作者：郭靓，薛平平，南京医科大学常州医学中心，南京医科大学常州医学中心常州市妇幼保健院生殖中心

不孕症是指夫妻双方未采取避孕措施、规律性生活一年以上而没有实现临床妊娠的一类生殖系统疾病［１］ ，影响因素众多［２］ 。代谢组学是一种能够直接且全面地揭示生物体生理或病理状态的强大分析工具。通过对不孕症患者的卵泡液进行代谢组学分析，研究人员能够识别卵泡液中代谢成分的数量和种类，判断卵母细胞的质量和发育潜力，揭示代谢特征，并筛选出潜在的生物标志物。本文综述了卵巢低反应（ＰＯＲ）不孕患者卵泡液代谢组学研究进展，为ＰＯＲ的早期诊断和治疗提供线索。

一、代谢组学的概述

代谢组是指参与新陈代谢、维持生物体正常生长功能的所有内源小分子，例如氨基酸、肽、碳水化合物、脂类等，它们位于基因调控网络和蛋白质作用网络的下游，能够提供生物学的终端信息。代谢组学可检测分子量低于２　０００Ｄａ的代谢物［３］ ，是研究生物体系在特定条件下代谢变化的科学，能够全面阐述机体的生理或病理状态。因此，代谢组学在疾病的研究中被广泛应用，如生物标志物识别、药物研发及临床毒理学等［４］ 。目前，代谢组学分析技术已被用来研究女性的多种液体成分，包括卵泡液和胚胎培养液等。因此，基于代谢组学分析技术在生殖领域的研究也与日俱增，国内多名学者也就早发性卵巢功能不全［５］ 及多囊卵巢综合征（ＰＣＯＳ）［６］ 等疾病从代谢组学角度进行了综述。可见，代谢组学正成为生殖医学领域重要的研究方法。

二、ＰＯＲ的概述

ＰＯＲ是指在辅助生殖技术（ＡＲＴ）中，特别是在ＩＶＦ治疗中，卵巢对刺激反应不佳的一种临床状态，主要表现为卵巢刺激周期卵泡发育数量少、促性腺激素用量多、血雌激素峰值降低等［７］ 。据统计，ＰＯＲ在中国女性中的发病率高达２１．６１％［８］ ，是大多数ＡＲＴ助孕治疗失败的主要原因。为了能够更好地对ＰＯＲ人群进行诊断与治疗，国际上先后制定了博洛尼亚标准和波塞冬分组，但目前仍然存在争议。由于人群周期取消率高、获卵数少、临床妊娠率低等特点，ＰＯＲ的诊断与治疗已成为目前ＡＲＴ发展的难关。

三、ＰＯＲ卵泡液中相关代谢组学研究进展

（一）脂代谢

１．脂肪酸类：在ＩＶＦ过程中，卵泡液中的脂肪酸浓度与卵母细胞质量有关，作为能量供应的重要组成部分，其在卵母细胞成熟和早期胚胎发育中起着至关重要的作用［９］ 。卵泡液中脂肪酸浓度的增加可能对卵母细胞的后期发育产生不利影响。脂肪酸分为三大类：饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸。饱和脂肪酸与单不饱和脂肪酸在卵母细胞及其周围卵丘细胞中的主要功能是提供能量，并构建这些细胞的结构性分子［１０］ 。多不饱和脂肪酸在卵母细胞的生物学和代谢中发挥着广泛的作用，可以调节细胞膜的组成和功能、细胞内物质代谢、信号转导以及基因表达等。目前对于ＰＯＲ的卵泡液的代谢组学显示，脂肪酸的代谢紊乱主要集中于两种多不饱和脂肪酸———亚油酸和亚麻酸。

