腦源性神經營養因子與不孕癥及IVF-ET妊娠結局的相關性研究進展

龔超超 趙軍招

隨著近年來女性生育年齡的推遲，環境、壓力等因素的影響，不孕癥的發病率呈現上升趨勢。體外受精-胚胎移植（in vitro fertilization and embryo transfer,IVFET）現已成為治療不孕癥的重要手段之一。對不孕癥相關因素及影響IVF-ET妊娠結局的研究已成為現代生殖醫學研究的熱點。研究報道卵母細胞的質量是IVFET成功的重要前提之一[1-2]。卵母細胞從發育、成熟到排卵除受到下丘腦-垂體-性腺軸調節外，卵泡液中的細胞因子也發揮著重要作用。卵泡液是由血漿滲出物和卵巢分泌物組成，構成了卵母細胞賴以生存的微環境。因此卵泡液中細胞因子的改變勢必會對微環境產生一定影響，進而影響卵母細胞后續發育成熟、排卵、受精及形成胚胎的能力[3]。已有眾多研究表明，腦源性神經營養因子（brain-derived neurotrophic factor,BDNF）在生殖系統中亦有廣泛表達，且存在于正常周期的卵泡液中[4]。本文就BDNF與不孕癥及IVF-ET妊娠結局的相關性研究進展作一綜述。

1 BDNF概述

1.1 BDNF分布 神經營養因子（neurotrophin,NTs）是由神經所支配的組織和星形膠質細胞產生的一類小分子多肽物質，在中樞神經系統發育及分化中起著重要作用。NTs包括神經生長因子（nerve growth factor,NGF）、BDNF、神經營養因子-3（NT-3）、NT-4/5 及 NT-6等。1982年Brade等[5]首次從豬腦中分離純化得到BDNF。BDNF作為一種堿性蛋白質，其主要由腦組織合成，廣泛分布于中樞和周圍神經系統，尤其是大腦海馬區[6]。近年來多項研究報道，BDNF在生殖系統中也有表達，包括卵巢、子宮[7]，且與生殖系統有著密切聯系。

1.2 BDNF受體 根據NTs受體與NTs親和力的大小，分為高親和力和低親和力受體。高親和力受體是酪氨酸激酶原癌基因編碼的一類酪氨酸蛋白激酶（tyrosine protein kinase,Trk）受體，是分子量為 120～160 kD的單跨膜糖蛋白，包括TrkA、TrkB、TrkC受體。其中TrkB受體對BDNF和NT-4/5的親和力較高。且有研究進一步表明，TrkB受體是BDNF的功能型受體，必須借此才能發揮信號轉導作用。低親和力受體是一種分子量為75 kD的膜蛋白，稱為p75NTR，屬于TNF家族成員之一。p75NTR廣泛存在，與所有NTs以相似的親和力相結合。

1.3 BDNF對卵泡發育、成熟及早期胚胎發育的作用 從卵泡發育到早期胚胎的形成是一個復雜而又連續的過程，受到精細的調控。其過程除受到下丘腦-垂體-性腺軸調控外，卵巢內部微環境中各種細胞因子的自分泌或旁分泌的調節也發揮著重要作用。

最初研究認為BDNF僅由卵丘顆粒細胞產生。之后Harel等[8]將因病手術切除的卵巢標本作為研究對象，研究發現BDNF主要表達于卵母細胞，而TrkB受體在卵母細胞和顆粒細胞表達。Anderson等[9]提取不同階段顆粒細胞及卵母細胞的RNA后進行RT-PCR，發現BDNF及TrkB受體能在各種類型的顆粒細胞和卵母細胞中表達。隨著研究進展，對BDNF及其TrkB受體的分布也產生了新的認識。

