DNMT1 x DNMT3A x DNMT3B

【肺动脉高压的发病机制与治疗】摘要 过去25年间，肺动脉高压（PAH）的诊疗取得了显著进展，但该疾病仍属于危及生命的严重疾病。目前已获批的PAH治疗手段大多仅能通过纠正血管活性因子的失衡实现对症缓解。酪氨酸激酶抑制剂伊马替尼是首个在PAH患者中开展临床试验的非血管舒张为主的药物，与安慰剂相比，该药物能改善患者的运动耐量和肺血流动力学指标，但会引发硬膜下血肿等不良事件。鉴于吸入给药方式或可降低全身不良反应的发生风险，酪氨酸激酶抑制剂的吸入制剂目前正处于临床研发阶段。 PAH的其他新型治疗策略还包括利用索塔西普抑制IIA型激活素受体的信号通路，该药物在临床试验中展现出显著疗效，并于2024年在美国获批用于PAH治疗，但其长期用药安全性尚未明确。未来PAH诊疗的发展重点将围绕右心室功能展开，同时会结合深度表型分析，推动个体化治疗方案的研发。本综述总结了PAH的潜在发病机制，概述了现有PAH治疗手段及其局限性，阐述了目前正处于II期或III期临床试验、以非血管舒张作用为主的新型药物的研发进展，并探讨了PAH领域的未来研究方向。核心要点 肺动脉高压（PAH） 具有复杂的血管病理生物学特征，以细胞增殖、细胞外基质沉积和炎症反应为核心表现，目前已获批的治疗方案主要发挥血管舒张作用。 酪氨酸激酶抑制剂伊马替尼和西拉鲁替尼以抗增殖作用为主要特性，临床试验证实二者对PAH具有治疗效果；吸入给药方式或可解决口服伊马替尼带来的安全性相关问题。 IIA型激活素受体配体陷阱索塔西普在PAH患者的临床试验中显示出明确治疗效果；一项正在开展的延伸研究或可解答该药物对心脏和全身血管的长期安全性问题。 PAH治疗方案对非负荷依赖性右心室功能的影响仍需进一步研究，而该功能是PAH患者预后的重要决定因素。 不同PAH患者对各类治疗手段的反应存在个体差异；深度表型分析或有助于筛选与药物特异性反应相关的生物标志物，为个体化治疗方案的研发提供支撑。引言 肺动脉高压（PAH） 是一种危及生命的肺血管疾病，以肺血管收缩和血管重构为核心特征。由此引发的肺血管阻力（PVR） 进行性升高会对右心室造成负荷挑战，右心室最初会通过肥厚提升收缩力，以此维持右心室-肺动脉（RV-PA）耦联，但这种适应性代偿机制最终会逐渐失效，进而导致右心室扩张与衰竭。右心室功能是决定PAH患者生存率的关键因素。 PAH是肺动脉高压的一个亚型，肺动脉高压会根据病理生理机制、临床表现、血流动力学特征和治疗原则进行分类。其他主要亚型包括：与左心疾病相关的肺动脉高压（2组）、与肺部疾病和/或低氧相关的肺动脉高压（3组）、肺动脉梗阻相关的肺动脉高压（4组），以及机制不明或多因素所致的肺动脉高压（5组）。肺动脉高压的核心症状为进行性轻度活动后呼吸困难，其他症状和体征还包括乏力、快速疲劳、心悸、活动后晕厥（先兆）、发绀和第二心音肺动脉瓣成分亢进，这些表现可提示肺动脉高压的可能。 肺动脉高压的相关检查包括心电图、胸部X线、心肺运动试验和计算机断层扫描（CT），超声心动图是判断肺动脉高压发生可能性的重要无创检查手段；对于中度或高度可疑肺动脉高压的患者，应转诊至专业肺动脉高压中心进行全面检查，其中包括通过右心导管检查开展诊断性肺血流动力学评估。 PAH属于毛细血管前性肺动脉高压，目前的定义为：平均肺动脉压（mPAP）＞20 mmHg，肺动脉楔压≤15 mmHg，且肺血管阻力（PVR）＞2伍德单位。PAH的治疗需根据疾病具体亚型、是否存在血管反应性、心肺合并症，以及风险评估结果制定，治疗目标是实现并维持低风险状态。 风险评估的依据为各类预后决定因素，包括血流动力学和影像学参数、脑钠肽（BNP）或N端脑钠肽前体（NT-proBNP）水平、心肺运动试验参数、运动耐量、功能分级、晕厥发生情况、症状进展速度和临床表现，以及右心衰竭的体征。值得注意的是，PAH治疗方案的关键临床试验均在平均肺动脉压≥25 mmHg且肺血管阻力＞3伍德单位的患者中开展，这类治疗方案对平均肺动脉压＜25 mmHg且肺血管阻力＜3伍德单位患者的疗效尚未得到证实。 