抗缪勒氏管激素在男科及辅助生殖领域的应用
文章导读:抗缪勒氏激素(Anti-müllerian hormone, AMH)是由睾丸间质细胞或卵巢颗粒细胞分泌的一种与两性生殖腺发育密切相关的激素,被认为能够直接反应睾丸和卵巢功能状况,并可以作为评价精子生成及卵泡发育的重要指标。本文总结AMH在两性发育过程中的作用,并结合现有资料就其在男科及辅助生殖领域的应用做一回顾。 |
近年来,辅助生殖技术的进步惠及了大量不育夫妇。特别是男科显微手术技术的出现及单精子卵胞浆内注射技术的成熟,使得非梗阻性无精症患者除了采取供精外依旧有机会使用自体精子生育后代。然而相对于梗阻性无精症患者绝大多数(>90%)均能获得精子的情况相比,目前非梗阻性无精症患者总体精子获取率仍波动于50%上下,由于男方取精过程常伴随女方取卵,因此取精失败无疑会为患者夫妻双方带来不可忽视的心理影响与经济负担。以此为出发点,学界长期以来一直致力于寻找一种无创的、可靠度较高的取精成功率的预测模型。此前包括FSH、血清抑制素B、睾丸体积和诊断性睾丸穿刺等在内的众多临床、生化及组织病理学指标均曾被评估作为预测指标的可能性。有研究证实FSH和睾丸体积均无法作为独立预测指标存在。同时,虽然诊断性睾丸病理确实有助于预测睾丸穿刺(TESE)的成功率,但由于其本身往往与TESE同时进行,因此难以作为真正意义上的独立预测指标。近年来抑制素B(inhibin B)和AMH在评估男性生精功能、预测取精结局方面的应用吸引了越来越多学者的关注。虽然有研究认为抑制素B在预测取精成功率方面的敏感度要高于FSH,但其在NOA患者群体中的确切预测效果尚存争议。1999年Fénichel等第一次提出精液AMH水平与70%病例的持续性生精作用有关,其后的众多研究也证实了AMH能够作为生精功能的重要评价指标。然而目前关于AMH是否适用于取精成功率的预测仍缺乏定论。本文回顾文献,复习了AMH在两性生殖发育不同阶段中的作用,简要总结了近年来AMH在男科及辅助生殖领域内的应用,旨在为今后进一步明确AMH在男科及辅助生殖领域的应用价值提供初步证据。
1 什么是AMH
AMH是一种140kDa的二聚体糖蛋白激素,属于转化生长因子β家族(TGF-β)。经过糖基化和二聚化,AMH前体在分泌前形成144kDa的二聚体化合物,由两个72kDa的单体构成。每个单体含一个N端结构域和一个C端结构域。其中N端结构域对C端结构域有激活作用。在胞内运输期间,约5%~20%的AMH的两个单体被从特定位置切开,形成两个58kDa和两个12kDa的多肽,切割开的两部分仍以共价键连接。人编码AMH的基因位于19号染色体短臂上,目前已成功分离该基因并获得了其详细的碱基序列信息。
2 AMH信号通路
AMH在男性体内的靶器官包括缪勒氏管和性腺组织,目前AMH受体的结构特征已明被阐明。作为TGFβ家族的一员,AMH与同家族的其他生长因子(如TGFβ、激活素和骨形成蛋白)共用一套信号通路。苏氨酸-丝氨酸激酶受体复合体构成腺体特异的Ⅱ型受体及特异性稍弱的Ⅰ型受体(激活素受体样蛋白激酶,ALKs),TGFβ家族因子通过上述两型受体组成的手提复合物传递信号,激活的受体复合物磷酸化,继而激活胞浆内的Smad蛋白,转运进入胞核,通过直接或间接方式调控基因表达。编码AMH受体的基因位于12号染色体长臂上,AMH2型受体(AMHR2)在性腺和缪勒氏管周围临近的间质细胞内特异性表达。目前认为AMH1型受体(AMHR1)的3种亚型与AMH介导的缪勒氏管退化过程有关。