亚油酸是人卵泡液中含量最多的多不饱和脂肪酸，其浓度的变化与卵母细胞的生长发育密切相关。研究发现，不同浓度的亚油酸对卵母细胞成熟有不同的影响。动物实验表明，亚油酸的增加会抑制卵母细胞的成熟和胚胎的发育［１１］ 。此外，在培养基中发现较高浓度的亚油酸可通过增加前列腺素Ｅ２浓度、降低细胞内ｃＡＭＰ来抑制卵母细胞成熟［１２］ 。可见，亚油酸水平越高，卵泡发育能力越低。在人类实验中，亚油酸的增加会导致ＩＣＳＩ后更多的畸形卵丘细胞复合物的产生和ＡＲＴ成功率降低［１３］ 。近期一项研究表明，卵泡液中的亚油酸能够与雌激素受体结合，从而诱导颗粒细胞的凋亡［１４］ ；而颗粒细胞通过缝隙连接与卵母细胞进行细胞间交流，并调控卵母细胞的生长与成熟，其正常生理功能对卵母细胞的发育起着至关重要的作用；颗粒细胞凋亡直接影响卵母细胞的发育，进而影响辅助生殖的结局。在一项利用非靶向代谢组学分析脱氢表雄酮（ＤＨＥＡ）补充对ＰＯＲ患者卵泡液代谢组学影响的研究中，发现使用ＤＨＥＡ的患者卵泡液中亚油酸浓度显著低于未使用ＤＨＥＡ患者［１５］ ，而ＤＨＥＡ已被证实可改善卵母细胞质量，提高辅助生殖的成功率［１６］ 。因此，卵泡液中较高的亚油酸浓度会导致卵母细胞发育成熟障碍以及增加ＡＲＴ失败的风险，而低浓度的亚油酸有助于卵母细胞的生长发育。

亚麻酸是卵泡液中另一种含量丰富的多不饱和脂肪酸，其浓度的变化同样影响着卵母细胞的发育成熟。在一项基于靶向代谢组学探究龟鹿二仙胶对行体外受精－胚胎移植（ＩＶＦ－ＥＴ）的高龄肾气虚型ＰＯＲ患者的影响研究中发现，随着卵泡的生长，运用龟鹿二仙胶的ＰＯＲ患者卵泡液中亚麻酸水平下降，且卵泡液中α－亚麻酸的水平与卵母细胞发育到中期的能力呈负相关［１７］ 。Ｘｕ等［１８］ 通过探索ＰＣＯＳ患者卵泡液脂质代谢组学的变化，发现α－亚麻酸水平升高会阻碍卵母细胞成熟、受精和早期胚胎发育，而较低的亚麻酸浓度有利于卵母细胞的成熟和ＩＶＦ的成功。

以上研究表明，卵泡液中亚油酸和亚麻酸的浓度对卵母细胞成熟至关重要，其水平的增加可能会导致卵母细胞成熟障碍，从而导致ＰＯＲ的发生。此外，卵泡液中的其他脂肪酸也发生着变化，但是其代谢途径和相应机制尚未明确，后续可进一步对卵泡液进行靶向代谢组学研究以明确它们的代谢特点。

２．甘油磷脂类：甘油磷脂是机体含量最多的一类磷脂，除构成生物膜外，还在信号转导和蛋白质功能调节中发挥重要作用。通过脂质代谢组学分析，有学者发现，ＰＣＯＳ患者卵泡液中甘油磷脂水平与高质量胚胎比例呈显著负相关［１９］ 。此外，一项利用代谢组探索针灸在高龄妇女ＩＶＦ中的作用研究发现，经过针灸治疗，卵泡液中甘油磷脂水平下降，改善了卵泡液微环境并提高了卵母细胞的质量，从而对ＩＶＦ产生积极影响［２０］ 。因此，甘油磷脂水平的升高可能不利于卵母细胞和胚胎发育，容易导致ＩＶＦ失败。

磷脂酰胆碱（Ｐｈｏｓｐｈａｔｉｄｙｌｃｈｏｌｉｎｅ，ＰＣ）是真核细胞和组织中含量最多的磷脂，通过胆碱途径合成。在一项探索ＤＨＥＡ对ＰＯＲ患者卵泡液代谢组学影响中发现，ＤＨＥＡ可诱导ＰＣ代谢为甘油磷酰胆碱，使卵泡液ＰＣ浓度降低，而甘油磷酰胆碱浓度增加，从而改善卵母细胞质量并提高卵泡对卵泡刺激素的反应［１５］ 。ＰＯＲ患者对外源性促性腺激素反应能力下降，源于外源性促性腺激素在ＰＯＲ患者卵泡液中扩散程度较低，从而造成辅助生殖的不良结局［２１］ ， 其卵泡液中低浓度的甘油磷酰胆碱可以解释这一结果。作为一种有机渗透物，甘油磷酰胆碱可能会影响卵泡液中其他成分的浓度，以及调节其他化合物向卵泡液扩散，这一效应在卵泡和卵母细胞发育中起到关键作用［２２］ 。因此，ＰＯＲ卵泡液中ＰＣ水平升高，甘油磷酰胆碱水平降低，提示患者对外源性促性腺激素反应能力下降以及卵母细胞发育障碍。此外，作为胆碱的衍生物，ＰＣ可转化为促血小板活化因子合成酶，促进血小板活化因子的生成，而血小板活化因子是炎症反应的介质［２３］ 。可见ＰＣ与炎症过程密切相关。研究表明，慢性低度炎症可改变卵泡内环境，导致细胞内活性氧（ＲＯＳ）产生增加，从而损害卵母细胞的功能，降低卵巢储备能力［２４］ ，对临床助孕产生负面影响。因此，ＰＯＲ卵泡液中ＰＣ增加提示患者可能处于慢性炎症状态，卵巢功能受损及卵巢储备能力下降，不利于ＡＲＴ的开展。

