维生素D对女性卵巢激素及生育调节的研究进展！

近年来有越来越多有关维生素D与女性生殖系统功能关系的研究发现，卵巢中多种激素的生成受维生素D影响。维生素D通过提高卵巢储备，促进卵泡发育和排卵，改善子宫发育和子宫内膜容受性，但其在辅助生殖技术（ART）中的应用仍存在争议。维生素D水平还与多囊卵巢综合征（PCOS）和子宫内膜异位症（EMs）的发病和症状有关。此外，维生素D的季节性波动也影响生育。本文综述了维生素D对卵巢激素、生育力和生殖疾病的影响，以期探索应用维生素D预防和治疗不孕的新思路。

维生素D是人体必需的维生素，在机体中主要参与钙、磷代谢的调节。近年来发现，维生素D可通过钙或非钙依赖途径影响女性生殖系统功能。维生素D缺乏是全球范围内的健康问题，育龄期妇女的维生素D水平与卵巢激素的分泌，生育力的维持以及多种生殖疾病的发生和临床表现相关。本文将从维生素D对卵巢激素、生育力和生殖疾病的影响等方面进行综述，以期探索应用维生素D预防和治疗不孕的新思路。

一、维生素D代谢

维生素D是一种类固醇激素，包括维生素D2和维生素D3。维生素D3可由皮肤中的7-脱氢胆固醇经紫外线诱导转化生成，是人体主要的维生素D来源。维生素D无活性，需在肝脏中经25-羟化酶生成25-羟维生素D[25(OH)D]，再在肾脏中经1α-羟化酶转化为活性更强的1,25-二羟维生素D[1,25(OH)2D]。由于25(OH)D的半衰期更长、血清浓度更高，可更好地反映人体的维生素D状态。维生素D缺乏、不足和充足的定义分别为血清25(OH)D＜20 ng/ml、21~29 ng/ml和>30 ng/ml。肾脏中的24-羟化酶可催化1,25(OH)2D和25(OH)D分解为无活性的钙化酸（图1）。

（图1 维生素D代谢途径示意图）

已发现人类卵巢中表达25-羟化酶、1α-羟化酶和少量24-羟化酶，子宫内膜细胞也有1α-羟化酶表达。维生素D受体（VDR）分布在各种组织中，包括卵巢颗粒细胞和子宫内膜。VDR有核受体和膜受体两种形式。核受体作用于靶基因启动子区的维生素D反应元件（VDRE），导致基因转录，需要数小时至数天；膜受体通过第二信使激活胞内信号通路，只需数秒至数分钟。VDR相关基因多态性（Cdx-2、Bsm-I、Fok-I、Apa-I和Taq-I）与维生素D代谢有关。维生素D通过促进小肠钙磷吸收，抑制肾脏钙磷排泄，动员骨钙入血，提高血钙、磷水平，具有维持钙、磷稳态及促进骨矿化的作用，通过钙或非钙依赖途径调节女性生殖。

二、维生素D对卵巢激素的影响

（一）类固醇激素

1.雌激素：卵巢合成的雌激素中雌二醇起主要作用，可协同FSH促进卵泡发育，促进和维持子宫发育，促进子宫内膜腺体和间质增生、修复。雌二醇在颗粒细胞中由睾酮经芳香化酶催化生成。体外培养的正常女性颗粒细胞中维生素D可显著提高芳香化酶活性。在人卵巢颗粒细胞系和维生素D缺陷小鼠中的试验证明，miRNA-196-5p可能介导了维生素D对芳香化酶表达和雌激素分泌的促进作用。

一项前瞻性队列研究证实，在正常健康年轻女性中，维生素D缺乏或不足相比维生素D充足的周期平均雌二醇水平和雌二醇峰值均降低。然而在青少年中的研究发现，25(OH)D与黄体中期雌二醇显著负相关，这可能与研究对象的特征有关。