PAH患者也可能合并其他类型肺动脉高压的特征，而现有PAH治疗方案尚未获批用于治疗此类合并情况。例如，非典型特发性PAH被认定为肺动脉高压的中间类型，同时具有典型特发性PAH（1组）和射血分数保留的心力衰竭相关肺动脉高压（2组）的特征；也有研究描述了具有3组肺动脉高压样肺部表型的特发性PAH。 随着酪氨酸激酶抑制剂、激活素受体配体陷阱等新型药物的问世，肺动脉高压的药物研发发生了重大变革，其中索塔西普已于2024年3月获得美国食品药品监督管理局（FDA）批准，用于治疗成人PAH。本综述总结了PAH的潜在发病机制，概述了现有PAH治疗手段及其局限性，阐述了目前正处于II期或III期临床试验、以非血管舒张作用为主的药物研发进展，并探讨了PAH领域的未来研究方向。病理生理学 PAH的病理生理学机制复杂，遗传、表观遗传和环境等多种机制共同作用，最终导致肺血管收缩和血管重构。【图1 | 肺动脉高压的发病机制】遗传、表观遗传和环境因素（蓝色文本框）通过影响肺血管（灰色文本框）和右心室（RV）功能（粉色文本框），共同参与肺动脉高压的发生发展。内皮功能障碍会引发肺血管收缩和血管重构（增殖与纤维化），进而增加右心室后负荷；右心室收缩力对后负荷增加的适应性调节（右心室-肺动脉（PA）耦联）是疾病预后的关键决定因素。最终适应性代偿机制衰竭，引发右心室扩张和衰竭。NK为自然杀伤细胞。遗传驱动因素 骨形态发生蛋白受体2（BMPR2） 是转化生长因子β（TGF-β）超家族的成员，其基因变异存在于70%80%的家族性PAH家系和10%20%的特发性PAH患者中。BMPR2的功能缺失会促进内皮功能障碍、内皮-间质转化和肺动脉平滑肌细胞过度增殖。 BMPR2的共受体激活素受体样激酶1（ALK1，也称为丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶受体R3） 和内皮糖蛋白的基因变异，也与PAH以及遗传性出血性毛细血管扩张症相关，且这两种疾病可并存。此外，PAH还与BMPR2配体骨形态发生蛋白9（BMP9，作为血管静息因子发挥作用）、下游效应因子SMAD8（由SMAD9编码，参与微RNA调控）、小窝蛋白1（参与BMPRs的共定位）和钾通道亚家族K成员3（KCNK3，影响血管张力） 的基因变异相关。表观遗传驱动因素 DNA甲基转移酶（DNMT，包括DNMT1和DNMT3b） 的表达上调被证实与PAH的发生发展相关，其作用机制为下调超氧化物歧化酶2等血管保护基因的表达。研究发现，PAH患者中BMPR2启动子区的高甲基化会抑制该基因的表达。有趣的是，分别编码DNA甲基化和去甲基化相关蛋白的DNMT3和TET2基因变异，也与PAH存在关联。 DNA甲基转移酶变异导致PAH的具体机制尚未明确，但有研究提示，炎症反应增强（如TET2基因变异所致）可能是潜在作用通路之一。组蛋白去乙酰化酶（HDACs） 调控细胞质蛋白的乙酰化状态和活性，通过染色质浓缩抑制转录，且与血管重构相关的增殖和炎症表型密切相关。 研究显示，PAH患者肺组织中HDAC1、HDAC5和HDAC6 的表达上调；PAH还与沉默信息调节因子3（Sirtuin 3，一种主要定位于线粒体的NAD依赖性去乙酰化酶） 的表达和活性降低，以及溴结构域包含蛋白4（BRD4，一种乙酰基阅读器，可促进致癌和促炎因子表达） 的表达上调相关。 微RNAs 也参与了PAH的发病机制，例如，miR-138-5p在PAH患者和肺动脉高压大鼠模型中表达上调，而在大鼠模型中抑制该微RNA的表达可恢复KCNK3的表达、改善肺血流动力学并减轻肺血管重构。环境因素药物相关诱因 PAH可由接触特定药物或毒素诱发，特定食欲抑制剂（如芬氟拉明衍生物）、有毒菜籽油、甲基苯丙胺、α-干扰素、β-干扰素，以及部分酪氨酸激酶抑制剂（包括达沙替尼）均与肺动脉高压的发生相关。甲基苯丙胺的使用与PAH的关联尤为值得关注，2019年美国有200万人报告使用该药物，且其使用量在欧洲和亚洲呈上升趋势。 甲基苯丙胺与5-羟色胺释放剂芬氟拉明具有相似的药理特性，可诱导去甲肾上腺素和5-羟色胺释放，而这两种物质均可促进平滑肌细胞增殖和收缩。