 與腎虛關系的潛在代謝路徑機制。作為特殊的局部微環(huán)境，卵泡液的生化特性直接影響著卵子的生長狀態(tài)，在卵母細胞的發(fā)育成熟和排卵期都有著舉足輕重的作用。通過測定卵泡液中分子代謝種類及含量、蛋白質(zhì)表達水平的差異，有助于從局部和整體兩個角度探討PCOS 生殖與內(nèi)分泌的聯(lián)系，對預測卵子質(zhì)量和明確PCOS 發(fā)病原因意義重大。

現(xiàn)有的研究還存在著一定的不足，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：①PCOS病理表現(xiàn)的多元化、代謝組學數(shù)據(jù)的復雜性和龐大的分子量對機體的影響機制還不夠系統(tǒng)和清晰，需要經(jīng)過較長時間來探索和驗證。②PCOS卵泡液聯(lián)合其他體液標本的代謝組學對比研究相對較少。PCOS患者的卵泡液具備獨特的代謝特征，卵泡液與血清中的游離脂肪酸只有微弱的相關性［35］。而卵母細胞周圍的卵泡液微環(huán)境直接參與卵母細胞的信息交換與營養(yǎng)供應，決定了卵泡生長與排出。因此厘清患者卵泡液的微環(huán)境組成、自身血清的分子譜情況、血液－卵泡液屏障的濾過功能，對探明PCOS 無排卵的內(nèi)在機制，病機復雜化、癥狀多元化的原因，以及腎虛與PCOS的內(nèi)在聯(lián)系，具有重要作用。③流行性調(diào)查顯示，PCOS 表現(xiàn)為家族聚集性，患者后代患有PCOS 和內(nèi)分泌代謝系統(tǒng)疾病的概率較高［36］，醫(yī)學上認為是先天遺傳和后天環(huán)境共同作用的結果，但具體的發(fā)病原因目前尚不清楚。子代PCOS 的發(fā)生源于母親卵子內(nèi)攜帶的遺傳物質(zhì)，還是源于卵泡液與宮腔內(nèi)微環(huán)境的改變？這一切尚未可知。今后可在此領域結合多組學研究，深入探討PCOS 的發(fā)生機制，實現(xiàn)既能保證患者生養(yǎng)，也能保證后代健康成長的目的。