多囊卵巢综合征作为一种代谢性疾病
摘要
多囊卵巢综合征(PCOS)是一种异质性家族性疾病,多达五分之一的女性会受其影响。其病因尚不明确,但现有证据表明,这是一种多基因疾病,具有表观遗传、发育和环境因素。PCOS 的诊断标准基于生殖特征,该综合征分为几种表型,这些表型因种族和民族而异。胰岛素抵抗和代谢功能障碍在该综合征的发病机制中起着关键作用,并导致许多不良代谢后果,给 PCOS 女性患者一生的健康带来巨大负担。在患有 PCOS 的女性及其一级亲属(包括女性和男性)中都存在类似的代谢异常。总体而言,需要更加重视将 PCOS 定义为一种代谢性疾病,而不仅仅是生殖性疾病。这种观点可能会对综合征的管理和未来治疗选择产生影响。本综述的目的是识别和分析现有证据,以证明 PCOS 既是一种代谢性疾病,也是一种生殖性疾病。
胰岛素对颗粒细胞的影响。高胰岛素血症会诱导早期卵泡发育阶段小窦卵泡颗粒细胞表达促黄体生成素受体,并导致这些细胞过早分化。这种过早分化会导致卵泡生长停滞,进而造成未成熟卵泡积聚和无排卵。
脂肪组织功能障碍
采用金标准磁共振成像(MRI)或计算机断层扫描(CT)作为成像方法来确定身体脂肪组织分布的研究表明,尽管多囊卵巢综合征(PCOS)女性的腰臀比更高,但其内脏脂肪组织水平与体重指数(BMI)匹配的无 PCOS 女性并无差异25–27。然而,越来越多的证据表明,PCOS 女性的脂肪细胞异常,脂肪细胞功能紊乱,这有利于胰岛素抵抗和亚临床炎症的发生3。因此,目前的观点是,脂肪组织功能障碍而非分布,导致了 PCOS 的发病机制,并增加了患病个体与无 PCOS 个体相比出现代谢并发症的风险28(图 2)。
图 2 | 多囊卵巢综合征中的脂肪组织功能障碍。与无多囊卵巢综合征(PCOS)的女性相比,患有 PCOS 的女性皮下脂肪组织中醛酮还原酶 1C3(AKR1C3)的表达和活性增加,导致雄烯二酮向睾酮的转化增加,从而增强局部雄激素激活。雄激素促进脂肪细胞中的脂质积累,导致脂肪细胞肥大和胰岛素抵抗。脂肪组织中巨噬细胞浸润导致的脂解失调以及游离脂肪酸循环水平的升高,导致非脂肪组织中的异位脂质沉积和脂毒性。脂肪组织中巨噬细胞释放的促炎细胞因子失调以及功能失调的脂肪细胞分泌的脂肪因子改变,降低了局部和外周胰岛素敏感性,并促进亚临床炎症和氧化应激。已有研究表明,胰岛素可增加体外分化皮下脂肪细胞中 AKR1C3 的表达和活性,这可能在机制上与脂肪组织内雄激素激活增强有关,从而形成恶性循环 37。TNF,肿瘤坏死因子。
多囊卵巢综合征(PCOS)患者的脂肪组织稳态的许多方面都发生了改变,且这种改变与肥胖无关29–32。PCOS 患者的脂肪细胞比体重指数(BMI)匹配的对照个体更大,且脂肪细胞的增大程度与 PCOS 患者的高雄激素水平相关33。此外,雄激素已被证明能抑制脂肪干细胞向前脂肪细胞的分化以及前脂肪细胞向成熟脂肪细胞的分化,这一现象在人类脂肪细胞培养中已有体现34,35。这些结果表明,PCOS 患者体内过高的雄激素水平可能会抑制脂肪生成。PCOS 患者的脂肪组织还表现出胰岛素刺激的葡萄糖摄取受损,这与脂肪细胞中葡萄糖转运蛋白 4 的表达和含量降低有关,尽管胰岛素结合或胰岛素信号通路未发生改变28。
多囊卵巢综合征(PCOS)女性的脂肪组织功能障碍的另一个特征是脂肪分解失调,导致非酯化脂肪酸大量涌入非脂肪组织(如肝脏、骨骼肌、心肌和胰腺),从而造成异位脂质堆积和脂毒性,这与胰岛素抵抗和炎症密切相关。在这一脂肪分解失调中,关键因素是与体重指数(BMI)相匹配的健康对照个体相比,PCOS 患者皮下脂肪组织中醛酮还原酶 1C3(AKR1C3)的表达和活性增加。这种酶将雄烯二酮转化为睾酮,导致局部雄激素活性增强。雄激素促进脂肪细胞中的脂质堆积,导致脂肪细胞肥大和胰岛素抵抗。重要的是,体外实验发现胰岛素可上调皮下脂肪细胞中 AKR1C3 的表达,这可能促进脂肪组织内雄激素的激活,从而在 PCOS 患者中形成恶性循环。