有研究表明BDNF及其TrkB受體對卵泡發育、成熟及早期囊胚的形成起重要作用。Ojede等[10]利用基因敲除方法研究發現，敲除了NT4基因的大鼠，其卵泡生成和發育無缺陷；同時敲除NT4和BDNF基因的大鼠卵泡發育明顯遲緩；敲除NT4和BDNF的TrkB受體基因的大鼠在卵泡的生成和發育方面均存在缺陷，從中推測BDNF、TrkB受體對卵泡生成及發育會產生一定影響。Kawamura等[11]研究發現卵巢內部BDNF作用于卵母細胞中特異表達的高親和力TrkB受體，能夠促進第一極體的排出，促進移植前胚胎的形成，并且認為BDNF對卵母細胞核和細胞質的成熟發揮重要作用。Zhao等[12]也研究表明，BDNF作為卵泡內自分泌和旁分泌因子可以促進卵母細胞核和細胞質的成熟。并有文獻報道，在動物實驗中BDNF可以促進早期胚胎的發育[13]。有學者在以人為研究對象的研究中證實，BDNF可提高體外卵母細胞成熟及其質量，并且促進早期胚胎的發育和囊胚的形成[14]。目前關于BDNF對卵泡發育、成熟及早期胚胎發育的確切作用機制尚未明了，具體有待進一步研究證實。

2 BDNF與不孕癥相關因素的相關性

不孕癥是一種由多種病因導致的生育障礙狀態。根據病因分類，將女性不孕癥分為盆腔因素和排卵障礙兩大類。其中子宮內膜異位癥（endometriosis,EMT）、多囊卵巢綜合征（polycystic ovary syndrome,PCOS）、卵巢儲備功能下降（diminished ovarian reserve,DOR）所引起的不孕較為常見。近年來BDNF在生殖領域逐漸受到學者們的關注，通過了解助孕婦女卵泡液微環境中BDNF的水平，進而探究BDNF水平與不孕癥相關因素的關系。

2.1 BDNF與EMT性不孕的相關性 EMT是指由子宮內膜組織（腺體和間質）出現在子宮體以外的部位，是育齡期女性常見病，且作為一種慢性疾病，具有遷延難愈的特點，常與不孕癥密切相關[15]。其病因至今尚未明確。

研究表明，人類BDNF基因存在Val66Met多態性。近年來發現BDNF基因的Val66Met多態性與EMT性不孕密切相關。Zhang等[16]研究發現，EMT患者中BDNF Met/Met者卵泡液中BDNF水平低于BDNF Val/Val者。且與輸卵管因素不孕患者比較，EMT性不孕患者的BDNF Met/Met基因型頻率和Met等位基因頻率更高，從中推測BDNF基因的Val66Met多態性與EMT性不孕有關。這與王蕓等[17]研究結果相一致，并發現BDNF Met/Met基因型患者對促性腺激素（gonadotropins,Gn）反應不敏感，使用更多劑量的Gn而獲得的成熟卵和優質胚胎數卻下降，且受精率更低。由此推測BDNF Met/Met基因型患者妊娠率較差可能與卵泡液中BDNF水平降低有關。且有研究報道，卵泡液中BDNF水平的降低參與了EMT性不孕的發生，可能涉及PI3K/AKT/mTOR信號通路的抑制導致顆粒細胞的凋亡[18]。隨著研究進展，有學者提出BDNF可能還與EMT性疼痛的發生、發展相關，期待未來更多大樣本研究來證實BDNF與EMT之間的相關性。

2.2 BDNF與PCOS性不孕的相關性 PCOS是一種常見的婦科內分泌疾病，其病因至今尚未闡明。目前研究認為，可能是由于某些遺傳基因與環境因素相互作用所致。Buyuk等[19]在探究卵泡液中NTs與不孕癥病因關系中發現，PCOS患者取卵日卵泡液中BDNF水平高于對照組。Russo等[20]在探究PCOS患者血漿和卵泡液中BDNF水平時，也發現PCOS患者血漿及卵泡液中BDNF水平高于健康對照組，并提出假設，PCOS患者體內高水平的黃體生成素（luteinizing hormone,LH）可提高血漿和卵泡液中BDNF的表達。但BDNF與LH的具體相關性有待進一步研究證實。蔣立艷等[21]構建PCOS大鼠模型，實驗結果也顯示PCOS模型組BDNF的表達較對照組明顯升高；進一步的免疫組化實驗發現BDNF高親和力TrkB受體在不同發育階段的卵泡顆粒細胞上表達較為恒定，而在卵母細胞上的表達隨著卵泡發育逐漸減弱，且在PCOS組卵母細胞上的表達也低于對照組，從而推測PCOS大鼠卵母細胞上TrkB受體表達不足，導致卵巢內卵泡發育障礙或閉鎖，顆粒細胞及卵母細胞凋亡增多。同時，可能導致BDNF抵抗現象促使BDNF表達眾多。但也存在不同觀點，Sadeu等[22]研究認為不同不孕因素中卵泡液BDNF水平并無統計學差異。