因此，卵泡液中ＰＣ浓度增加会阻碍卵母细胞发育及对外源性促性腺激素反应能力下降，并可能使卵泡液处于慢性炎症状态，卵巢储备功能受损，导致其辅助生殖失败率增加。然而，其他甘油磷脂类物质在ＰＯＲ卵泡液中的代谢情况尚未明确，有待后续进一步代谢组学研究。

（二）氨基酸类

氨基酸是蛋白质合成的生物基础，在卵母细胞的发育成熟中起到关键性作用。ＰＯＲ患者卵泡液中氨基酸代谢谱改变比较广泛，其改变的机制也较为复杂多样，下面将对主要的改变及相关机制作阐述。

１．天冬氨酸：天冬氨酸普遍存在于生物合成过程中，除了能够合成部分氨基酸以及嘌呤、嘧啶外，还作为烟酸的合成前体。烟酸和烟酰胺是辅酶的基本成分，调节着机体的各种代谢过程。一项动物实验发现，在培养基中添加特定浓度的烟酸可以提高胚胎的发育能力［２５］ 。此外，烟酸通过提高卵巢中生殖细胞标志物ＤＤＸ４和细胞增殖标志物ＰＣＮＡ的水平来促进卵泡生长，抑制细胞凋亡［２６］ 。因此，烟酸和烟酰胺代谢途径的异常，会导致卵泡生长受阻和胚胎质量下降。曾有学者利用非靶向液相色谱－质谱法检测ＰＯＲ人群血清中代谢物的改变，发现天冬氨酸显著高于对照组，且主要富集在烟酸和烟酰胺代谢途径［２７］ 。最近一项ＰＯＲ患者卵泡液靶向代谢组学研究表明，ＰＯＲ卵泡液中天冬氨酸增加［１４］ ， 这与血清中的变化相一致。此外，对卵巢储备功能减退患者的卵泡液代谢组学分析发现，其天冬氨酸水平也出现了上调［２８］ 。因此，可以推测天冬氨酸可能与卵巢功能有关，且可能涉及到烟酸和烟酰胺代谢途径。然而，卵泡液中天冬氨酸的浓度与卵巢储备及卵母细胞的发育的确切关系尚未明确，后续需要对ＰＯＲ卵泡液进行相关靶向代谢组学的研究，以进一步确定二者之间的关系。

２．甘氨酸、谷氨酸和丙氨酸：研究发现，在猪的卵泡液中含量最多的氨基酸是甘氨酸、谷氨酸和丙氨酸，且这３种氨基酸在大卵泡中的浓度低于小卵泡［２９］ 。有学者基于靶向代谢组学发现，高龄肾气虚型ＰＯＲ患者卵泡液中甘氨酸、谷氨酸、丙氨酸浓度高于正常人群［１７］ 。可以推测ＰＯＲ患者由于卵巢储备功能下降，卵母细胞发育障碍，使其成熟卵泡较少，小卵泡较多，因此，其卵泡液中甘氨酸、谷氨酸、丙氨酸浓度较非ＰＯＲ人群高。在一项利用非靶向代谢组学探索ＰＣＯＳ卵泡液代谢变化的研究中发现，ＰＣＯＳ患者卵泡液中苯丙氨酸代谢紊乱，谷氨酸上调［３０］ 。谷氨酸作为一种蛋白质合成的替代能源，其上调表明卵母细胞利用率下降，导致谷氨酸在卵泡液中积累，从而影响卵母细胞的生长。Ｘｉａ等［２０］利用卵泡液靶向代谢组学，发现高龄妇女卵泡液中丙酮酸和甘氨酸升高，ＩＶＦ生育率下降。在进行针灸干预后，两种氨基酸水平下调，ＩＶＦ的成功率增加。以上研究表明，卵泡液中甘氨酸、谷氨酸和丙氨酸的积累可能会导致卵母细胞质量下降及成熟障碍，不利于ＩＶＦ的进行。