多囊卵巢综合征患者的脂肪组织功能障碍还表现为脂肪因子释放异常,进一步加剧了局部和全身的胰岛素抵抗。2021 年的荟萃分析显示,多囊卵巢综合征女性患者体内的脂联素循环水平较低,而促炎脂肪因子(如瘦素、抵抗素和趋化素)的循环水平较高,且这种差异与肥胖无关。
与无多囊卵巢综合征(PCOS)的女性相比,60%至75%的 PCOS 女性体内雄激素循环水平升高40,41。目前的证据表明,PCOS 存在卵巢间质细胞的内在异常,表现为参与雄激素生物合成的大多数类固醇生成酶过度表达,尤其是细胞色素 P450c17(参考文献 42)。此外,体内研究表明,多囊卵巢综合征患者的卵巢类固醇生成通常对促黄体生成素(LH)刺激反应过度。尽管卵巢是过多雄激素产生的主要来源,但在 20% 至 30% 的多囊卵巢综合征患者中,肾上腺也可能导致雄激素过多。多囊卵巢综合征中的肾上腺雄激素过多表现为肾上腺皮质前体类固醇对促肾上腺皮质激素(ACTH)的反应增强,且没有类固醇生成受阻的证据。
多囊卵巢综合征(PCOS)女性体内雄激素水平升高可通过促进初级卵泡募集来影响卵泡的成熟。初级卵泡募集增加会导致促性腺激素非依赖性的小窦卵泡生成增多,并阻碍优势卵泡的发育,从而影响排卵。
高雄激素血症可能在多囊卵巢综合征(PCOS)相关代谢异常的发展中也起到一定作用。有证据表明,雄激素过多与脂肪组织功能障碍密切相关。雄激素水平升高会增大脂肪细胞的体积,扰乱脂肪生成和脂肪分解,并损害具有胰岛素增敏作用的脂肪因子(如脂联素)的生成。雄激素过多的这些影响共同导致 PCOS 中的胰岛素抵抗,这又进一步促进雄激素的分泌,从而形成恶性循环。
关于雄激素过多对其他代谢组织的代谢作用,有令人信服的证据。高雄激素血症与胰岛素刺激的葡萄糖摄取减少有关,这主要归因于骨骼肌的胰岛素抵抗。即使没有肥胖和胰岛素抵抗,高雄激素血症也会增加患多囊卵巢综合征(PCOS)女性的非酒精性脂肪性肝病(MASLD)风险。还有证据表明,雄激素过多可能导致 PCOS 患者的胰岛β细胞功能障碍。雄激素过多还可能通过其对大脑的直接作用促进 PCOS 女性的代谢功能障碍,可能影响中枢黑皮质素系统。然而,雄激素在这些组织中产生代谢效应的分子机制仍需进一步探索。
表 1 | 多囊卵巢综合征的诊断标准
PCOM:多囊卵巢形态;PCOS:多囊卵巢综合征。a 所有诊断标准均要求排除其他可能类似 PCOS 的疾病。b 由于与正常生殖生理存在重叠,在初潮后 8 年内的青少年中不应使用 PCOM 或抗苗勒管激素水平进行诊断。c 在青少年中,PCOS 的诊断需要同时具备稀发排卵或无排卵以及临床和/或生化高雄激素血症。
目前以生殖为中心的鹿特丹诊断标准在首次提出 20 年后,仍要么是通过共识确定的,要么证据水平极低至低,正如 2023 年的指南所述。此外,基于最大规模的多囊卵巢综合征女性全基因组关联研究(GWAS)构建的多基因风险评分,对于识别欧洲血统女性的该综合征,无论是依据美国国立卫生研究院(NIH)还是鹿特丹诊断标准,其诊断效力都不足,受试者工作特征曲线下面积(即在每个阈值设置下真阳性率与假阳性率的曲线图,用于评估测试的整体诊断性能)最高仅为 0.72。总的来说,目前的诊断标准对于依据生殖特征识别该综合征是有价值的,但在有效捕捉和处理代谢功能障碍方面存在显著局限性。
