放射治疗对卵巢功能影响的机制及防护研究进展

2020年，全世界新发女性恶性肿瘤患者达920万以上，其中相当部分为青春期前和育龄女性[1]。以手术及放化疗为主的肿瘤综合治疗措施的不断发展，使得肿瘤患者的生存率得到极大提高，同时也对肿瘤患者的生活质量提出了更高要求[2]。对于育龄期女性，包括放射治疗在内的肿瘤治疗在一定程度上均可能会造成卵巢功能损伤，致使卵巢储备过早耗尽、卵巢内分泌功能紊乱，从而导致育龄期女性肿瘤幸存者生育能力下降和更年期提前等一系列远期影响[3-4]。

女性卵巢卵泡池内的卵泡数量是固定的，出生后即不可再生，并且随着年龄的增长而下降。越来越多的临床肿瘤医生逐渐意识到在肿瘤治疗过程中及时评估育龄期女性肿瘤患者的卵巢功能，尽早地发现卵巢损伤，及时采取干预措施，对于保存生育能力，具有十分重要的意义。然而，目前的研究重点往往聚集于肿瘤治疗本身，对于女性肿瘤患者的生殖内分泌及生育能力保存的关注较少。鉴于此，本文就近些年相关研究及进展做一综述。

所有接受盆腹腔区域放疗的年轻女性肿瘤患者其卵巢功能均有可能受到影响，具体的影响程度大小主要取决于放疗的剂量、照射的区域以及患者年龄[5-6]。通常对于在骨盆外区域接受放疗及青春期前接受放疗的女性来说，发生继发性卵巢功能不全的风险相对较低[6]。

放射治疗对女性肿瘤患者卵巢功能的影响根据发生的时间快慢可分为急性损伤及慢性损伤。急性损伤通常发生在较大剂量的放射治疗之后，导致卵巢组织在短时间内发生不可逆损伤，直接引起卵巢功能的丧失，出现更年期症状，表现出潮热、情绪变化、阴道的干燥及萎缩以及闭经等。慢性损伤通常持续存在，且影响较持久。在青春期之前接受盆腔区域放疗的女童，可能出现青春期的发育障碍，第二性征延迟，月经稀发，甚至直接不发育[7]。对于接受盆腔放疗的育龄期女性肿瘤患者，因卵巢慢性损伤的影响，可出现骨密度降低，表现为骨质减少以及骨质疏松[6-8]。另外，有报道指出放射治疗引起的卵巢慢性损伤还可增加某些心血管系统疾病的发病率[6-7]。在月经方面，放射治疗引起的卵巢慢性损伤主要表现为月经量减少、月经稀发，月经期紊乱，暂时性闭经等[7-8]。

卵泡是女性卵巢的基本功能单位，由卵母细胞和卵巢颗粒细胞组成。卵母细胞对辐射高度敏感，Wallace等[9]的研究证实，引起人类一半卵泡闭锁的放疗剂量(LD50)＜2 Gy，且卵泡的放疗敏感性受年龄的影响：40岁以下的妇女敏感性较低，需要20 Gy才能出现卵巢的永久性损伤，而老年妇女仅需要6 Gy。这种辐射剂量与年龄的反比关系可能是随着年龄的增长卵泡池中原始卵泡数量下降的结果[10]。此外，卵母细胞的辐射敏感性还与具体的卵泡阶段相关，未成熟卵泡相比成熟卵泡辐射敏感性更低，更不易受到γ射线的损伤[9]。卵巢颗粒细胞的增殖与分化直接影响着卵泡的生长启动、发育、排卵、黄体形成以及甾体激素分泌等卵巢功能活动。同时，颗粒细胞还与卵泡膜细胞共同完成卵巢激素的合成，维持着有利于卵母细胞生长和成熟的微环境。放射治疗可直接作用于正在分裂的卵巢颗粒细胞进而导致卵巢损伤，有研究证实在放疗后的几小时内就能够观察到明显的卵巢颗粒细胞死亡[11]。此外，Stroud等[11]研究指出，放疗引起的卵巢损伤还可能与辐照引起的卵巢基质血管损伤以及卵巢组织萎缩和纤维化有关。