３．精氨酸：精氨酸是一种非必需氨基酸，在各种生命过程中起着关键作用。研究表明，补充精氨酸对有不良妊娠史的宫内生长受限新生儿、早产儿有良好的影响［３１］ 。从黄体期到排卵期，大多数精氨酸代谢途径的代谢物增加，包括精氨酸、脯氨酸和肌酸相关代谢物，表明精氨酸代谢增强是排卵期的标志。此外，肌酸在能量代谢的调节过程中扮演着至关重要的角色。磷酸肌酸是一种高能磷酸化合物，可以在需要时快速转移其磷酸基团以提供足够的能量。排卵期精氨酸代谢增强导致的肌酸水平的增加，可能是对发育中的卵巢高能量需求的代谢反应［３２］ 。Ｍａ等［１７］ 利用靶向代谢组学探索龟鹿二仙胶干预行ＩＶＦ－ＥＴ治疗的高龄肾气虚型ＰＯＲ患者的卵泡液代谢变化，观察到干预前后精氨酸、肌酸、氨基丁酸等氨基酸发生变化，部分出现下调。此外，在一项利用非靶向代谢组学探索不同促排方案下行ＩＣＳＩ或ＩＶＦ患者卵泡液的研究中发现，精氨酸与卵母细胞的质量密切相关，可作为获得高质量卵母细胞的生物标志物［３３］ 。因此，ＰＯＲ患者卵泡液中精氨酸代谢途径紊乱，相关代谢物可能通过调节能量代谢影响卵巢功能，进而影响卵泡生长、卵母细胞和胚胎发育。

４．赖氨酸：赖氨酸是一种必需氨基酸，也是一种生酮氨基酸，可以作为能量来源的一种补充，参与ＡＴＰ的合成并代谢成酮体。赖氨酸水平的减少与卵泡液能量代谢异常密切相关。先前一项基于核磁共振技术的非靶向代谢组学研究表明，不孕患者卵泡液中生酮氨基酸降低［３４］ ，推测其卵泡液中三羧酸循环减弱，使得ＡＴＰ生成减少，从而通过增强氨基酸分解代谢来弥补能量不足。α－氨基己二酸半醛是赖氨酸主要的中间氧化产物，在过氧化物存在下可进一步氧化为α－氨基己二酸。研究表明，氨基己二酸会随着年龄的增长而大量积累［３５］ ，其被视为衡量人体蛋白质氧化和衰老的可靠指标。有学者对ＰＯＲ患者卵泡液进行靶向代谢组学研究，发现赖氨酸氧化作用增强，α－氨基己二酸半醛在卵泡液中积聚［１７］ 。可以推测ＰＯＲ患者卵巢功能衰退，氧化作用增强，大量ＲＯＳ生成，进一步造成氧化应激。由此可见，赖氨酸在ＰＯＲ卵巢储备能力下降的发生发展中发挥重要作用，其氧化产物α－氨基己二酸半醛和α－氨基己二酸可作为氧化应激和衰老的指标。

在一项分析ＤＨＥＡ对ＰＯＲ患者卵泡液代谢组影响的研究中，观察到ＰＯＲ患者卵泡液缬氨酸浓度降低［１５］ 。人类中退化的卵母细胞不能达到减数分裂中期，其比成熟的卵母细胞消耗更多的缬氨酸。因此，ＰＯＲ卵泡液中缬氨酸浓度的降低可能反映了ＰＯＲ患者的卵母细胞发育成熟障碍。

以上研究表明，氨基酸代谢紊乱可能在ＰＯＲ的发生发展中起重要作用，代谢组学方法为阐明ＰＯＲ发病的分子机制提供一个新视角。然而其变化趋势并不唯一，这可能是由于ＰＯＲ的个体差异性，后续的代谢组研究须扩大样本量，严格筛选标准，提高检测的准确性和可靠性。

（三）氧化应激

氧化应激是指体内氧化与抗氧化作用失衡的一种状态，大量ＲＯＳ积累，导致细胞氧化还原状态失衡。ＲＯＳ是线粒体氧化磷酸化的副产物，适量的ＲＯＳ对于卵巢的正常生理功能必不可少。然而在氧化应激下，ＲＯＳ大量增加，人体组织和体液中的蛋白质被氧化和糖基化，糖基化产物增加，而辅助生殖中卵泡液糖基化终产物的增加会导致卵母细胞数量和质量下降，受精率降低以及胚胎发育障碍［３６］ 。