3 AMH与两性发育
产前阶段,AMH对于性别发育具有重要作用。孕7周前男性及女性胎儿的性腺尚未分化,有两套外生殖器及两套管道系统(缪勒氏管和沃尔夫管)。在男性胚胎,Y染色体性别决定基因(SRY)的表达启动了睾丸分化。孕8周开始,发育中的睾丸实质细胞、间质细胞和支持细胞能够分泌三种激素,它们共同作用促使个体向正常的男性化方向发展。它们是间质细胞分泌的睾酮,刺激男性性征形成(沃尔夫管向附睾、输精管和精囊腺分化);同样由间质细胞分泌、属于松弛素-胰岛素家族的胰岛素样因子3是睾丸下降的关键信号因子;由支持细胞分泌的AMH,则能够促使具有分化成输卵管、子宫和阴道上段潜能的缪勒氏管退化。在女性个体中AMH表达较晚,通常在孕36周时才能在卵巢颗粒细胞中被检测到。
3.1 青春期前阶段
青春期前男性睾酮合成水平很低,支持细胞仍不成熟,精子生成仍停留在减数分裂前期,AMH水平在青春期开始前仍保持在较高水平。因此男性胚胎血浆AMH水平能够很好的反映睾丸功能,在隐睾患者能够作为判断睾丸存在的实验室指标。在女性新生儿,卵巢的原始卵泡池含有100~200万停留在第一次减数分裂双线期的卵泡,这些卵泡被前颗粒细胞包围。原始卵泡停留在分裂阻滞状态直到青春期开始。AMH由发育卵泡的颗粒细胞分泌,在育龄期间持续存在。在女性,出生时的AMH水平很低,几乎不可测,出生后1年略有上升。
3.2 青春期及成年阶段
在男性,随着青春期的开始,下丘脑促性腺激素释放激素(GnRH)、垂体促性腺激素、黄体生成素(LH)、卵泡刺激素(FSH)水平均升高。睾丸间质细胞进一步分化,睾酮合成增加,促进支持细胞成熟。生殖细胞开始减数分裂,并形成精子。睾酮对AMH的抑制作用超过了FSH的刺激作用,导致AMH合成量的降低和血液循环内水平的迅速降低。在男子成年后AMH达到稳定水平并维持终生。在女性,青春期标志着卵巢开始、雌二醇合成及下丘脑-垂体-卵巢轴的激活。第一次减数分裂前期的卵母细胞部分处于闭锁状态,部分在促排卵LH峰作用下恢复减数分裂,最终形成单倍体配子。AMH由卵巢分泌入血,最初由活化卵泡周围的颗粒细胞分泌,后持续在生长中的卵泡表达,直到后者直径达4~6mm。
4 AMH与男性的生理及病理
生理AMH是男性体内最早分泌的支持细胞来源激素,连同抑制素B和FSH一道作为支持细胞功能的重要评价指标。支持细胞在男性出生后的增值状况与精子生成密切相关。男性新生儿出生后第一周的GnRH峰诱使促性腺激素(LH和FSH)显著增高,继而间质细胞分泌的睾酮随之增高,支持细胞分泌的AMH和抑制素B水平也升高。出生后1个月出现的高AMH和雄激素水平可能与这一阶段支持细胞未表达足够雄激素受体而出现的雄激素不敏感有关。这一阶段又被称为“小青春期”,是检测低促性性腺功能减退(HH)的第一个窗口期。此时血清AMH水平降低可以作为先天性性腺功能减退的标志。AMH水平在整个青春期前维持在高水平,青春期睾酮水平升高导致AMH水平下调,青春期后成年阶段AMH的血清水平维持在极低水平。
5 AMH基础水平的临床意义