达沙替尼与PAH的关联也值得关注，且看似存在矛盾——其他酪氨酸激酶抑制剂（如伊马替尼）正被研究作为PAH的潜在治疗药物，这种作用差异可能源于达沙替尼靶向的激酶谱比伊马替尼更广泛。感染与炎症 人类免疫缺陷病毒（HIV） 和血吸虫感染与PAH的发生相关。尽管HIV不会感染肺血管内皮细胞，但HIV相关蛋白（如包膜糖蛋白gp120和Tat，分别诱导内皮素1和活性氧释放）可能导致内皮功能障碍；HIV或HIV患者常见的其他感染所激活的炎症通路，也可能参与PAH的发生发展。 血吸虫病是由寄生绦虫引起的急慢性感染，是热带地区PAH的最常见病因之一，但其潜在作用机制尚未明确。目前认为，沉积在肺部的血吸虫卵会引发免疫反应，进而促进肺血管炎症和重构。值得注意的是，炎症是肺动脉高压的共同特征，系统性硬化症等炎症性结缔组织病均与PAH相关，且关联程度存在差异。 有证据表明，血流动力学力量异常会导致肺内皮功能障碍，进而引起免疫细胞黏附和浸润，以及肿瘤坏死因子、白细胞介素6（IL-6）等炎症介质释放；由此引发的血管周围炎症被认为会以循环方式促进血管重构和肺动脉高压的进展。性别特异性差异 女性患PAH的概率高于男性，但女性PAH患者的预后优于男性。这种“雌激素悖论”的生理机制复杂且尚未完全阐明，但过去15年的研究表明，其涉及多种性别特异性激素、受体和代谢物，且可能存在时间和区域特异性效应。 有趣的是，硫酸脱氢表雄酮（DHEA，雌激素和睾酮合成的前体物质） 似乎具有保护作用——PAH患者的循环硫酸脱氢表雄酮水平低于健康对照者，且与PAH的严重程度呈负相关。铁缺乏 铁缺乏是全球最常见的营养缺乏症之一，与PAH患者的不良临床结局密切相关。根据目前的PAH治疗指南，对于缺铁性贫血的PAH患者，建议纠正铁状态；对于无贫血的铁缺乏患者，也可考虑补铁治疗。机械因素 血管壁剪切应力可影响细胞内能量代谢、细胞骨架结构和血管张力。与平均肺动脉压＜25 mmHg的对照者相比，肺动脉高压患者主肺动脉的血管壁剪切应力降低，且这一变化与内皮细胞血管活性因子产生失衡、细胞外基质重构、炎症反应，以及平滑肌细胞增殖和迁移相关。 肺动脉压力升高还会增加周期性牵张，进而促进肺动脉内皮细胞和平滑肌细胞增殖、刺激细胞外基质重构，并增加内皮细胞的硬度；同时，肺动脉压力升高还可能导致毛细血管膜的机械性损伤，进而增加血管通透性并诱发重构。肺部的分子和细胞改变 内皮功能障碍会导致内皮素1释放增加，同时一氧化氮和前列环素的释放受抑，这些通路参与调节血管收缩和细胞增殖，也是现有PAH治疗方案的核心作用靶点。内皮素1通过磷脂酶C-蛋白激酶C通路抑制钾通道电流、上调钙通道和经典瞬时受体电位通道电流，从而促进平滑肌细胞去极化和血管收缩。 一氧化氮通路通过蛋白激酶G激活钾通道电流、抑制钙库操纵性钙内流，进而促进血管舒张；而前列环素通路则通过蛋白激酶A激活钾通道电流发挥血管舒张作用。 PAH患者的内皮细胞还表现为黏附分子（包括E选择素、细胞间黏附分子1和血管细胞黏附分子1）表达增加、炎症细胞募集、氧化应激增强、抗凝特性降低，以及获得促增殖和抗凋亡表型，这些变化会促进血管重构，而血管重构的特征是肺动脉平滑肌细胞和具有显著促炎表型的外膜成纤维细胞进行性聚集。 PAH患者的肺组织中生长因子（包括血管内皮生长因子、血小板衍生生长因子（PDGF））的表达增加，炎症介质水平发生改变（IL-6、IL-1受体1型表达升高，过氧化物酶体增殖物激活受体γ表达降低）；肺血管细胞还表现为转录因子（包括活化T细胞核因子、核因子κB）活性改变、DNA损伤反应通路失调（如DNA修复蛋白聚腺苷二磷酸核糖聚合酶1的表达和激活增加），以及代谢方式向糖酵解（瓦博格效应） 和脂肪酸氧化转变。 这种代谢转变与肿瘤细胞相似，最终会导致细胞对死亡介质的敏感性降低。右心室功能障碍的分子机制 携带BMPR2基因变异的PAH患者，其右心室功能受损程度比具有相似后负荷的非携带患者更严重，提示遗传因素参与右心衰竭的发生。