目前已明確BDNF及其受體在卵泡發育中發揮著重要作用。因此探究BDNF及其受體的表達異常在PCOS患者卵泡發育障礙中的作用，能為進一步研究PCOS相關因素提供新的依據。但具體相關性有待更多大樣本、嚴格實驗進一步研究。

2.3 BDNF與DOR的相關性 DOR是指卵巢產生卵子的能力減弱，卵泡質量下降，導致女性生育能力下降以及生殖內分泌功能紊亂的一種疾病，可進一步發展為卵巢早衰（premature ovarian failure,POF），進而導致女性喪失生育能力。其發病機制目前尚不明確，但與年齡、環境、精神、遺傳、激素水平、盆腔疾病、婦科手術等多種因素相關。且在輔助生殖技術中DOR通常與卵巢低反應、高移植取消率和低妊娠率密切相關[23]。

研究指出，循環中BDNF水平會隨月經周期發生改變，在圍絕經期減少，絕經后穩定下降[24]。Buyuk等[19]發現，DOR患者卵泡液中BDNF水平低于對照組，但差異不顯著。可能由于卵泡液是促排卵后收集的，且有文獻報道卵泡液中BDNF水平會隨著Gn的刺激上調[12]，從而推測Gn刺激可能掩蓋了DOR患者卵泡液中BDNF水平。但有學者研究發現，IVF-ET周期獲卵日卵泡液中DOR患者BDNF水平高于對照組[25]。目前針對BDNF與DOR兩者相關性的研究文獻報道較少，且現有結論存在爭議，尚需更多實驗研究證明。

3 BDNF與IVF-ET妊娠結局的相關性研究

自世界第一例試管嬰兒在英國誕生以來，IVF-ET已成為全世界治療不孕癥的重要手段。隨著輔助生殖技術的不斷發展，目前已取得一定成效，但仍存在較高的生化妊娠率、自然流產率等妊娠失敗結局。鑒于BDNF參與生殖功能，探究其與IVF-ET妊娠結局的相關性可進一步指導臨床工作。

Ramer等[26]回顧性研究分析了行IVF-ET助孕的226例婦女，研究發現在IVF-ET周期開始之前循環中BDNF水平在異位妊娠患者中最高，而活產、自然流產及生化妊娠患者其循環中BDNF水平低于未妊娠患者。從中推測IVF-ET周期開始前，循環中BDNF水平升高可能預示異位妊娠的發生。研究進一步推測其可能是由于升高的BDNF會增加子宮或輸卵管收縮的可能性，導致增加了其宮外植入的發生。但此研究樣本數量較少，無法準確評估其對妊娠結局的影響。Bódis等[27]在研究中發現，行IVF-ET助孕婦女中妊娠婦女卵泡液中BDNF水平低于未妊娠婦女，兩者呈負相關。而Ramer等[28]在另一項研究得出不同結論，研究發現活產婦女循環BDNF水平高于異位妊娠、自然流產及生化妊娠婦女，進而推測IVF-ET周期循環中BDNF減少與妊娠失敗有關。上述實驗結果不同可能與以下因素有關：（1）由于實驗過程中采血時間不同，不能排除在IVF-ET周期中使用Gn促排卵對循環BDNF水平的影響；（2）循環血液及卵泡液中雖均能檢測到BDNF水平，但目前缺少對兩者相關性的研究報道，因此不能將循環血液中BDNF水平與卵泡液中BDNF水平直接進行比較；（3）有研究報道，不同促排卵方案對BDNF的分泌也會產生不同影響[22]；（4）樣本間存在個體差異。因此基于現階段的研究難以直接說明BDNF水平與IVFET助孕不同結局的相關性，還需要更多大樣本實驗深入研究說明。

4 小結

近年來研究發現BDNF作為NTs家族的一員在生殖系統中也有表達。關于BDNF在生殖系統中的表達、對生殖功能的影響、與不孕癥相關因素的關系及與IVF-ET妊娠結局的相關性研究無論從基礎還是臨床研究角度均具有重大意義。但目前針對BDNF的研究仍處于探索階段，有些結論仍存在爭議，其對上述的影響機制及其相關性有待進一步研究證實。期待未來對BDNF在生殖系統中功能和作用機制能得到充分認識，為輔助生殖技術的發展提供更多有用的指導。