目前认为生育力异常男性精浆AMH与正常人群相比显著降低或基本持平。类似的,AMH的血清水平在生育力异常男性群体中也更低或持平。为明确AMH在生育力异常男性群体中的作用,Goulis等进行的一项前瞻性对照研究评估了不同原因生育力损害男性的血清AMH差异,研究纳入82例男性不育患者和31例正常对照。研究发现依据疾病对睾丸组织的损伤程度,可以发现在生育力损害程度不同者(如睾丸损伤较为严重的特发性NOA同睾丸损伤相对较轻的精索静脉曲张相比),同样作为评价男性生精功能的指标,抑制素B的水平在组间存在较为显著差异,而血清AMH水平在各组间则没有明显差异,但当整体比较生育力损伤患者和正常对照时则发现AMH的变化整体较为明显。提示在判断睾丸生精功能方面,AMH的“全或无”模式在睾丸组织损伤程度较轻(如精索静脉区长)时具有更高的敏感性。Goulis等认为尤其当血清FSH水平升高不明显时可以将AMH或抑制素B作为判断睾丸功能损伤存在的指标进行使用。当AMH维持在青春期前的高水平,对AMH和抑制素B的检测有助于鉴别体质性生长迟缓;青春期的低AMH/抑制素B水平则提示先天性性腺功能减退。克氏征是引起HH的最常见先天性原因。主要临床特征有男性乳房发育、小睾丸、无精症、间质细胞功能正常或低下以及FSH水平升高等。当患者长到青春期年龄,实验室检查会发现血清FSH、LH、AMH和抑制素B水平明显升高,睾酮降低。检测AMH/抑制素B水平有助于判断其他原因引起的男性性腺功能减退。如获得性HH可能由影响睾丸组织正常功能的自身免疫疾病、恶性肿瘤的放/化疗引起。血清AHM水平有助于判断不可及睾丸(隐睾)婴儿是否存在未下降睾丸。如果有必要可行hCG刺激实验评价有功能的睾丸组织是否存在,同时可以评价间质细胞的睾酮合成功能及间质细胞活性。支持细胞表达AMH受三方面因素影响:睾酮、FSH水平和精母细胞进入第一次减数分裂前期。其中睾酮水平最为重要,当缺乏睾酮或由于雄激素受体突变导致雄激素不敏感时,血清AMH浓度会维持在异常高水平,青春期到来之后还会进一步升高。FSH对AMH的分泌有刺激作用,但由于雄激素的存在表现得并不明显。生殖细胞的成熟同样能够上调AMH表达,生精过程的启动能够使得支持细胞分泌更多的AMH。支持细胞能够双向分泌AMH:向顶端分泌进入曲细精管、向基底方向分泌进入间质组织或进入血液循环。值得注意的是,由于青春期后AMH优先向顶端分泌,使得其精浆浓度明显高于外周血浓度。精浆内更高的AMH水平一定程度上反映了其在精子生成和获能过程中的重要作用。由于AMH由支持细胞特异性分泌且在精浆和血清内均能够检测到,因此可以作为评价生精功能损害的标志。研究就证实相比正常男性和OA患者,NOA患者的血清AMH水平显著降低。如果支持细胞由于基因突变不能产生AMH,或由于靶器官的AMHRII基因突变导致其对AMH无反应,缪勒氏管将在男性发育过程中被保留下来,这种情况被称作缪勒氏管保留综合征(PMDS)。在AMH基因突变的患者,即使在青春期前,其外周血AMH水平也极低。在AMHRII基因突变的患者AMH水平则相对较高。
6 AMH在辅助生殖中的预测作用
AMH水平在同一女性连续周期中的可重复性使其区别于FSH、雌二醇和抑制素B,临床医生可以将其作为评价辅助生殖周期中卵巢反应性的指标使用。众多研究证实AMH的基础水平与卵巢刺激后取卵数量正相关。血清基础AMH水平与窦状卵泡数量(AFC)在预测取卵数量方面的效果类似。另一项涉及30项研究的Meta分析也支持上述观点。发育卵泡数量和取卵数量是判断女性对促排卵反应性的两个重要指标。Barad及其团队发现3.5pmol/L(0.5ng/mL)可以作为预测取卵数量小于4个的边界值(特异度84%,敏感度87%)。