多囊卵巢综合征各表型的代谢功能障碍
目前多囊卵巢综合征(PCOS)的标准治疗方案要求明确个体表型,这些表型在临床、内分泌和代谢特征方面差异显著。现有数据表明,具有 A 型或 B 型(经典型 PCOS)表型的女性,其心血管代谢状况更差,包括体重指数(BMI)和腰围更高、胰岛素抵抗程度更严重、甘油三酯水平升高、高密度脂蛋白胆固醇水平降低以及代谢综合征的患病率更高,与具有其他 PCOS 表型的女性相比是如此57–59。具有 C 型(排卵型 PCOS)表型的女性,其 BMI 和腰围更低,胰岛素抵抗程度也较经典型 PCOS 患者轻。一些证据表明,排卵型 PCOS 患者的不良心血管代谢状况仍比具有 D 型表型的患者和无 PCOS 的女性更严重,尽管这一发现并非普遍适用58–61(图 3)。另一方面,具有 D 型(非高雄激素型 PCOS)表型的女性似乎具有最有利的心血管代谢状况,几乎与 BMI 匹配的对照个体无异58–61。然而,有限的证据表明,即使是不伴有高雄激素血症的多囊卵巢综合征的消瘦女性,其胰岛素抵抗程度(通过高胰岛素正常血糖钳夹技术测量)仍高于体重指数相匹配的对照个体。
目前尚不清楚不同表型的女性之间所报道的代谢差异在多大程度上与肥胖程度的差异有关。在一项涵盖多囊卵巢综合征(PCOS)所有表型的前瞻性研究中,根据美国国立卫生研究院(NIH)定义和非 NIH 定义的 PCOS 女性,如果体重指数(BMI)相似,其胰岛素抵抗的替代标志物也相似。然而,NIH 定义的 PCOS 女性中存在生化高雄激素血症者,与 BMI 匹配的对照组相比,胰岛素抵抗程度最高。在另一项研究中,NIH 定义的 PCOS 女性,其胰岛素抵抗程度和代谢状况比雄激素水平正常且有卵巢多囊改变(PCOM,根据鹿特丹标准属于有排卵的 PCOS 表型)的多毛女性更差,即使在调整了 BMI 后也是如此。同样,在一个大型的 PCOS 女性队列研究中,高高雄激素血症和非高高雄激素血症 PCOS 女性之间代谢综合征和胰岛素抵抗的患病率差异,在校正了年龄和 BMI 后仍具有统计学意义。
另一方面,2022 年的一项较新研究对不同表型(A、B 和 C)的消瘦型多囊卵巢综合征(PCOS)女性和肥胖型 PCOS 女性的代谢标志物进行了比较。与相同表型的消瘦患者相比,每种表型的肥胖患者均表现出显著更高的胰岛素抵抗稳态模型评估(HOMA-IR)、显著更高的胰岛素和甘油三酯水平以及显著更低的高密度脂蛋白胆固醇水平。然而,在肥胖型 PCOS 女性中,三种表型(A、B 和 C)之间以及消瘦型 PCOS 女性中三种表型之间的胰岛素抵抗程度或血脂水平均无差异。消瘦型 PCOS 患者,包括 A 型和 B 型表型患者,未表现出具有统计学意义的代谢改变。这些结果表明,过多的脂肪可能是 PCOS 女性出现超重或肥胖时所表现出的代谢改变的主要决定因素。
对不同种类生物分子的综合评估,即组学技术,在多囊卵巢综合征(PCOS)领域中的应用日益增多。对 PCOS 患者的血浆代谢组学分析已发现一些与氨基酸、脂质和能量代谢相关的代谢物。这些代谢物水平的改变可能与胰岛素抵抗、慢性低度炎症、氧化应激以及卵母细胞成熟受阻有关。多项蛋白质组学研究评估了患有和未患有 PCOS 的女性的不同临床样本,揭示了 PCOS 与参与葡萄糖和脂质代谢、蛋白质折叠、脂肪细胞分化、纤维蛋白溶解和凝血、免疫反应和炎症以及氧化应激的蛋白质丰度变化之间的关联。转录组学分析在 PCOS 患者的血清中发现了几种差异表达的微小 RNA(miRNA),这些 miRNA 可能参与胰岛素抵抗、葡萄糖和脂质代谢、类固醇生成和卵泡生成。这些基于组学的研究所鉴定出的特定生物分子可用于识别多囊卵巢综合征(PCOS)的临床相关亚型及其代谢模式。
