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阴道微生物多样性与女性不孕症相关性研究进展

2021-04-17 444 上传者：管理员

摘要：随着高通量测序技术的发展和成熟，其在临床诊疗中的作用和应用越来越广泛，其中对阴道微生物群的研究也逐渐展开。女性阴道微生物状况受自身内分泌状态、年龄、种族、生活习惯等多种因素影响，与女性生殖健康密切相关，并直接或间接影响女性妊娠率和妊娠结局。本文对不孕症妇女阴道微生物多样性进行了总结，并对阴道微生物的组成和功能进行探讨，有利于从微生物组学的角度对不孕症做更精确全面的认识，从而对女性不孕症的临床防治工作提供新的思考和方法。

关键词：
不孕症
生殖遗传
阴道微生物
高通量测序
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女性不孕症是常见妇科疾病之一，其严重影响家庭和谐幸福，也是权衡一个国家或地区生殖健康、医疗水平和社会发展等的重要指标之一。根据研究显示，全球至少有8000万以上的不孕夫妇，占已婚育龄夫妇的7%～15%;在我国不孕症的发病率为6%～15%,其中女性不孕人数占不孕总人数的50%～60%[1,2,3]。近年来，由于生活方式、生活环境、社交活动等的改变，女性不孕症的发病率有逐渐上升的趋势，女性不孕症的防治也是妇科临床研究的热点。根据2009年修订的辅助生殖技术术语表，不孕症的临床定义为：女性无避孕措施的有规律性生活12个月或更长时间，未能获得临床妊娠者[4]。不孕症的诊断需要依靠激素水平检查、超声检查、宫腔镜检查、腹腔镜检查、输卵管通液术、子宫输卵管造影等辅助检查，从而对女性生殖系统的形态和功能进行全面评估。不孕症的治疗主要为促排卵、输卵管疏通术、介入治疗等，其中辅助生殖技术的发展对不孕症治愈率的提高具有重要作用。同时，随着高通量测序技术逐渐应用于阴道微生物的研究，女性不孕症与阴道微生物多样性相关性的探讨为女性不孕症的防治提供了新方向。

一、正常阴道微生物组成

女性阴道是生殖系统的门户，阴道微生物群在阴道内广泛定植，维持动态平衡并参与保护宿主不受细菌、真菌、病毒的侵害。阴道微生物状态直接影响生殖健康，对妊娠结局具有重要影响。母亲的阴道微生物种类直接影响新生儿的皮肤、肠道、尿道、阴道等菌群的建立和发展。阴道微生物群失衡使宿主更易遭受病原体的侵袭，并可能造成机会使得病原体的生长，威胁宿主的健康甚至生命。

目前阴道微生物已分离出50多种类型，包括乳杆菌、葡萄球菌、拟杆菌、链球菌、肠球菌、大肠杆菌、棒状杆菌等[5,6]。健康育龄期女性的阴道微生物组成由乳杆菌属为主导(>70%),按照丰度排序前4种依次为卷曲乳杆菌、惰性乳杆菌、加氏乳杆菌、詹氏乳杆菌[7]。乳杆菌通过产生乳酸和过氧化氢以维持阴道PH值和阴道的健康状态。乳杆菌的分布和数量与雌激素相关，受月经周期、年龄、妊娠状态等因素的影响，且阴道微生物多样性因种族、社会与自然环境、生活习惯和不良嗜好等内外源因素呈现显著不同[8,9]。与育龄期女性相比，绝经期女性乳杆菌和酵母菌的含量更低[10]。Ravel等[11]对396例不同种族北美女性的阴道分泌物样本进行16SrRNA基因测序，将白人、黑人、西班牙裔和亚裔的阴道微生物分为5种类型，并揭示了不同种族北美女性的阴道pH值不同，同时证实了所有北美女性没有共同的“核心阴道微生物”,自此阴道微生物的种族多样性研究逐渐展开。Serrano等[12]采集不同种族(非洲裔、西班牙裔和欧洲血统)613例已妊娠和1969例未妊娠患者的阴道微生物样本进行研究发现，妊娠早期阴道菌群功能即发生变化，已妊娠组的阴道微生物群α多样性低，其中，非洲血统的妇女阴道微生物群的变化最为显著。

二、不孕症患者阴道微生物多样性

微生物多样性描述从基因到物种的多样性，研究不同种群、物种的数量，以及物种与其环境之间相互作用，主要分为α、β、γ3种多样性。α多样性衡量的是在某个栖息地、研究区域或样本中有多少不同物种以及分布的均匀程度，也称为样本内多样性；β多样性也称为样本间多样性，用于测量两个不同生境或样本之间的差异[13]。乳杆菌对于生殖健康具有重要作用，健康育龄期妇女阴道微生物α多样性低，菌群组成高度稳定，其中乳杆菌占有绝对的主导地位[14,15]。不孕症患者阴道微生物与健康妇女之间β多样性具有显著差异，不孕症患者阴道微生物多样性与丰度显著低于健康妇女[16]。

1.不孕症患者阴道微生物感染多样性：

生殖道沙眼衣原体、结核分枝杆菌和淋球菌等感染，被认为是导致输卵管性不孕症最主要的原因[17,18,19]。沙眼衣原体可合成大量热休克蛋白，其在输卵管上皮细胞中诱导促炎反应，致使瘢痕形成和输卵管堵塞，从而导致不孕症、宫颈癌、宫外孕等，同时也与早产、自然流产以及新生儿结膜炎等不良妊娠结局有关[20,21,22]。淋球菌可攻击输卵管上皮细胞，从而影响卵母细胞的运输和受精[23]。Wee等[24]用16SrRNA将15例不孕患者和16例健康妇女的阴道、宫颈和子宫内膜标本进行测序发现，不孕妇女阴道中解脲支原体占多数，而在宫颈中加德纳菌占多数。另有研究文献证明，加德纳菌属细菌在因感染性疾病导致的不孕症患者中的比例超过10%,而健康女性仅为0.3%左右[15,25]。

