多囊卵巢綜合征患者雄激素與糖代謝指標的關系研究

翁瑞文，劉義，張蔚，劉恒煒*

多囊卵巢綜合征（PCOS）是婦科最常見的內分泌紊亂性疾病，月經稀發或閉經、排卵障礙、胰島素抵抗和雄激素過多是其主要臨床表現［1］。該病發病率逐年升高，根據2003年鹿特丹診斷標準，我國育齡期婦女PCOS患病率為5%～11%［2］。高雄激素血癥（HA）作為PCOS重要的臨床特征之一，與代謝綜合征密切相關，尤其是2型糖尿病和胰島素抵抗［3］。近年來，關于雄激素影響PCOS患者糖代謝的研究較多，但是尚未形成統一科學的結論。本研究旨在分析PCOS患者雄激素過多與葡萄糖和胰島素代謝之間的關系，為PCOS患者遠期并發癥的防治提供新的理論基礎。

1 對象與方法

1.1 研究對象 本研究屬于回顧性、單中心研究。收集2018年3月至2020年12月華中科技大學同濟醫學院附屬協和醫院婦產科門診就診的PCOS患者954例。納入標準：（1）經2003年鹿特丹標準［4］診斷為PCOS者；（2）18～40歲女性；（3）知情且自愿參與試驗。排除標準：（1）近3個月內使用過任何降糖、降脂、降壓及激素類藥物治療；（2）嚴重過敏體質或近期有感染者；（3）妊娠和哺乳期女性；（4）患有先天性腎上腺皮質增生、庫欣綜合征、分泌雄激素的腫瘤等其他可引起雄激素升高的內分泌和婦科疾病者；（5）患有其他引起排卵障礙的疾病、自身免疫性疾病、糖尿病、惡性腫瘤、肝腎功能不全以及甲狀腺功能異常者；（6）主要觀察指標記錄不全者。

1.2 指標 使用病歷檢索、電話隨訪、信件隨訪等方法記錄所有患者的年齡、身高、體質量，計算體質指數（BMI）。血清雄激素水平：總睪酮（T）、脫氫表雄酮（DHEA）、雄烯二酮（A）、游離睪酮（FT）、性激素結合球蛋白（SHBG）。糖化血紅蛋白（HbA1c）。口服糖耐量試驗（OGTT）：口服75 g葡萄糖前（Glu 0 min）及口服75 g葡萄糖后0.5、1.0、2.0、3.0 h血糖（Glu 30 min、Glu 60 min、Glu 120 min、Glu 180 min）。胰島素釋放試驗（IRT）：口服75 g葡萄糖前（Ins 0 min）及口服75 g葡萄糖后0.5、1.0、2.0、3.0 h血漿胰島素（Ins 30 min、Ins 60 min、Ins 120 min、Ins 180 min）。

根據OGTT的結果，按世界衛生組織（WHO）推薦的糖尿病診斷標準中的糖耐量狀態［5］進行分組：正常葡萄糖耐量組（NGT組）：空腹血糖（FPG）＜6.1 mmol/L，餐后2 h血糖（2 hPG）＜7.8 mmol/L；2型糖尿病組（T2DM組）：FPG≥7.0 mmol/L，2 hPG≥11.1 mmol/L；其余的歸類為糖尿病前期組（IGT組）。

以游離雄激素指數（FAI）反應體內活性睪酮的水平，FAI=T（nmol/L）×100/SHBG（nmol/L），FAI的參考范圍為0.7～6.4［6］。依據FAI四分位數由高到低將PCOS患者分為Q1～Q4亞組。

采用穩態模型胰島素抵抗指數（HOMA-IR）評估胰島素抵抗，HOMA-IR=空腹胰島素×FPG/22.5。本研究中胰島素抵抗定義為：HOMA-IR≥2.69［7］。

依據BMI將PCOS患者分為正常體質量（BMI＜24.0 kg/m2）、超重（24.0 kg/m2≤ BMI＜28.0 kg/m2）和肥胖（BMI≥ 28.0 kg/m2）［8］。

1.3 統計學方法 采用SPSS 25.0軟件進行統計學分析。正態性檢驗采用K-S檢驗，不符合正態分布的計量資料以M（P25，P75）表示，組間比較采用秩和檢驗，用Bonferroni法進行組間兩兩比較。采用多元線性回歸分析評估雄激素指標與糖代謝指標之間的關系。雙變量之間的相關分析采用Spearman秩相關分析，控制BMI因素后HOMA-IR與雄激素指標的關系采用偏相關分析，以P＜0.05為差異有統計學意義。