方框 1 | 多囊卵巢综合征的种族/民族差异
多囊卵巢综合征(PCOS)在不同种族/民族中的表现差异主要与多毛症和代谢特征有关。
多毛症
· 西班牙裔、中东、地中海和南亚女性:比东亚女性和白人女性多毛70,71。
· 东亚女性:比白人女性少毛70,71。
代谢特征
· 黑人女性:体重、胰岛素抵抗和血压高于白人女性,甘油三酯水平低于白人女性70,72。
· 西班牙裔女性:体重和胰岛素抵抗高于白人女性70,72。
· 南亚和东亚女性:体重指数(BMI)低于白人女性,但中心性肥胖程度更高,患 2 型糖尿病的风险也高于白人女性70,76。
多囊卵巢综合征表型的人群差异
转诊偏差。多囊卵巢综合征(PCOS)的表型会因患者是在临床(转诊)环境中还是在无医学偏倚的人群中被诊断而有所不同。在一项大型荟萃分析中,表型 A 是转诊人群中最常见的表型,影响了该人群中每两名患有多囊卵巢综合征的女性中的其中一人,而表型 C 在无医学偏倚的队列中最为常见,影响了每三名患有多囊卵巢综合征的女性中的其中一人。在转诊环境中被诊断为多囊卵巢综合征的患者中,表型 A 和 B(美国国立卫生研究院定义的多囊卵巢综合征)的患病率显著高于在无医学偏倚人群中被诊断为多囊卵巢综合征的患者(分别为 66% 对 46%;P = 0.001)。在转诊环境中被诊断为多囊卵巢综合征的患者平均体重指数(BMI)略高,但显著高于当地对照个体,而在无医学偏倚队列中的患者与来自相同背景人群的健康对照个体之间,BMI 没有显著差异。这些结果表明,在临床环境中被识别的患者往往体重更重,并且表现出该综合征更完整的表型。然而,在转诊环境中具有相同亚表型的患者与未选择人群中的患者在心血管代谢特征方面是否存在差异,目前尚不清楚。
种族和/或民族差异。多囊卵巢综合征(PCOS)在不同种族和地域人群中的总体患病率似乎相当接近20。然而,该综合征的表型表现存在显著的种族和/或民族差异(见框 1)。例如,患有 PCOS 的西班牙裔、中东、地中海(南欧和北非人群)以及南亚女性的多毛症患病率和严重程度高于东亚和白人女性70,71。据推测,这些发现与群体水平的 5α 还原酶活性差异有关,该酶可将睾酮转化为更强效的双氢睾酮71。在患有 PCOS 的女性中,血清雄激素水平或多囊卵巢(PCOM)的患病率似乎不存在显著的种族和/或民族差异70。
也有证据表明,患有多囊卵巢综合征(PCOS)的女性在代谢功能障碍的程度上存在种族和/或族裔差异。患有 PCOS 的美国西班牙裔和黑人女性比白人女性更肥胖,胰岛素抵抗程度也更高。此外,患有 PCOS 的黑人女性往往比白人女性血压更高,甘油三酯水平更低。2022 年的一项纵向队列研究发现,患有 PCOS 的黑人女性代谢综合征的发展率和总体发病率高于白人女性;然而,在整个研究期间,黑人女性的 BMI 显著高于白人女性,这使结果变得复杂。事实上,在一项针对 1000 多名 PCOS 女性的横断面研究中,经过年龄和 BMI 调整后,黑人女性和白人女性代谢综合征的患病率相似。另一方面,一项针对无糖尿病且患有多囊卵巢综合征(PCOS)女性的前瞻性横断面研究显示,在校正年龄和体重指数(BMI)后,患有 PCOS 的西班牙裔和黑人女性的基础胰岛素抵抗、胰腺β细胞反应以及葡萄糖耐量试验后的高胰岛素血症水平均高于患有 PCOS 的非西班牙裔白人女性,尽管两组的血糖水平相似。患有 PCOS 的西班牙裔女性和白人女性代谢综合征的患病率无显著差异。患有 PCOS 的南亚和东亚女性的 BMI 较低,但中心性肥胖增加,且患 2 型糖尿病(T2DM)的风险高于患有 PCOS 的白人女性。研究表明,在校正年龄和 BMI 后,患有 PCOS 的亚裔美国女性的基础胰岛素反应和口服葡萄糖耐量试验后的胰岛素反应均低于非西班牙裔白人女性,这导致其平均葡萄糖耐量试验后的血糖水平较高。