表观遗传改变也可能参与从代偿性右心室肥厚向失代偿性右心衰竭的转变，研究发现，与代偿性右心室肥厚相比，失代偿性右心室肥厚患者的DNMT3A和DNMT3B表达上调，这会导致miR-126启动子区高甲基化，进而使miR-126表达降低，最终造成右心室血管生成减少、血管密度降低。缺氧诱导因子1α 的抑制也可能导致失代偿性右心衰竭患者的血管生成减少。 性激素也可能影响右心室功能，绝经后激素治疗、血浆硫酸脱氢表雄酮水平，以及调节雌激素活性的单核苷酸变异，均与右心室结构重构或功能相关。在肺动脉高压动物模型中，雌激素似乎对右心室功能具有保护作用，但这种保护作用是直接作用于右心室细胞，还是通过降低右心室后负荷间接发挥作用，目前尚未明确。 肺动脉高压相关的右心室功能障碍还可能受细胞骨架改变的影响，一项利用肺动脉高压大鼠模型的研究显示，右心室心肌细胞的T管结构异常，连接蛋白2表达降低；研究发现，PAH患者的右心室舒张硬度增加，且与肌节硬化、右心室心肌细胞的肌联蛋白磷酸化降低相关。 此外，与无PAH者相比，特发性PAH患者和系统性硬化症相关PAH患者的右心室心肌细胞被动硬度均增加，但特发性PAH患者的最大钙激活力升高，而系统性硬化症相关PAH患者则降低，这与后者更差的临床结局一致，且最大钙激活力与右心室收缩力和收缩储备呈正相关。 炎症在肺动脉高压相关右心室功能障碍发病机制中的作用尚未明确，右心室压力超负荷的动物模型中，多种炎症介质表达上调，包括趋化因子（如CC趋化因子配体2、3、4、6，CXC趋化因子配体1、2、3、9、10、16）、CC趋化因子受体1、CXC趋化因子受体4、IL-1β、IL-6和肿瘤坏死因子。 PAH患者的右心室功能障碍也与炎症过程相关，例如，循环中高浓度的IL-6、CXCL10、CXCL12和CXCL16与PAH患者的右心室功能障碍相关；此外，与非PAH心肌病对照者相比，合并右心室失代偿的PAH患者其右心室组织中CD68+巨噬细胞数量增加。压力超负荷所致右心室功能障碍中的慢性炎症，被认为可通过促进心肌成纤维细胞增殖和活化、增加胶原沉积，进而参与右心室纤维化的发生。 最后，PAH患者的右心室代谢过程发生改变，右心衰竭的特征是糖酵解增加、脂肪酸氧化减少。糖酵解增强由丙酮酸脱氢酶激酶介导，且与右心室收缩力降低、右心室单相动作电位时程和校正QT间期延长相关，其机制为复极化电压门控钾通道表达降低。 脂肪酸氧化减少则与脂质代谢通路相关酶（如ARV1同源物脂肪酸稳态调节剂、硫辛酸合成酶、磷脂酰肌醇聚糖锚定生物合成K类蛋白、棕榈酰-蛋白硫酯酶1）的下调相关，且可能导致毒性脂质蓄积。与对照者相比，PAH患者右心室组织中神经酰胺（一种具有脂毒性和促凋亡作用的甘油三酯代谢产物） 的水平升高。已获批的肺动脉高压治疗方案靶向肺动脉高压治疗 对于急性血管扩张试验未出现即时血流动力学改善，或对大剂量钙通道阻滞剂治疗无持续反应的PAH患者，推荐使用靶向前列环素、内皮素或一氧化氮通路的治疗方案。以下总结了在美国或欧洲获批的PAH靶向治疗方案关键临床试验的主要结局。前列环素类似物 在一项针对PAH（纽约心脏协会（NYHA）心功能III-IV级）患者的随机、对照、开放标签12周研究中，对前列环素类似物依前列醇进行了评估。这项关键研究显示，与常规治疗相比较，静脉输注依前列醇可同时改善患者的运动耐量（6分钟步行距离，6MWD） 和血流动力学指标，也是迄今为止唯一一项证实试验药物相比标准治疗能提高PAH患者生存率的临床试验。 但值得注意的是，该研究中的常规基础治疗（包括抗凝药、口服血管扩张剂、利尿剂、强心苷和氧疗）与后续研究存在差异，后续研究中患者可能接受其他已获批的PAH治疗作为基础治疗，且该研究中的患者均为晚期疾病。 后续获批的前列环素类似物在安全性方面更具优势，且给药途径更便捷。针对皮下注射曲前列尼尔、吸入伊洛前列素、吸入曲前列尼尔和口服曲前列尼尔的关键临床试验均显示，与安慰剂相比，12周时患者的6分钟步行距离得到改善。 静脉注射曲前列尼尔在健康志愿者中与皮下注射曲前列尼尔具有生物等效性，对于无法耐受皮下输注曲前列尼尔的患者，可考虑静脉给药。此外，无论基础治疗如何，口服前列环素受体激动剂司来帕格与安慰剂相比，可降低PAH相关死亡和并发症的复合发生率，该复合终点事件中81.9%为住院或疾病进展。