2.不孕症患者阴道微生物失衡多样性：

与正常育龄期阴道微生物相比，不孕症妇女的阴道微生物菌群丰度变化较大，如阿托波氏菌、气球菌和双歧杆菌的丰度增加，乳杆菌和明串珠菌的丰度降低[18]。细菌性阴道病(BV)是一种因生殖道微生物多样性失衡造成的妇科常见病，可引起早产在内的一系列不良妊娠结局，尽管目前并没有研究显示BV与不孕症之间存在必然因果联系，但有研究显示输卵管性不孕患者BV的发病率显著高于非输卵管性不孕患者[26,27]。Kyono等[28]对102例不育症患者和7例健康妇女的子宫内膜液和阴道分泌物样本16SrRNA测序发现，在不孕症患者的子宫内膜液中发现了相当比例的非乳杆菌主导型(NLD)微生物群，同时提出了将子宫内膜乳杆菌水平提高到90%以上可能有利于NLD不孕症患者的妊娠结局。Campisciano等[29]将不明原因不孕症患者、健康妇女、已知原因不孕症和细菌性阴道病患者的阴道微生物进行16SrRNA测序发现，样本间β多样性差异显著，且乳杆菌在不明原因不孕症和已知原因不孕症妇女中的分布不同。

3.阴道微生物群多样性与辅助生殖治疗妊娠结局：

乳杆菌的高丰度存在有利于辅助生殖治疗的成功，但加德纳菌可能会造成相反的结果[15,30]。Bernabeu等[15]对31例不孕症患者接受ART治疗前后的阴道微生物进行比较发现，成功妊娠的17例患者与未妊娠的14例患者相比α多样性更低，乳酸杆菌的比例更高，加德纳菌的比例更低。Kitaya等[31]对28例有反复植入失败(RIF)史的不孕症患者和18例首次接受体外受精-胚胎移植的不孕症患者(对照组)的子宫内膜液和阴道分泌物进行对比，所有对照组样本的子宫内膜液微生物群中均未检测到伯克霍尔德菌，但RIF组中1/4患者可检测到伯克霍尔德菌，提示了伯克霍尔德菌可能是造成RIF的原因。但降低伯克霍尔德菌丰度是否与提高辅助生殖成功率呈绝对正相关，仍需通过大量研究进一步论证。Kadogami等[32]将329例RIF患者的子宫内膜微生物测序发现，有接近一半(44.9%)的RIF患者有NLD;同时对这些患者分别进行口服益生菌+口服益生素、抗生素、口服益生菌+口服益生素+抗生素、益生菌阴道栓剂、益生菌阴道栓剂+抗生素分组治疗发现，益生菌阴道栓剂+抗生素的治愈率最高(78.6%),此研究发现对临床改善生殖道微生物环境治疗方案的选择具有重要的参考价值。

三、正常阴道微生物菌群的维持

正常阴道微生物菌群的维持最重要的是保持菌群结构的平衡和保持乳杆菌的高丰度[33]。提高乳杆菌丰度、改善阴道微生物菌群结构，目前多以口服益生菌联合抗生素治疗为主，也可使用乳酸菌阴道栓剂、乳酸菌阴道胶囊、菌群移植等方法，必要时可选用多种方法同时治疗[34,35]。

近年来，关于口服避孕药对阴道微生物结构影响有越来越多的研究。口服避孕药包括雌激素和孕激素在内的激素避孕药可能通过减少阴道菌群多样性和炎性类群来诱导最佳的阴道微生态系统[36]。另也有研究表明，激素类避孕药使用者比其他避孕方式使用者的生殖道更易于乳杆菌的定植[37]。但激素类避孕药的使用对阴道微生物结构影响的研究结果并不完全一致，有研究结果显示大多数激素避孕药并不会对阴道微生物结构产生影响[27,38]。是什么因素造成的研究结果差异，还需要进一步探讨。同时避孕方式对阴道微生物菌群结构和多样性的影响也还需要大量的研究论证。

四、讨论

飞速发展的测序技术为全面详细地了解阴道微生物提供了可能性，不孕症患者的庞大数量促使着临床寻求更有效的诊疗手段，这推动了阴道微生物与不孕症相关性的研究。目前来说，不孕症与阴道微生物关系的探讨还处于初级阶段，一方面是局限于阴道微生物自身的复杂性，另一方面此前的检测方法多用16SrRNA进行研究，具有物种偏向等缺点。未来使用宏基因组能更全面、更细致的研究微生物多样性，对重要的功能基因和抗性基因进行探讨。同时，随着三代测序技术的成熟，Nanopore测序GC偏向性低的优点使GC极端微生物的研究成为可能，并能极大地提高测序结果的可靠性。

对阴道微生物组成和功能的研究，可以为生殖疾病的病因、预防和检测提供新的思路和方法，并可能成为指导临床治疗的重要依据。如何维护阴道微生物健康状态，如何根据阴道微生物的表征评估和预测生殖健康和妊娠结局，仍然需要大量的研究来进行探讨。

参考文献：

[5]王慧慧,李焕荣,马晓彤,等.阴道微生态的研究进展[J].中国微生态学杂志,2020,32:469-471.

[7]李晴,汪艳珠,刘宸妤,等.高通量测序时代的阴道微生物菌群的组成与维护[J].国际检验医学杂志,2017,38:2584-2588.

周鹭,宋驰,蒋涵颖,滕红丽.阴道微生物多样性与女性不孕症相关性研究进展[J].生殖医学杂志,2021,30(04):550-553.