在普通人群中,某些代谢异常的患病率存在种族差异。例如,黑人女性的肥胖患病率高于其他种族群体。一些但并非所有研究发现,即使在体重指数(BMI)相同的情况下,黑人女性的胰岛素抵抗程度也高于非西班牙裔白人女性。更一致的发现是,黑人个体对葡萄糖负荷的β细胞葡萄糖敏感性较高,尤其是第一时相胰岛素分泌。另一方面,东亚人的β细胞功能容量低于非西班牙裔白人。然而,需要进一步明确的是,这些种族和民族差异是否会使患多囊卵巢综合征(PCOS)相关代谢紊乱的风险显著增加,同时考虑表观遗传、社会经济、文化和环境因素对这些结果的潜在影响。
整个生命周期中的表型
多囊卵巢综合征(PCOS)的临床表现通常在青春期出现。然而,青春期可能无法明确诊断 PCOS,主要是因为其诊断特征可能与正常的青春期生理特征重叠。不过,患有 PCOS 的青春期女孩可能已经存在与该病相关的代谢异常。例如,患有 PCOS 且肥胖的青少年中葡萄糖耐受不良的患病率远高于美国肥胖青少年的一般人群。即使是身材苗条的患有 PCOS 的青春期女孩也存在外周胰岛素抵抗。与对照组的青春期女孩相比,她们的葡萄糖处置显著减少,餐后高胰岛素血症增加,肝脂含量增加,尽管仍在正常范围内。
多囊卵巢综合征的表型在生殖期结束时开始改善,这体现在高雄激素血症的改善85 以及卵巢体积和卵泡数量的减少。窦卵泡数量的逐渐减少会导致抑制素 B 和抗苗勒管激素水平下降,从而导致早期卵泡期的促卵泡激素浓度升高 87,88。较高的促卵泡激素浓度能使卵泡充分成熟,并缩短月经周期,从而使患有 PCOS 的老年女性的月经周期更加规律 87,88。因此,2022 年一项对 PCOS 患者长期随访的研究提供了证据,表明 PCOS 表型在个体随时间推移会发生变化 89。在这项研究中,经过 30 年的时间,表型 A 的患者比例显著下降(从 20 岁时的 61.4% 降至 50 岁时的 2.9%),不再符合 PCOS 诊断标准的患者比例显著上升(从 20 岁时的 3.2% 升至 50 岁时的 75.5%)89。
关于代谢变化,2023 年一项针对平均年龄≥45 岁的多囊卵巢综合征(PCOS)女性和对照组女性的研究荟萃分析表明,在围绝经期和绝经后,PCOS 女性的体重指数(BMI)、腰围、胰岛素抵抗以及 2 型糖尿病(T2DM)和高血压的患病几率均高于围绝经期和绝经后无 PCOS 的女性。PCOS 女性的高密度脂蛋白胆固醇水平低于无 PCOS 的女性,而甘油三酯水平则高于无 PCOS 的女性。然而,当该荟萃分析仅限于 BMI 匹配的研究时,与无 PCOS 的女性相比,PCOS 女性唯一仍具有统计学意义的代谢异常是高密度脂蛋白胆固醇水平降低,这表明在老年 PCOS 女性中观察到的大多数心血管代谢异常是由肥胖共存所驱动的。这些结果与基于人群的前瞻性研究结果相符,这些研究显示,在对潜在混杂因素进行调整后,患有多囊卵巢综合征(PCOS)的年轻女性患糖尿病前期、2 型糖尿病(T2DM)、高血压和代谢综合征的风险高于年龄匹配的无 PCOS 女性,但在 40 岁以后,这些风险变得与对照组相似。2023 年来自未选择人群的长期前瞻性随访数据表明,尽管 PCOS 患者的雄激素水平较高,但在围绝经期,PCOS 患者与年龄匹配和体重指数(BMI)匹配的对照个体的心血管代谢风险特征相似。总体而言,如果在生育年龄未诊断出糖尿病前期、T2DM、高血压和代谢综合征,那么 PCOS 女性在围绝经期和绝经后的持续风险似乎与年龄匹配和 BMI 匹配的对照个体相似。