放疗可通过直接效应对卵巢功能产生影响，也可通过间接效应造成卵巢损伤。直接效应是指放射线对生物大分子的直接损伤，如蛋白质、脂类以及DNA等，特别是DNA，它是放疗引起卵巢损伤的主要效应物，一旦被破坏，可以引起细胞分裂和增殖延缓，甚至导致细胞凋亡乃至坏死的发生。间接效应是指放疗产生的氧自由基对生物大分子的影响，主要是水电解之后产生的活性氧(ROS)的效应。最常见的活性氧(ROS)包括超氧化物阴离子(O2-)、过氧化氢(H2O2)和羟基自由基(OH-)[12]。少量的ROS对细胞反应和免疫功能表现出有益的作用，而过量的ROS会破坏身体的抗氧化防御系统，从而导致氧化应激[13]。这些ROS可与脂质、DNA和蛋白质反应，并在其中引起氧化损伤，导致生物分子的结构损伤，如DNA的单链断裂(SSBs)或双链断裂(DSBs)以及DNA-DNA或DNA-蛋白质的交联，导致细胞死亡[14-15]。ROS还可以通过破坏生物分子和激活相关信号通路来增加卵巢颗粒细胞的凋亡[16-18]。氧自由基有两个不成对的电子，可以迅速添加到许多其他自由基中，进一步增加生物大分子的损伤，产生新的反应性自由基，并促进连锁反应。

1. 物理防护：针对放疗射线的物理防护，已有多年的历史，从最初的铅屏，到后来的铅衣、铅帽，主要目的是为了减少射线的直接损伤，但因不能有效避免类似于头颅放疗，进而影响下丘脑-垂体-性腺轴导致的卵巢损伤，效果不甚理想。近些年来，卵巢移位术的开展为需要接受盆腔放疗的肿瘤患者卵巢功能的保留带来了希望，通过卵巢移位术可一定程度降低卵巢受到γ射线引起的损伤[19]。因此，卵巢移位术被认为是需要接受放疗的育龄期女性生育力保存的一项关键措施[19-20]。然而，它在实际应用过程中常常受到一些条件的限制，例如卵巢储备能力差、有卵巢转移的高风险、只单纯进行化疗等。

2. 化学防护：抗辐射药物的研制一直是临床放射医师和辐射损伤防治领域研究者研究的热点，目前的研究主要聚集于天然化合物，主要包括巯基类化合物、氮氧自由基、二苯并咪唑、富勒烯、超氧化物歧化酶(SOD)等，且大多数仍处于基础研究阶段。临床上用于防治放射治疗引起的副损伤的主要药物为氨磷汀，但其不良反应较大，限制了其临床应用[21]。近年来，我国学者在中药领域也取得一定进展，但均受到疗效或者不良反应等方面的限制[22-23]。因此，目前亟需寻找一种不良反应小、效果显著的抗辐射药物。

3. 生物防护

(1) 胚胎冻存：据报道，胚胎冻存是现阶段育龄期女性肿瘤患者生育力保存的最成熟方法，同时也是育龄期女性肿瘤患者生育力保存的首选[24]。目前已有多项研究证实了该项技术的安全性和有效性[25-26]。在近些年的临床实践中，不管是胚胎的缓慢冷冻还是玻璃化冷冻方法均被证实具有良好的效果，得到广泛应用[27]。在具体实施方面，相对于胚胎的缓慢冷冻，胚胎玻璃化冷冻方法在妊娠率和活产率方面可能效果更优[28-30]。考虑到胚胎冷冻保存需要首先接受相应药物的卵巢刺激以及在胚胎构建过程中需要精子，因而此项技术在青春期前女性肿瘤患者及未婚育龄期女性肿瘤患者群体中的开展受到了极大限制。

(2) 卵母细胞冻存：卵母细胞冻存是胚胎冻存之外的另一种目前被广泛使用的技术，该技术是青春期前女性和相对年轻的育龄期女性肿瘤患者生育力保存的标准技术。随着玻璃化冷冻技术逐步被引入辅助生殖领域，现阶段利用冻存的卵母细胞与新鲜卵母细胞进行辅助生殖操作几乎可以取得相同的结果[31]。2013年，美国生殖医学学会(American Society for Reproductive Medicine，ASRM)根据4项临床试验的结果已经批准了将卵母细胞冻存技术用于肿瘤患者的生育力保存[32-35]。然而，因为同样涉及到卵巢刺激，该技术面临着与胚胎冷冻保存相似的缺点，极大地限制了其在青春期前女性肿瘤患者群体中的开展，但它为未婚育龄期女性肿瘤患者提供了另一种生育力保存的选择。