2.孕激素：孕激素在排卵后由粒黄体细胞大量合成，与雌激素协同促进女性生殖系统发育，也限制子宫内膜增生，使增生期内膜转化为分泌期。维生素D对孕激素合成也有促进作用。在1α-羟化酶基因敲除雌性小鼠中观察到孕激素水平降低，喂食含高钙、磷酸盐和乳糖饲料后升高。体外培养的人类卵巢细胞经1,25(OH)2D温育后孕酮产生增加。有些研究与上述结果不同，对青少年进行维生素D补充后，25(OH)D与黄体中期孕激素呈负相关。由于动物与人类的生殖周期不同，所得结果参考价值有限，维生素D与孕激素的关系还存在争议。

3.雄激素：卵巢分泌的雄激素包括睾酮、雄烯二酮和脱氢表雄酮。雄激素可维持女性性欲，但过量雄激素会减缓子宫内膜的生长和增殖，抑制阴道上皮的增生和角化，同时引起多毛症。25(OH)D可促进卵巢睾酮的产生或外周硫酸脱氢表雄酮（DHEAS）向睾酮的转化，在健康非肥胖女性中，血清25(OH)D水平与游离睾酮（FT）、总睾酮（TT）和游离雄激素指数（FAI）正相关，但与DHEAS无关。然而在培养的人卵巢细胞中的体外研究显示1,25(OH)2D对睾酮产生没有影响，推测维生素D在健康女性中对睾酮的影响是通过DHEAS转化产生的，但尚无进一步证据证实。

（二）肽类激素

1.抗苗勒管激素（AMH）：AMH是由卵巢初级卵泡、次级卵泡和小窦卵泡（<8 mm）的颗粒细胞所分泌的一种糖蛋白，抑制卵泡启动募集和卵泡生长，是反映卵巢储备功能的重要指标。

维生素D对AMH的影响尚无定论。一项包含18项横断面研究的系统综述结果显示，人血清维生素D与AMH水平之间的相关性不确定，这种差异可能是由AMH检测类型、研究人群年龄、排卵状态差异所致。但基于美国妇女跨机构HIV研究（WHIS）的数据显示，在40岁以上妇女中血清25(OH)D与AMH正相关。对6项干预性研究的Meta分析结果表明，多囊卵巢综合征（PCOS）患者补充维生素D后血清AMH显著降低，而非PCOS女性血清AMH则显著升高。

2.其他：胰岛素样生长因子-1（IGF-1）可增加大鼠卵巢颗粒细胞中FSH受体（FSHR）的表达并因此增强颗粒细胞FSH应答性。卵巢颗粒细胞可产生胰岛素样生长因子结合蛋白-1（IGFBP-1），与IGFs特异性结合，从而抑制其活性。1,25(OH)2D孵育培养增加了人卵巢细胞IGFBP-1的产生，可能损害对IGF-1的敏感性，从而损害FSH的敏感性。维生素D对IGF信号传导的这些局部效应尚未在更大规模的临床研究中得到证实。

卵巢表达的血管生成因子包括血管内皮生长因子（VEGF）、血管生成素-1（Ang-1）和Ang-2，VEGF是卵巢血管生成的主要调节因子，Ang-1和Ang-2的协同作用可增强新形成的血管的成熟和稳定。1,25(OH)2D对卵巢血管生成因子分泌的影响与血清钙磷有关，在1α-羟化酶基因敲除雌性小鼠中，VEGF、Ang-1和Ang-2以及血管生成素受体（Tie-2）均降低，补充血钙和血磷可恢复表达。

三、维生素D对生育力的影响

1.卵巢储备：女性的生育潜力主要由卵巢原始卵泡的质量和数量来反映，这些卵泡随着女性年龄的增长而减少。维生素D缺陷小鼠卵巢形态扭曲，卵巢组织出现卵泡闭锁和囊肿，说明维生素D对卵巢发育的重要性。低AMH、低窦卵泡计数（AFC）、高FSH和高FSH/LH比值可代表卵巢储备功能下降状态。