多囊卵巢综合征的遗传基础
基因型 – 表型相关性 对欧洲血统多囊卵巢综合征(PCOS)女性的大规模荟萃分析表明,由不同诊断标准定义的 PCOS 表型的遗传结构总体相似。然而,PCOS 多样的表型表现表明,当前诊断标准无法捕捉到 PCOS 各亚型间潜在遗传结构的差异。事实上,对欧洲血统 PCOS 女性基因分型队列中定量人体测量、生殖和代谢特征进行的无监督聚类分析揭示了具有不同遗传结构的可重复的 PCOS 生殖和代谢亚型。生殖亚型(占患者的 23%)的特征是较高的促黄体生成素(LH)和性激素结合球蛋白(SHBG)水平,相对较低的体重指数(BMI)和胰岛素水平;代谢亚型(占患者的 37%)的特征是较高的 BMI、血糖水平和胰岛素水平,以及较低的 SHBG 和 LH 水平。这些发现表明,目前仅基于临床表现对多囊卵巢综合征(PCOS)进行的表型分类,并不能识别出生物学上不同的疾病亚型,而这些亚型在对治疗的反应和长期预后方面可能存在差异。

表观遗传因素和发育驱动因素
在动物模型和人类研究中,基因修饰和非编码 RNA 都发现了多囊卵巢综合征(PCOS)患者与对照组之间存在差异表达的基因和 miRNA,这些基因和 miRNA 可能介导了 PCOS 的易感性98。不良的母胎环境可能会导致这些表观遗传变化。怀孕早期体重增加、孕期雄激素和抗苗勒管激素(AMH)水平持续升高或接触环境污染物可能会对胎儿发育产生不利影响,并使 PCOS 患者子女易患一系列生殖和代谢疾病98。PCOS 母亲的女儿肛门生殖器距离更长(这被认为是胎儿期雄激素暴露的解剖学证据)且 AMH 水平升高98。此外,PCOS 患者女儿被诊断为 PCOS 的可能性是同龄人的五倍,儿子患肥胖症和血脂异常的风险增加98。最后,临床前模型表明,胎儿期暴露于雄激素或 AMH 可导致 PCOS 样生殖和代谢特征在三代内跨代传递98。与无多囊卵巢综合征(PCOS)的女性相比,在患有 PCOS 女性的女儿的血清中鉴定出几种差异表达的基因,这进一步支持了 PCOS 的跨代效应。
定义多囊卵巢综合征的代谢表型
肥胖
肥胖是多囊卵巢综合征(PCOS)的一个显著特征。对文献中相关横断面和回顾性研究的荟萃分析表明,患有多囊卵巢综合征的女性肥胖患病率高于未患多囊卵巢综合征的女性(风险比 2.77,95%置信区间 1.88 – 4.10),尽管在种族和地理区域方面存在显著异质性。关于患有多囊卵巢综合征女性肥胖患病率的报告也存在明显的转诊偏倚。先前的研究表明,在临床环境中被识别出的多囊卵巢综合征患者,其体重指数(BMI)高于在未选择(无偏)人群中检测到的患者,未选择人群中的多囊卵巢综合征患者肥胖患病率和平均 BMI 与未选择对照个体观察到的情况相似。
关于多囊卵巢综合征(PCOS)是否是肥胖的原因还是结果,目前存在争议。据报道,在平均体重指数(BMI)差异显著的不同人群中,PCOS 的患病率相似。此外,美国的一项患病率研究显示,PCOS 的患病率与 BMI 之间没有显著差异,PCOS 患者中肥胖率的上升反映了普通人群中肥胖率的上升。另一方面,土耳其的一项患病率研究显示,在肥胖率相对较低的背景人群中,肥胖女性患 PCOS 的比例更高,而 PCOS 患者中肥胖的比例也更高。这些发现表明 PCOS 和肥胖之间存在双向联系。