1.4 倫理原則 本研究遵從自愿原則，所有受試者簽署知情同意書。研究過程中對受試者的所有個人信息保密，調查內容只為本研究分析所用。本研究經華中科技大學同濟醫學院醫學倫理委員會批準，編號［2019］倫審字（S936）號，研究符合世界醫學會制定的《赫爾辛基宣言》的要求。

2 結果

2.1 PCOS患者的一般情況及臨床特征 本研究共納入PCOS患者954例，中位年齡27歲，中位BMI 25.5 kg/m2，其他指標詳見表1。

表1 PCOS患者臨床及內分泌特征〔n=954，M（P25，P75）〕Table 1 Clinical and endocrine characteristics of PCOS patients

2.2 不同葡萄糖耐量PCOS患者BMI及雄激素變化NGT組490例，IGT組369例，T2DM組95例。三組BMI、FT、SHBG和FAI比較，差異均有統計學意義（P＜0.01）。三組BMI、SHBG和FAI兩兩比較，差異均有統計學意義（P＜0.05）；NGT組FT低于IGT組與T2DM組，差異有統計學意義（P＜0.05），見表2。

表2 不同糖耐量狀態PCOS患者BMI及雄激素水平比較〔M（P25，P75）〕Table 2 Comparison of BMI and androgen levels in PCOS patients with different glucose tolerance

2.3 影響PCOS患者糖代謝的多元線性回歸分析 以口服糖耐量試驗所得的多個血糖濃度、HbA1c、胰島素、HOMA-IR為因變量（賦值：實測值），以6種雄激素指標（賦值：實測值）為自變量，進行多元線性回歸分析，結果顯示，T是PCOS患者Glu 30 min、Ins、HOMAIR的影響因素（β=0.068、0.098、0.086，P＜0.05），SHBG、FAI是 PCOS患 者 Glu 0 min、Glu 30 min、Glu 60 min、Glu 120 min、Glu 180 min、HbA1c、胰島素、HOMA-IR的影響因素（P＜0.01），見表3。

表3 雄激素指標對PCOS患者糖代謝指標影響的多元線性回歸分析Table 3 Multiple linear regression to evaluate the effects of androgen indexeson glucose metabolism in women with PCOS

2.4 FAI與胰島素代謝的關系 將PCOS患者根據FAI四分位數（Q1～Q4）由低到高進行分組，Q1亞組238例（24.9%），Q2亞 組 238例（24.9%），Q3亞組239例（25.1%），Q4亞 組239例（25.1%）。結果顯示，Q4亞組Ins 0 min、Ins 30 min、Ins 60 min、Ins 120 min、Ins 180 min、HOMA-IR水平高于Q1～Q3亞組，Q3亞組Ins 0 min、Ins 30 min、Ins 60 min、Ins 120 min、HOMA-IR水平高于Q1、Q2亞組，差異均有統計學意義（P＜0.05），見表4。

表4 不同FAI亞組PCOS患者的胰島素水平變化〔M（P25，P75）〕Table 4 Changes of insulin levels in PCOS patients with different FAI subgroups

2.5 雄激素對胰島素抵抗的影響 T、FT、SHBG、FAI與 HOMA-IR相 關（rs=0.069、0.263、-0.438、0.363，P＜0.001）。調整BMI后進行偏相關分析，HOMA-IR與FT之間的相關性消失，與T、A相關（R=0.095、0.070，P＜0.05），與SHBG和FAI的相關性降低（R=-0.138、0.288，P＜0.01），見表 5。

表5 HOMA-IR與雄激素指標的相關性Table 5 The correlation between HOMA-IR and androgen indexes

依據BMI將PCOS患者分為正常體質量者（BMI＜24.0 kg/m2）、超重者（24.0 kg/m2≤ BMI＜28.0 kg/m2）和肥胖者（BMI≥28.0 kg/m2）。以雄激素指標為自變量，以HOMA-IR為因變量進行多元線性回歸分析，結果顯示正常體質量PCOS患者中FT和SHBG是HOMAIR的影響因素（β=0.119、-0.155，P＜0.05），超重PCOS患者中SHBG和FAI是HOMA-IR的影響因素（β=-0.199、0.249，P＜0.01），肥胖PCOS患者中T、A、FT、SHBG、FAI會對HOMA-IR產生不同程度的影響（β=0.154、0.132、0.291、-0.176、0.390，P＜0.05），見表6。

表6 不同體質量PCOS患者中雄激素對HOMA-IR的影響Table 6 Effect of androgen on HOMA-IR in PCOS patients with different body weights