内皮素受体拮抗剂 针对口服内皮素受体拮抗剂（ERAs）波生坦和安立生坦的关键临床试验显示，在未接受过治疗的PAH患者中，分别经过16周和12周治疗后，与安慰剂相比，患者的6分钟步行距离得到改善。 一项后续临床试验评估了内皮素受体拮抗剂马西替坦在已接受至多两种PAH特异性基础治疗的患者中的疗效，结果显示，与安慰剂相比，该药物可降低发病率和死亡率的复合发生率。靶向一氧化氮通路 一氧化氮可刺激可溶性鸟苷酸环化酶（sGC） 生成环鸟苷酸，而环鸟苷酸会被磷酸二酯酶5（PDE5） 降解。在未接受过治疗的PAH患者中，口服磷酸二酯酶5抑制剂西地那非和他达拉非分别经过12周和16周治疗后，与安慰剂相比，患者的6分钟步行距离得到改善。 同样，对于接受内皮素受体拮抗剂或前列环素类药物治疗，或未接受其他PAH特异性治疗的有症状PAH患者，可溶性鸟苷酸环化酶刺激剂利奥西呱治疗12周后，与安慰剂相比，患者的6分钟步行距离得到改善。初始联合治疗 III-IV期AMBITION试验对比了初治安立生坦或他达拉非单药治疗，与安立生坦联合他达拉非初始联合治疗在新诊断PAH（世界卫生组织（WHO）心功能II-III级）患者中的疗效，结果显示，与单药治疗相比，初始联合治疗方案可显著降低临床失败复合终点的发生风险。 值得注意的是，该研究首次对“临床失败时间”这一事件驱动的复合终点采用了扩展定义，将心功能分级无变化但步行距离下降也认定为治疗“失败”。但两组间复合终点发生率的差异主要由PAH相关住院导致；初始联合治疗的额外获益，是源于两类药物的机制协同作用，还是各类药物部分弥补了患者对另一类药物的无反应性，目前仍有待证实。 一项法国注册研究显示，新诊断的PAH患者接受内皮素受体拮抗剂联合磷酸二酯酶5抑制剂的双重联合治疗后，4个月内心功能分级、运动耐量和血流动力学指标均得到改善。此外，两项临床试验的结果提示，对于接受内皮素受体拮抗剂联合磷酸二酯酶5抑制剂口服双重联合治疗，但未达到预设临床疗效标准的患者，将磷酸二酯酶5抑制剂换为利奥西呱可能获益。 但由于这两项试验均为开放标签研究，其结果仍需盲法对照研究证实。最后，TRITON研究显示，在新诊断、未接受过治疗的PAH患者中，马西替坦+他达拉非+司来帕格三联联合治疗与马西替坦+他达拉非双重联合治疗相比，肺血管阻力这一主要终点无显著差异。 最新的欧洲肺动脉高压治疗指南推荐，对于无心肺合并症的PAH患者（特发性、遗传性、药物相关性或结缔组织病相关性），采用初始联合治疗；对于合并心肺合并症的患者，采用初始口服单药治疗。 重要的是，只有当患者能够耐受药物的剂量、给药途径和不良反应谱时，PAH药物才能发挥疗效；药物的治疗潜力可能会影响患者应对不良反应的能力或意愿。例如，对于具有挽救生命潜力和疾病修饰作用的药物，其不良的不良反应谱更容易被患者接受，而疗效较差的药物则不然。 值得注意的是，同一类药物的不良反应可能存在差异，一项荟萃分析对比了多种内皮素受体拮抗剂的临床安全性，结果显示，波生坦治疗会增加肝功能异常的风险，而安立生坦和马西替坦则无此风险。对于前列环素类药物，随着皮下、口服和吸入制剂的研发，静脉给药的并发症和负担会有所降低，但联合治疗会叠加各单药的不良反应，可能影响患者的耐受性。【图2 | 肺动脉高压获批及研发布局阶段治疗方案的主要不良反应】联合治疗会叠加各单药的不良反应。CNS为中枢神经系统；ERAs为内皮素受体拮抗剂；GERD为胃食管反流病；PDE5为磷酸二酯酶5。钙通道阻滞剂 对于特发性、遗传性或药物相关性PAH患者，若急性血管反应试验阳性，可能从大剂量钙通道阻滞剂治疗中获益。但遗憾的是，钙通道阻滞剂对这类患者的初始疗效往往无法长期维持。 一项法国全国注册研究显示，12.6%的特发性PAH患者对急性血管扩张试验有血流动力学反应，但仅有6.8%的患者在1年时对钙通道阻滞剂治疗有持续反应。一项针对1904例接受血管反应性检测的特发性、遗传性或药物诱导性PAH患者的多中心回顾性分析显示，仅有162例患者符合血管反应者标准，中位随访60个月时，总生存率为86.7%；但在启动钙通道阻滞剂治疗1年后，仅有53.2%的患者仍维持该方案单药治疗。 