同样,瑞典的一项研究显示,根据美国国立卫生研究院(NIH)的标准,体重指数(BMI)≥35.0 kg/m² 的女性中,PCOS 的患病率超过 25%。在因严重肥胖(体重指数>40 千克/平方米)接受减肥手术的女性中,有多达 36%的人患有多囊卵巢综合征(PCOS),这表明随着肥胖程度的加重,PCOS 的患病率也在上升。此外,来自 1966 年北芬兰出生队列的数据表明,儿童期肥胖反弹的早期时间与随后 PCOS 的发展有关,且与体重指数无关,而且体重增加,尤其是在成年早期的体重增加,在 PCOS 的出现中起着关键作用。过去 5 年进行的遗传学研究也支持了这些表明肥胖与 PCOS 发展之间存在关联的流行病学数据。在欧洲和东亚队列中进行的孟德尔随机化分析表明,体重指数的增加是 PCOS 发展的一个因果因素,体重指数每增加一个标准差(4.8 千克/平方米),患 PCOS 的风险几乎增加三倍。然而,双向孟德尔随机化研究的结果表明,PCOS 的遗传风险并不影响体重指数。
肥胖会加剧多囊卵巢综合征(PCOS)的多种表现。与体重正常(BMI < 25 千克/平方米)的女性相比,患有 PCOS 且肥胖的女性在激素、生殖和代谢紊乱方面更为严重。这些表现包括月经不调的患病率更高、高雄激素血症更明显、血脂状况更差、空腹血糖受损和/或糖耐量受损(IGT)的风险比显著更高,以及不孕治疗的成功率更低。肥胖对 PCOS 这些特征的影响可能是由胰岛素抵抗和代偿性高胰岛素血症介导的。PCOS 中的胰岛素抵抗与肥胖无关,但会因肥胖而加剧,且在患有 PCOS 的女性中,体重指数(BMI)的增加对胰岛素抵抗的恶化影响比对照组个体更大。肥胖会加剧 PCOS 女性中胰岛素抵抗、脂肪组织功能障碍和雄激素过多之间的恶性循环,显著增加受影响女性的代谢和生殖功能障碍。即使是适度的减重 5%,也能显著改善多囊卵巢综合征(PCOS)且超重或肥胖女性的胰岛素抵抗,进而改善其生殖和代谢特征。因此,对于患有 PCOS 且严重肥胖的女性,减肥手术已成为一种有效的治疗选择。这些女性通过手术实现的大幅减重,与胰岛素抵抗、生化高雄激素血症和生殖功能(包括月经周期恢复、排卵和生育能力)的显著改善相关。值得注意的是,减肥手术能使超过 90% 的受影响女性的 PCOS 得以缓解,并改善或缓解术前存在的 2 型糖尿病、高血压和血脂异常等并发症。
糖耐量受损和 2 型糖尿病。关于多囊卵巢综合征(PCOS)与 2 型糖尿病(T2DM)之间关联的荟萃分析一致表明,患有 PCOS 的女性出现糖耐量受损(IGT)121,122 和 2 型糖尿病 121,123,124 的几率约为未患 PCOS 女性的三倍。按体重指数(BMI)匹配的亚组荟萃分析表明,PCOS 女性中 IGT 的患病率增加与 BMI 无关,但肥胖会加剧这一情况 121。另一方面,只有患有 PCOS 且超重或肥胖的女性患 2 型糖尿病的风险增加,与未患 PCOS 的女性以及患有 PCOS 但体重正常的女性相比均是如此。根据这些结果,基于人群的北欧队列研究显示,正常体重的多囊卵巢综合征(PCOS)女性患 2 型糖尿病(T2DM)的风险并未增加 125,126。然而,一项使用韩国全国人口数据的纵向病例对照研究发现,无论是消瘦的 PCOS 女性还是肥胖的 PCOS 女性,其 2 型糖尿病的发病率均有所上升 127,这可能与 PCOS 女性中观察到的葡萄糖耐量的种族和/或民族差异有关 121。另一方面,评估 PCOS 与心血管代谢结局因果关系的孟德尔随机化研究显示,在欧洲和东亚血统的队列中,遗传预测的 PCOS 本身与 2 型糖尿病风险无关 128。