(3) 卵巢组织冷冻保存与移植：卵巢组织冻存是在肿瘤治疗之前，通过卵巢活检、卵巢部分切除术或卵巢全切获得卵巢组织进行冷冻保存。该项技术是患有癌症的儿童或需要立即接受治疗的育龄期女性肿瘤患者生育力保存的唯一选择。该项技术的实施，可以最大程度地保存卵母细胞，并保护卵巢的激素功能，从而提高年轻女性肿瘤患者的生活质量。现阶段的研究提示，缓慢冷冻保存技术是卵巢组织冷冻保存的首选方法[36]。2019年的一项包含60例患者的回顾性研究显示，92.9%的患者在移植了使用缓慢冷冻技术保存的卵巢组织后，其卵巢功能均得到了恢复[37]。在卵巢功能恢复后妊娠结局上，已有研究证实了其有效性[38-39]。然而，卵巢组织移植的可实施性虽已被证实，但其在实施过程中也存在诸多限制，例如卵巢恶性肿瘤或血液恶性肿瘤，是该项技术开展的禁忌证，因其卵巢组织中可能已包含肿瘤组织或细胞。

生殖医学的进步给肿瘤患者的生育力保存带来了诸多可能，但均面临着或多或少的限制。相关研究者在其他方面也提出了新的尝试，以期待为肿瘤患者的生育力保存提供更多的选择。

1. 全卵巢移植：全卵巢移植技术的提出有利于移植术后血管的吻合和卵巢血运的重建，从而减少卵巢的缺血性损伤。目前已有动物研究报道了成功的全卵巢冷冻保存和移植[40-42]。然而，低温保存对卵巢血管的损伤等技术难题的存在，使其短期内很难用于临床实践[42]。另一方面，迄今为止，尚没有成熟的实验模型可以用来探索人类卵巢的冷冻保存和再移植技术。因此，该项技术的研究仍需要较多的验证。

2. 体外成熟技术：现阶段，体外成熟技术的实践更多是针对多囊卵巢综合征(polycystic ovarian syndrome，PCOS)患者。简而言之，就是在未成熟卵泡阶段或将卵泡在体外培养成熟后提取出未成熟卵母细胞并进行冷冻保存[43]。这项技术也可以用于缺乏足够时间进行卵巢刺激的癌症患者，或需要立即治疗的育龄期女性。尽管许多研究人员试图通过联合体外成熟技术和玻璃化冷冻技术开展研究，但目前该项技术在肿瘤患者群体的小范围实施过程中仅有少数成功的案例[44-46]。因此，其后续的开展可能需要更多的技术改进及临床实践。

3. 人工卵巢：人工卵巢是通过将卵巢组织与部分小分子支架一同移植入体内，小分子支架通过释放多种生物活性材料，加速组织血管化进而实现卵巢重建[47-48]。在前期的动物实验研究中，研究者通过这种方法恢复了实验对象的生殖功能，促使其体内卵泡发育和妊娠成功。然而，迄今为止，该项技术在人类实践过程中尚无成功案例的报道。

4. 卵巢干细胞：干细胞在生育力保存中的研究是近些年来逐渐发展起来的新兴方向[49]。这项技术可能为患有癌症的青春期前女性和传统生育力保存方法不适用的女性肿瘤患者提供另一种选择。然而，该项技术的实施，面临着人类辅助生殖证据不足、卵巢干细胞稀缺，以及对相关伦理问题等多方面挑战，它在临床实践中的具体实施需要进一步论证。

近年来，包括放化疗在内的肿瘤综合治疗措施的逐步发展，使得肿瘤患者的生存率得到了极大提高，幸存的肿瘤患者在很长一段时间内均需面临肿瘤治疗不良反应的影响[50]。包括放疗在内的肿瘤治疗手段往往会对卵巢功能产生影响，使年轻女性肿瘤患者出现卵巢功能紊乱，严重时可造成卵巢早衰。尽管肿瘤治疗的益处包括缓解或治愈，但卵巢功能过早丧失无疑会对女性产生不良影响。除了生育能力丧失外，卵巢功能下降还可能导致更年期提前，后者与潮热、骨密度降低和心血管不良事件的发生相关[51-52]。卵巢功能减退或卵巢功能衰竭的总体效应还可能导致女性肿瘤患者生活质量下降，甚至过早死亡[53]。

越来越多的肿瘤医生及肿瘤患者的随访人员开始致力于肿瘤患者生育力保存的宣传和研究。肿瘤生殖学逐渐发展成为新兴热门学科[54]。辅助生殖技术的不断发展给青春期前女性和育龄女性肿瘤患者的生育力保存提供了多种选择，但面临着技术难度大、短时间内难以推广及相对禁忌证等多重挑战。药物防护因操作过程相对简便，且与肿瘤的治疗极少产生冲突，受到了越来越多的研究者和临床医生关注，但目前多数药物仍处于研究阶段。生育力保存新技术的研究和发展，有望在未来为青春期前和育龄期女性肿瘤患者的生育力保存提供更多可能性。

利益冲突  无

作者贡献声明  余意可负责论文撰写；杜继聪和蔡圣芸负责论文修改；方兰和张建祎负责收集整理资料