有趣的是，除了先前定义的血流动力学反应者标准外，该研究还发现，初始血管反应性检测时的肺动脉顺应性、随访期间的低风险状态和低血清NT-proBNP水平均与生存率相关。因此，对于血管扩张试验阳性并接受钙通道阻滞剂治疗的患者，应通过客观检查进行定期重新评估。 值得注意的是，在所有PAH治疗方案中，钙通道阻滞剂治疗仍是唯一可用的“个体化治疗”手段，因为可预先筛选出可能的反应者。现有治疗方案的局限性 PAH具有复杂的血管病理生物学特征，以肺血管细胞过度增殖、细胞外基质沉积和血管周围炎症细胞浸润为主要表现，这对现有治疗方案构成了挑战。现有PAH治疗方案的作用机制主要局限于通过纠正血管活性因子失衡发挥血管舒张作用，评估这些治疗方案疗效的临床试验，大多以6分钟步行距离，或由疾病进展、住院驱动的发病率和死亡率终点为主要依据；目前尚无临床试验证实哪种药物组合对个体患者最优，也无明确证据表明现有治疗方案具有疾病修饰作用。 因此，临床医生缺乏证据来预测哪种药物或药物组合对特定患者最有效；目前仍缺乏能预先筛选出可能反应者的个体化治疗方案（如钙通道阻滞剂的用药策略），但未来大数据和组学技术或可弥补这一证据缺口。此外，目前仍需要新的策略来改善肺部病理性重构，并阻止或逆转PAH的进展。过去数十年的转化和临床研究，已发现了参与PAH增殖、代谢和炎症异常的新型致病通路，为新的治疗方向提供了思路。新型治疗靶点伊马替尼 酪氨酸激酶抑制剂伊马替尼是首个在PAH患者中开展临床试验的该类药物，为研究以显著抗增殖作用（而非血管舒张作用）为特征、可逆转血管病理改变的新型药物开辟了道路。伊马替尼是多种酪氨酸激酶的选择性抑制剂，包括促进白细胞增殖的融合蛋白BCR-ABL、KIT和血小板衍生生长因子受体（PDGFR），该药物于2001年获批用于治疗慢性粒细胞白血病。 研究证实，血小板衍生生长因子是平滑肌细胞和成纤维细胞的强效有丝分裂原和趋化因子，也是平滑肌收缩活性的强效诱导剂；而KIT是骨髓源性造血干细胞的标志物。鉴于PAH患者的肺血管重构与血小板衍生生长因子活性上调、KIT表达增加相关，伊马替尼重新定位用于治疗PAH的潜力受到了广泛关注。 在已建立肺血管疾病的动物模型中，伊马替尼治疗可对肺小动脉产生显著的**“逆向重构”** 作用，与其抗增殖作用一致。一则后续病例报告显示，一名晚期PAH患者尽管接受三联治疗，但仍进展为右心衰竭，口服伊马替尼后，其6分钟步行距离、肺血管阻力和世界卫生组织心功能分级均得到改善，且这些疗效在治疗6个月后仍持续存在，无明显不良反应。 在多篇类似病例报告发表后，一项针对PAH患者的II期随机对照24周研究显示，与安慰剂相比，伊马替尼治疗可显著降低肺血管阻力，6分钟步行距离也有所增加（但无统计学意义）。后续的III期IMPRES试验显示，与安慰剂联合常规PAH治疗相比，伊马替尼联合常规PAH治疗可显著改善患者的6分钟步行距离、肺血管阻力和心输出量。 但遗憾的是，伊马替尼组的不良事件（如硬膜下血肿） 和研究药物停药率均高于安慰剂组，美国食品药品监督管理局（FDA）要求补充更多安全性数据。尽管如此，伊马替尼用于治疗PAH的研究仍备受关注。一项I期试验显示，伊马替尼干粉吸入制剂（AV-101） 在健康志愿者中耐受性良好，且与口服伊马替尼相比，全身暴露量降低。 一项正在进行的针对PAH患者的IIIII期临床试验，将评估AV-101与安慰剂相比的安全性和疗效，II期部分的主要终点为24周时肺血管阻力的变化，III期部分的主要终点为24周时6分钟步行距离的变化。此外，一项开放标签、单臂III期临床研究正在进行，旨在探索伊马替尼口服制剂在PAH患者中的最大耐受剂量，证实该剂量下的疗效，并通过患者基因型评估药物反应。西拉鲁替尼 酪氨酸激酶抑制剂西拉鲁替尼为吸入给药，靶向血小板衍生生长因子受体α、血小板衍生生长因子受体β、集落刺激因子1受体和KIT。在两种PAH大鼠模型中，与溶媒治疗相比，吸入西拉鲁替尼可改善心肺血流动力学，减轻肺动脉和右心室重构。 