一项Meta分析结果显示，总体育龄人群中血清维生素D水平与卵巢储备标志物之间无显著相关性，仅在一些亚组分析时发现了矛盾的结果，即维生素D不足/缺乏的亚洲人群中AFC显著较低，但体质量指数（BMI）正常的女性维生素D与FSH/LH比值呈正相关，这可能与未排除PCOS的影响有关。25(OH)D缺乏可能与晚期育龄妇女卵巢储备较低有关，在＞40岁的女性中，血清25(OH)D与AMH正相关。

2.卵泡发育和排卵：维生素D对卵泡发育和排卵有促进作用。在雏蛋鸡中的研究显示，低剂量（10 µg/kg）维生素D增加6～8 mm小卵泡的数量，高剂量（100 µg/kg）维生素D增加9～12 mm大卵泡的数量，两种剂量均显著增加卵泡的颗粒层厚度，提示维生素D促进颗粒细胞的增殖。

1α-羟化酶敲除小鼠卵泡发育显著低于野生型。维生素D可能在改善卵母细胞发育中发挥效用，在小鼠中，维生素D缺乏降低成熟卵母细胞的数量和百分比以及囊胚率，维生素D过量导致成熟卵母细胞的数量增加，但降低了囊胚率。维生素D对卵母细胞的作用可能与钙代谢有关，当维生素D水平正常时，低钙血症与维生素D缺乏的影响相似，纠正钙水平可逆转维生素D缺乏的影响。卵泡液维生素D水平可用于评估从特定卵母细胞获得的胚胎第3天的发育状态。然而也有研究发现，血清和卵泡液中维生素D水平不影响IVF/ICSI的受精率。一项随机对照研究表明，ICSI前6周补充维生素D（50 000 U/周）对平均获卵数、成熟卵率、受精率和优质胚胎率均无显著影响。

维生素D对卵泡发育的作用可由如下机制解释：（1）维生素D促进睾酮生成，睾酮在早期卵泡发育和颗粒细胞增殖中起重要作用；（2）维生素D促进血管生成因子分泌，新生血管为类固醇生成提供基质，允许内分泌和旁分泌因子进出卵泡，并为排卵前卵母细胞提供氧气和其他代谢需要；（3）卵泡液25(OH)D与卵丘颗粒细胞中AMH表达水平负相关，对接受IVF取卵的女性颗粒细胞的分子研究表明维生素D下调小卵泡卵丘颗粒细胞中AMH受体（AMHR）-II的表达，且显著降低Smad1/5/8的磷酸化及其核定位，抑制胞内信号转导，从而降低AMH对卵泡FSH敏感性的抑制，FSHR的表达显著增加，诱导卵泡选择，使卵泡达到终末成熟和排卵（图2）；（4）维生素D促进miRNA-196-5p的表达，可抑制人卵巢颗粒细胞凋亡，促进增殖，抑制活性氧(ROS)的产生，促进葡萄糖摄取，从而促进颗粒细胞生长。

（图2 维生素D诱导卵泡选择的机制示意图）

3.子宫发育及内膜容受性：维生素D在细胞外钙和磷介导下间接影响子宫发育。1α-羟化酶基因敲除雌性小鼠表现出子宫发育不良，喂食钙磷补救饲料可使表型正常化。

HOXA10基因的表达对于子宫内膜的发育至关重要，可导致子宫内膜细胞向蜕膜细胞的分化，并使子宫内膜具有着床容受性。1,25(OH)2D被证明可通过结合VDR并与HOXA10调节区中的VDRE相互作用调节人子宫内膜基质细胞中HOXA10的表达。在复发性着床失败女性中发现维生素D缺乏组HOXA10基因的表达及蛋白水平均低于非维生素D缺乏组。反复种植失败患者子宫内膜组织中1α-羟化酶和VDR表达均降低，维生素D可能通过参与并促进子宫内膜基质细胞在卵巢激素作用下的增殖与上皮样变过程，促进细胞的蜕膜化，从而增强子宫内膜的容受性。一项随机对照研究显示，ICSI前补充维生素D6周（50 000 U/周）的女性相比对照组具有合适子宫内膜（7～14 mm厚度）的比例显著提高。