此外，大量卵泡液代谢组学研究表明，不孕患者卵泡液中氧化应激标志物增加，包括８－羟基脱氧鸟苷、Ｆ２－异前列腺素、７β－羟基胆固醇等。

氧化应激会导致卵巢颗粒细胞凋亡、线粒体功能障碍及卵巢慢性炎症，这些均影响卵母细胞的发育和颗粒细胞的活力，最终造成卵巢储备功能减退［３７］ ，而卵巢储备功能减退是导致ＰＯＲ的主要原因。在一项随机对照试验中，Ｇｏｎｇ等［３８］ 检测了ＰＯＲ人群和非ＰＯＲ人群卵泡液中氧化应激标志物，结果发现ＰＯＲ患者丙二醛、总氧化状态和氧化应激指数显著升高，而超氧化物歧化酶和总抗氧化能力显著降低，其优质胚胎率和妊娠成功率也随之下降。最近的一项研究表明，ＰＯＲ患者卵泡液氧化应激标志物硫醇／二硫键增加，其与总获卵数密切相关［３９］ 。可见，ＰＯＲ患者卵泡液处于氧化应激状态，这种氧化应激状态会造成卵巢功能下降。在利用代谢组学探索针灸治疗后ＰＯＲ卵泡液变化的研究中，Ｘｉａ等［２０］ 发现，ＰＯＲ卵泡液ＲＯＳ明显降低，机体抗氧化能力增强，卵母细胞的质量和卵巢储备能力得以改善。因此，减轻卵泡液中的氧化应激水平可改善ＰＯＲ颗粒细胞和卵母细胞质量，从而改善ＩＶＦ结局。

越来越多的证据表明，脂氧化物在卵巢功能和疾病中发挥重要作用［９］ 。Ｌｉａｎｇ等［４０］ 利用靶向代谢组学方法检测卵巢储备功能减退患者卵泡液中脂氧代谢组学成分的变化，从代谢组学角度确定了卵巢储备功能减退患者的氧化应激状态。然而，目前针对ＰＯＲ相关氧化标志物的卵泡液代谢组学研究较少，因此，未来可以利用靶向代谢组学技术对ＰＯＲ人群卵泡液进行脂氧化物检测，从代谢组学角度进一步证实ＰＯＲ患者卵泡液中的氧化应激状态，探索新的氧化标志物。运用代谢组学检测可更精确地理解ＰＯＲ患者的病理机制，为早期诊断和治疗提供新策略。

四、总结

综上所述，卵泡液脂类代谢及氨基酸代谢与ＰＯＲ的发生和发展密切相关。此外，ＰＯＲ卵泡液中的氧化应激相关代谢物有潜在研究价值。

然而，目前对ＰＯＲ人群的卵泡液代谢组学研究相对较少，已有研究通常在临床药物干预后进行，缺乏对ＰＯＲ患者与卵巢储备正常人群的系统性非靶向代谢组学研究。因此，ＰＯＲ卵泡液中的具体代谢物及其代谢途径尚未明确，其对卵母细胞成熟、胚胎形成和ＡＲＴ结果的影响也不清楚。此外，针对ＰＯＲ研究的局限性主要体现在两方面：一是ＰＯＲ患者群体的异质性，具有不同的生化特征和预后，这增加了设计研究和评估治疗效果的难度；二是样本量的限制，这是多数研究共有的问题。

未来的研究应该更关注以下几个方面：首先，探索新的代谢物和代谢途径，以便更全面地理解ＰＯＲ的代谢基础，这可能涉及到对现有代谢物覆盖范围的补充和对尚未充分研究的代谢物进行深入分析。其次，利用高通量测序和质谱分析等先进技术，提高代谢物检测的准确性和可靠性。最后，将研究成果转化为临床实践，开发新的诊断工具和治疗方法，这是该领域研究的最终目标，包括针对特定代谢异常的靶向治疗。通过以上方法，我们能更广泛地识别和精确量化卵泡液中的代谢物，从而为ＰＯＲ的诊断和治疗提供线索。

利益冲突　所有作者声明无利益冲突。

作者贡献　郭靓负责文献检索和分析、文章撰写和修订；薛平平负责文章润色和校对、审阅与定稿。

参考文献略。

来源：生殖医学杂志２０２５年６月第３４卷第６期

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