一项针对接受标准基础治疗的PAH患者的II期随机、双盲、安慰剂对照TORREY试验显示，与安慰剂相比，吸入西拉鲁替尼治疗24周可显著降低肺血管阻力，达到研究的主要终点。西拉鲁替尼的耐受性良好，两组最常见的不良反应均为轻至中度咳嗽。这些结果提示，吸入给药可使药物在肺循环中发挥足够的活性，且具有良好的安全性。一项正在进行的针对PAH患者的III期临床试验，将评估吸入西拉鲁替尼与安慰剂相比的安全性和疗效，主要终点为24周时6分钟步行距离的变化。索塔西普 索塔西普是首个同类融合蛋白，由人IIA型激活素受体（ACTRIIA） 的细胞外结构域和人免疫球蛋白G1的Fc结构域组成。索塔西普作为配体陷阱，可螯合转化生长因子β超家族成员，以恢复促增殖的IIA型激活素受体通路与抗增殖的骨形态发生蛋白受体2通路之间的平衡。 与健康对照者相比，PAH患者肺小动脉中IIA型激活素受体配体（激活素、生长分化因子8（GDF8）、生长分化因子11（GDF11））的表达更高。临床前研究显示，IIA型激活素受体-Fc融合蛋白可促进骨形态发生蛋白9信号传导，阻断生长分化因子11和激活素对肺血管细胞的促增殖作用；同时，该融合蛋白还可在两种肺动脉高压大鼠模型中预防和逆转肺血管疾病及右心室功能障碍。 一项II期随机、安慰剂对照试验显示，对于接受稳定基础治疗的PAH患者，皮下注射索塔西普治疗24周，与安慰剂相比可显著降低肺血管阻力，且肺血管阻力的降低主要源于平均肺动脉压的下降，心输出量几乎无变化。在该试验的开放标签18~24个月延伸阶段，所有受试者均接受索塔西普治疗，结果显示，从安慰剂组转换为索塔西普组的患者其疗效终点得到改善，而初始索塔西普组患者的疗效终点则维持稳定。 最后，一项III期随机试验对比了皮下注射索塔西普与安慰剂在接受稳定基础治疗的PAH患者中的疗效，大多数患者（61.6%）接受三联基础治疗。结果显示，与安慰剂组相比，索塔西普组患者的6分钟步行距离（主要终点） 显著改善，肺血管阻力、血浆NT-proBNP水平、世界卫生组织心功能分级、死亡或临床恶化时间、法国风险评分和患者报告结局等次要终点也均显著改善；与II期试验结果一致，患者的心输出量几乎无变化。 尽管索塔西普的疗效数据令人瞩目，但其新出现的安全性信号值得探讨。II期试验中，与安慰剂组相比，索塔西普组患者出现血小板减少，且血红蛋白水平升高，这与预期一致；在II期试验的长期延伸阶段，11名受试者（10.6%）报告毛细血管扩张症这一不良事件；III期试验中，与安慰剂相比，索塔西普治疗更易出现轻微出血、鼻出血、牙龈出血、头晕和血压升高等情况。 尽管接受索塔西普治疗的患者中尚未报告危险的动静脉畸形，但毛细血管扩张症的报告提示其存在脱靶的全身血管效应，仍需进一步研究。值得注意的是，激活素受体样激酶1基因变异与遗传性出血性毛细血管扩张症相关的PAH有关。 此外，尽管索塔西普治疗可改善肺血管阻力和平均肺动脉压，但患者的心输出量未出现有益变化，这一结果也超出预期，且考虑到临床前数据显示索塔西普类药物可能对心脏产生有害作用，该现象值得关注。但值得注意的是，研究受试者均接受了已获批的PAH治疗，且基线时心脏指数正常，这可能在一定程度上解释了心脏指数未进一步升高的原因。 目前，索塔西普安全性发现的长期影响仍有待证实，一项针对PAH患者的开放标签随访研究正在进行，以评估索塔西普的长期安全性、耐受性和疗效。此外，另有两项III期临床试验正在评估索塔西普在高死亡风险的PAH患者（世界卫生组织心功能III或IV级），以及中高疾病进展风险的新诊断PAH患者中的疗效。重组骨形态发生蛋白9 骨形态发生蛋白9（BMP9） 基因变异与PAH相关，即使在无该基因变异的患者中，也有部分患者存在骨形态发生蛋白9表达降低。MGX292是骨形态发生蛋白9的重组变异体，与天然骨形态发生蛋白9相比，其成骨活性降低，内皮信号传导活性相似，可在重度闭塞性PAH大鼠模型中逆转肺血管重构，目前正作为PAH的潜在治疗药物进行研发。 但骨形态发生蛋白9作为PAH治疗靶点的作用仍存在争议，研究显示，在重度闭塞性PAH大鼠模型中，给予骨形态发生蛋白9可逆转肺血管疾病；在合并肺纤维化的肺血管疾病大鼠模型中，可减轻肺血管疾病特征。