4.生育结局：动物研究表明，维生素D缺乏可通过影响细胞外钙磷导致生育力下降，并对胎儿生长有不利影响。1α-羟化酶敲除小鼠生育率和幼崽存活率显著降低，补充高钙磷饲料可使生育率和活产率接近正常。在人类中，维生素D对临床妊娠和活产率的影响尚不清楚。

一项涵盖14项研究的Meta分析显示，与维生素D缺乏或不足的IVF女性相比，维生素D充足的IVF女性妊娠率和活产率/持续妊娠率更高，但敏感性分析无显著差异。一项随机对照研究表明，ICSI前6周服用维生素D补充剂（50 000 U/周）可显著提高临床妊娠率。然而一项队列研究发现，当接受辅助生殖技术（ART）的妇女能够实现胚胎植入时，维生素D充足、不足和缺乏等3组间临床妊娠率和活产率比较无显著差异。另一项卵母细胞受赠者的研究显示25(OH)D水平与IVF结局不相关，表明维生素D的作用主要反映在生殖细胞和卵巢而非子宫。维生素D对妊娠结局的影响及改善妊娠的机制还有待研究。

四、维生素D对常见生殖系统疾病的影响

（一）维生素D对多囊卵巢综合征(PCOS)的影响

一项包含120名育龄期女性的研究中，多数PCOS患者存在血清维生素D水平缺乏或不足，PCOS组平均维生素D浓度低于对照组，但差异无统计学意义。PCOS患者与健康女性的维生素D摄入量比较无显著差异。一项伊朗队列研究发现，25(OH)D在PCOS妇女中比对照组妇女的水平更高。一项对埃及女性的研究显示，VDR相关基因变异与PCOS的风险增加有关，其中Bsm-I和Taq-I单核苷酸多态性（SNP）与高雄激素血症、少/无排卵和多囊卵巢形态显著相关，Fok-I和Apa-I SNP与高雄激素血症和多囊卵巢形态显著相关。

1.高雄激素：部分研究表明，维生素D能够提高性激素结合球蛋白（SHBG）的水平从而改善PCOS患者的高雄激素表现，这可能是由于PCOS患者中维生素D水平与肥胖和胰岛素抵抗负相关，肥胖导致SHBG减少，胰岛素抵抗伴随的代偿性高胰岛素血症也抑制肝脏合成SHBG。

一项对80例PCOS患者的研究发现，血清25(OH)D水平与SHBG显著正相关，与FAI显著负相关。维生素D的这一影响目前仍存在争议。一项对206名PCOS妇女的研究显示，维生素D与SHBG负相关，与多毛症评分正相关，与TT、FT和FAI无关。维生素D治疗对PCOS引起的高雄激素改善有益。一项随机对照研究发现，患有PCOS和维生素D缺乏的超重女性每周补充50 000 U维生素D12周后SHBG显著升高，TT、FAI和多毛症评分显著下降。

2.卵泡发育和排卵：维生素D的补充可能通过改善卵泡发育有助于PCOS的治疗。在PCOS大鼠模型中已证明，维生素D治疗通过增加FSH和雌二醇以及降低LH来增加正常卵泡数量。连续24周每周补充20 000 U维生素D使得PCOS女性的FSH和LH/FSH比值显著升高。维生素D缺乏伴PCOS超重女性每周补充50 000 U维生素D 12周后显著增加了卵巢超声正常和月经周期规律的比例。