妊娠期糖尿病。妊娠期糖尿病(GDM)的发病机制与 2 型糖尿病相似,表现为胰岛素抵抗增加以及与未患 GDM 的孕妇相比胰岛素分泌相对不足 129。因此,多囊卵巢综合征(PCOS)是妊娠期糖尿病发病的一个预测因素。事实上,患有 PCOS 的女性患妊娠期糖尿病的风险大约是其他女性的三倍 130,131。一项相关纵向研究的荟萃分析表明,不同体重指数(BMI)组中 PCOS 患者的妊娠期糖尿病发病率相似,但在超重或肥胖患者比例较高的研究中发病率更高 132。这些结果表明,PCOS 患者患妊娠期糖尿病的风险增加与 BMI 无关,但会因超重和肥胖而加剧。
先前的荟萃分析提供了令人信服的证据,表明与无多囊卵巢综合征(PCOS)的女性亲属相比,PCOS 女性的一级亲属(包括男性和女性)代谢异常的患病率更高。在这些荟萃分析中,PCOS 女性父亲的胰岛素抵抗、2 型糖尿病、代谢综合征、高血压和血脂异常的患病率高于对照组个体,而 PCOS 女性兄弟的高血压患病率也高于对照组个体。先前的研究还表明,PCOS 女性的儿子在儿童期和成年期就存在该综合征的早期代谢标志物。与对照组男孩相比,PCOS 女性儿子在塔纳尔(Tanner)分期 II – III 期(中位年龄 10 岁)时腰臀比增加,总胆固醇水平和低密度脂蛋白胆固醇水平更高。在塔纳尔分期 IV – V 期(中位年龄 14 岁)的男孩中也观察到了胆固醇水平的变化,但人体测量指标没有差异。另一项研究表明,患有多囊卵巢综合征(PCOS)的女性所生的儿子从婴儿期到成年期的体重都高于同龄同性别的对照组个体。此外,在该队列中,成年后即使不考虑体重指数(BMI),胰岛素抵抗也变得明显,这表明患有多囊卵巢综合征(PCOS)的女性的儿子患代谢性疾病的风险可能会随着年龄的增长而增加。
需要回答的一个问题是多囊卵巢综合征(PCOS)本身在多大程度上导致了不良的代谢结果。从观察性流行病学研究中很难确定 PCOS 与其合并症之间的因果关系,这类研究可以显示风险因素与可能结果之间的关联,但无法提供关于风险与结果之间因果关系或时间关系的信息。研究人员通过使用孟德尔随机化的遗传研究来避免这些陷阱。孟德尔随机化是一种遗传分析方法,它利用已知功能的基因变异来评估所提出的风险因素对临床结果的影响。孟德尔随机化研究表明,体重指数(BMI)增加、胰岛素抵抗、空腹胰岛素水平升高、总睾酮水平或生物可利用睾酮水平升高以及性激素结合球蛋白(SHBG)浓度降低在 PCOS 的病因中具有因果作用。另一方面,遗传预测的 PCOS 与肥胖、2 型糖尿病(T2DM)或心血管疾病(CVD)风险增加无关。人们希望,通过更多采用孟德尔随机化分析的遗传学研究,能更好地理解多囊卵巢综合征(PCOS)的发育起源,并帮助临床医生采取措施预防 PCOS 及其相关的不良代谢后果。未来的遗传学研究还应包括全表型关联研究(PheWAS),以阐明当前多囊卵巢综合征(PCOS)的表型是否与特定的遗传变异相关。PheWAS 与全基因组关联研究(GWAS)的理念相反,它是在数千种人类表型范围内寻找与特定单核苷酸变异相关的表型。除了单核苷酸变异,任何独立变量都可以针对多种表型进行测试,包括遗传风险评分或生物标志物。这些遗传学研究的结果可能会彻底改变 PCOS 的分类和管理方式。
最后,基于卵巢形态的多囊卵巢综合征的现有名称可能会阻碍人们认识到该病代谢风险的增加。采用一个能反映与该综合征相关的代谢功能障碍的新名称,可能会提高医疗保健提供者和患者对长期代谢结局风险增加的认识。
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