3 討論

本研究重點分析PCOS患者雄激素與糖代謝及胰島素的關系。T是用于估計雄激素過量最廣泛的標記物，但由于T的直接測定法表現出明顯的試劑盒間變異性［9］，現有T放射免疫分析法也并不準確［10］，不宜將T作為生化高雄激素血癥的單一診斷工具。通過比較PCOS患者在不同葡萄糖耐量狀態下的雄激素水平，結果發現，與NGT組相比，IGT和T2DM組的FT、FAI明顯升高，SHBG則與之相反。鑒于以上結果，本研究運用了多元線性回歸分析比較臨床上6種常見雄激素指標與糖代謝的關系，發現FAI為Glu 0 min、Glu 30 min、Glu 60 min、Glu 120 min、Glu 180 min、HbA1c、胰島素、HOMA-IR等多個糖代謝指標的影響因素，較之其他5種雄激素指標，FAI對糖代謝指標的影響程度更大。FAI水平變化更能客觀、準確地反映PCOS人群的糖代謝狀況，研究結果支持了TUORILA等［11］的相關研究結論。FAI由T與SHBG之間的比率所得，間接反映了卵巢的合成功能，且與代謝綜合征密切相關，是評估PCOS患者高雄激素血癥最敏感的測量指標［12］。

本研究觀察到FAI升高，Q3、Q4亞組空腹及口服75 g葡萄糖后0.5、1.0、2.0、3.0 h的Ins水平上升，這可能是由于雄激素受體過度活化以及單核細胞衍生的氧化應激破壞β細胞線粒體功能所致［13-14］。本研究還發現Q3亞組和Q4亞組HOMA-IR較Q1、Q2亞組增大。既往研究表明，雄激素可能通過干擾胰島素信號通路傳導、促使肝糖異生酶活性增加［15］以及減少骨骼肌葡萄糖轉運蛋白4型（GLUT4）表達［16］等相關機制促進胰島素抵抗。調整BMI后，HOMA-IR與FT之間的相關性消失，與T和A的相關性較為顯著，與FAI、SHBG的相關性明顯降低。本研究將PCOS患者分為體質量正常、超重和肥胖者，發現肥胖者多個雄激素指標（T、A、FT、SHBG、FAI）與HOMA-IR有關，脂肪組織中胰島素抵抗的發生可能是雄激素依賴性的。一項動物實驗顯示，飲食誘導的肥胖小鼠其雄性后代表現出胰島素抵抗和脂肪Ins信號受損，其特征是胰島素受體（IR2）、胰島素受體底物（IRS1）、磷脂酰肌醇-3激酶（PI3K）和蛋白激酶B（AKT）水平降低［17］。考慮到大多數PCOS患者合并肥胖，體質量/BMI本身的增加可能進一步放大雄激素過量引起的程序性Ins敏感性缺陷。

本研究存在一定局限性：首先，本研究為觀察性臨床研究，未做長期隨訪，后續仍需加以追蹤以驗證雄激素在PCOS代謝紊亂中的潛在因果作用；其次，沒有使用質譜法測量雄激素水平，質譜法是測量女性雄激素濃度的黃金標準［18］，這可能造成測量誤差增加或潛在風險關聯被稀釋。

綜上所述，本研究結果提示，FAI表達水平與PCOS患者糖代謝異常及胰島素抵抗密切相關，FAI水平升高會導致胰島β細胞功能受損和胰島素抵抗增強；PCOS患者的體質量增加可能是高雄激素血癥發展的主要危險因素進而加重胰島素抵抗; 高FAI水平的PCOS患者需要密切的代謝隨訪和強化治療，減輕體質量可以改善PCOS患者的胰島素抵抗和高雄激素血癥，有望為PCOS的管理提供個性化方案。從長遠角度來看，有必要在前瞻性和縱向研究中進一步探究PCOS患者的高雄激素血癥治療對葡萄糖代謝及其遠期并發癥的影響。除此之外，有研究發現雄激素可能通過下調雷帕霉素靶蛋白（mTOR）mRNA水平和AKT磷酸化［19］、誘導更高的FOXO1表達［20］致使胰島素信號受損，后續還可利用PCOS動物模型等基礎研究方法對FAI與糖代謝和胰島素抵抗之間的作用路徑或機制進行更深層次的探討。

作者貢獻：劉恒煒提出研究選題方向，負責文章的構思和設計，并進行可行性分析；翁瑞文進行臨床資料的收集和資料錄入，負責數據整理、撰寫論文初稿及英文摘要部分的翻譯；劉義、張蔚負責統計學指導以及語言文字潤色；劉恒煒負責論文的質量控制和審校，對文章整體負責；所有作者確認了論文的最終稿。

本文無利益沖突。