使用这一临界值的阳性和阴性预测率分别为79.4%和90%。与之相比,如将FSH>12IU/L作同样标准的特异度敏感度分别为82.2%和64.5%,阳性和阴性预测率分别为71.4%和77%,据此推测以AMH作为预测取卵数量的参考标准时,准确度与可靠程度可能更高。值得注意的是,虽然目前仍不能确认AMH是否能预测IVF周期的怀孕率和活产率,已有研究表明,在卵巢功能减退的女性,预测活产率高低的AMH边界值约为<7.5pmol/L(1.05ng/mL)。同样的,临床妊娠率也可以通过AMH相应水平进行预测。
7 AMH对精子获取成功率的预测作用
辅助生殖技术,尤其是单精子卵泡浆内注射技术(ICSI)的产生使得NOA患者生育后代成为可能,男科医生通过睾丸穿刺或切开活检的方式为NOA患者寻获精子更增加了这部分患者养育携带自己遗传信息后代的希望,然而考虑到取精操作的不确定性,目前仍缺乏一种较为可靠的预测精子获得率的模型。以此为出发点,包括FSH、抑制素B在内的激素水平、睾丸体积、BMI和曲细精管直径等指标都是学界研究的热点。由于AMH同睾丸生精功能相关,因此也是潜在的研究对象。目前关于其能否单独或作为已有预测模型的补充指标对取精成功率进行预测尚无定论,现就已有研究进行简要回顾。Fenichel等分析了NOA人群中AMH水平与组织学检查检获精子的关系,发现在AMH水平不可测的14人中,仅有3人寻获精子,而在AMH水平较高的9人中有7人查见精子,故认为相对高的AMH水平可能代表着更佳的睾丸生精能力。Lee等的研究比对了23例生育力正常男性、13例组织学检查证实有精子的NOA男性和11例组织学检查未发现精子的NOA男性的血清AMH水平,发现三组间不存在统计学差异,因此认为AMH不能作为预测NOA男性睾丸组织活检成功寻获精子的预测指标。Isikoglu等比较了生育力正常和少弱畸精症患者精液指标和精浆AMH水平,发现精浆AMH水平同睾丸体积、精子数量、精子活率呈正相关,与畸形精子数呈负相关。同期研究还分析了40例NOA患者的精浆AMH水平和检获精子情况,发现穿刺活检(TESE)取精成功者占AMH水平可测者的57.5%,而穿刺失败者占AMH水平不可测者的58.2%。据此认为精浆AMH水平同精液常规检查指标相关,但并不能作为TESE的预测指标。Gleicher等分析了生育力正常、少精症和无精症人群的精浆抑制素B和AMH水平,认为作为独立指标使用时上述两者均无法准确预测TEST结果,但经过与血清FSH水平耦合后能够构建预测效果较为满意的模型。Goulis等的研究使用抑制素B和AMH作为预测指标,比较其与传统的FSH和睾丸体积模型预测NOA患者细针抽吸活检(FNA)取精成功率的效果。研究预测并比对了51例NOA患者,发现抑制素B、AMH、FSH水平和睾丸体积四项指标在独立预测FNA取精成功率的效果不存在差异,同时耦合了全部四项指标的模型其预测效果与FSH/睾丸体积模型也无显著差异。一项涉及139名NOA患者的研究亦证实,不论抑制素B还是AMH,都不能作为预测NOA患者TESE取精成功率的可靠指标。综上所述,目前AMH在女性卵巢功能评估、IVF周期中取卵成功率和临床妊娠率预测中的应用已部分得到证实,同时其在男性睾丸功能评估及新生儿隐睾的鉴别诊断方面具有一定意义,但单独作为预测男性NOA患者取精成功率的指标所具有的临床价值仍有待进一步研究证实。
来自《中国性科学》杂志 转载请注明出处