3.内膜结构：子宫内膜厚度是妊娠成功率的重要预测因素。一项纳入20个随机对照研究的Meta分析结果显示，维生素D补充组与对照组PCOS患者子宫内膜厚度和人绒毛膜促性腺激素（HCG）阳性率比较无显著差异。在一项PCOS大鼠模型研究中，维生素D治疗组子宫内膜细胞凋亡和增殖减少，子宫内膜、上皮和间质厚度减低，研究提示维生素D可对抗PCOS诱导的子宫内膜增生，降低这些患者继发子宫内膜癌的风险。

（二）维生素D对子宫内膜异位症（EMs）的影响

1,25(OH)2D具有较强的免疫抑制性，早期研究认为子宫内膜细胞中增强表达的1α-羟化酶可将25(OH)D转化为1,25(OH)2D，在局部抑制免疫介导的子宫内膜细胞的清除，促进这些细胞在腹膜腔的植入，导致EMs病情进展。然而新的研究证明，1,25(OH)2D可通过抗血管生成和降解细胞外基质蛋白酶使大鼠中的子宫内膜异位植入物消退。

一项体外研究表明，维生素D通过减少白细胞介素（IL）-6的产生和降低Bcl-2、Bcl-xL、VEGF-α基因的表达，增加细胞粘附并减少异位和在位子宫内膜基质细胞的侵袭和增殖。有研究发现，生存素与子宫内膜细胞的凋亡逃逸及其在异位部位的存活密切相关，而维生素D可抑制其的表达。Delbandi等研究表明，EMs患者血清及腹腔液25(OH)D水平均显著低于对照组，Ⅰ~Ⅱ期EMs患者血清25(OH)D水平略低于Ⅲ~Ⅳ期EMs患者。生殖器EMs患者外周血及腹腔液25(OH)D水平显著低于对照组，且异位内膜VDR表达低于在位内膜。VDR相关基因 Bsm-I的G/G基因型使EMs的发生风险增加了1.9倍。

在维生素D补充对EMs症状的影响上，不同研究呈现出不同的结果。一项伊朗研究显示，内异症患者每两周补充50 000 U维生素D 12周可显著改善痛经。与标准激素调节疗法相比，维生素D联合疗法促进了EMs患者疼痛综合征的改善和心理情绪的稳定。但也有研究表明，EMs病灶切除术后每周补充50 000 U维生素D 12周对痛经和盆腔疼痛没有显著改善。EMs患者子宫内膜细胞中雌激素和孕激素受体表达失衡导致子宫内膜对孕激素的抵抗，从而导致Wnt/β-catenin信号通路过度激活，引起子宫内膜容受性的异常，研究表明，维生素D治疗可显著降低活性β-catenin的表达，可能具有针对EMs的治疗潜力。

五、维生素D季节性变化

血清25(OH)D水平呈季节性变化，秋季（8~10月）出现峰值，冬春季（2~4月）出现最小值。维生素D水平的季节性变化可能影响包括激素水平、子宫内膜发育改变和卵母细胞发育改变在内的几种途径从而影响受孕率。一项纳入469例接受ART的不孕女性的研究发现，血清AMH与维生素D呈现相同的季节性变化，同样，IVF/ICSI得到的受精卵数量也呈现出夏秋高，冬春低的特点。然而一项对接受IVF/ICSI女性的研究却表明，临床妊娠率无明显季节性，甚至夏季取卵或胚胎移植获得的活产率显著低于春季，尽管这一差异的幅度可能不具临床价值。因此在夏季进行ART操作是否更有利于生育结局仍存在争议。

六、总结

综上所述，维生素D对卵巢激素分泌、卵巢储备、卵泡发育和排卵、子宫发育和子宫内膜容受性具有调节作用，还可能与PCOS、EMs的发生发展有关，维生素D水平的季节性变化可能影响生育能力。补充维生素D对PCOS引起的高雄激素、无排卵和内膜增生有益，并对EMs有可能的治疗潜力，然而ART的结果存在争议，其机制有待进一步研究。

文章来源：蔺雅琦，王瑞琦，娄艳茹，等.维生素D对女性卵巢激素及生育调节的研究进展[J].生殖医学杂志，2024,33(7):983-989.