但相反，其他研究显示，敲除或抑制骨形态发生蛋白9可减轻肺血管疾病。 这一结果可通过以下机制解释：骨形态发生蛋白9受体激活素受体样激酶1和共受体内皮糖蛋白的基因变异与遗传性出血性毛细血管扩张症相关，敲除或抑制骨形态发生蛋白9可能会产生类似出血性毛细血管扩张症的血管舒张作用，进而预防肺血管疾病的发生。 更令人困惑的是，在小鼠中对骨形态发生蛋白9和骨形态发生蛋白10进行细胞类型特异性基因敲除，可降低血管平滑肌细胞的收缩力并降低血压；相反，过表达骨形态发生蛋白10则会增加血管收缩力并升高血压。总体而言，鉴于临床前和临床数据存在矛盾，骨形态发生蛋白9在PAH中的作用仍未明确。性激素相关治疗 肺动脉高压动物模型的研究显示，雌二醇对肺血管的作用存在争议，但该激素被证实对右心室功能和适应性具有保护作用。在两种肺动脉高压大鼠模型中，使用芳香化酶抑制剂阿那曲唑抑制雌二醇合成，可减轻肺血管疾病的发生，但该效应仅存在于雌性大鼠中。 一项针对接受稳定基础治疗的男性和绝经后女性PAH患者的小型概念验证随机对照试验显示，阿那曲唑耐受性良好，与安慰剂相比可增加患者的6分钟步行距离，但在超声心动图评估的右心室参数、循环生物标志物、功能分级和健康相关生活质量方面未观察到改善；目前仍有待更大规模的同类患者队列II期随机对照试验结果证实。 雌激素受体拮抗剂他莫昔芬在PAH中的作用也得到了探索，在遗传性PAH动物模型（Bmpr2基因突变小鼠）中，他莫昔芬可部分逆转肺血管疾病。尽管在该小鼠模型中，联合使用阿那曲唑和氟维司群更强效地抑制雌激素，对PAH的治疗效果更佳，但考虑到他莫昔芬诱导绝经的风险更低，可能更适用于绝经前女性PAH患者。目前，一项针对接受稳定基础治疗的PAH患者（男性和女性，包括绝经前和绝经后）的小型随机对照II期临床试验，正在评估他莫昔芬的疗效，结果仍有待公布。 最后，硫酸脱氢表雄酮（DHEA） 作为雌激素和睾酮的前体物质，被证实可在重度闭塞性PAH大鼠模型和其他类型肺血管疾病模型中减轻肺血管重构。一项非对照初步试验评估了硫酸脱氢表雄酮在慢性阻塞性肺疾病相关肺动脉高压患者中的疗效，结果显示，与基线相比，硫酸脱氢表雄酮治疗可改善患者的6分钟步行距离和肺血流动力学，且无气体交换恶化的证据。目前，一项评估硫酸脱氢表雄酮在接受稳定基础治疗的PAH患者中疗效的II期临床试验正在进行。代谢相关靶点 PAH与代谢功能障碍相关，抗糖尿病药物二甲双胍被证实对PAH具有保护作用，其机制可能与其血管舒张和抗增殖作用相关。二甲双胍可在低氧或野百合碱诱导的肺动脉高压大鼠模型中预防肺血管重构；在低氧联合血管内皮生长因子受体1和2抑制剂SU5416诱导的重度闭塞性PAH大鼠模型中，二甲双胍对雌性大鼠具有保护作用，而对雄性大鼠则无。 一项随机对照初步试验显示，对于先天性心脏病相关PAH患者，二甲双胍联合波生坦治疗相比波生坦单药治疗，可更大程度改善患者的6分钟步行距离和肺血管阻力指数。目前，一项评估二甲双胍在接受稳定基础治疗的PAH患者中疗效的II期随机对照临床试验正在进行。 瓦博格效应即有氧条件下细胞代谢从葡萄糖氧化向糖酵解转变，其在PAH发生发展中的作用也可作为治疗靶点。二氯乙酸通过抑制丙酮酸脱氢酶激酶促进葡萄糖氧化，在肺血管疾病动物模型中，二氯乙酸可通过恢复电压门控钾通道的表达和功能、降低肺动脉细胞增殖并促进凋亡，来预防和逆转疾病；同时，二氯乙酸可通过逆转肺血管疾病，以及直接作用于右心室，改善右心室功能。 在重度闭塞性PAH大鼠模型中，二氯乙酸可预防新生内膜病变的形成，但无法逆转已形成的病变。一项开放标签研究显示，特发性PAH患者接受4个月二氯乙酸治疗后，平均肺动脉压、肺血管阻力和功能储备较基线总体改善，但部分携带沉默信息调节因子3和解偶联蛋白2功能缺失多态性的患者无治疗反应，且接受最高剂量的患者出现了剂量限制性毒性（2级周围神经病变）。 鉴于二氯乙酸存在周围神经病变的剂量限制性风险，且药物代谢存在显著的个体差异，该药物可能并非PAH的理想治疗候选药物。尽管如此，这些研究结果证实了靶向PAH患者细胞代谢改变的可行性，也凸显了个体化治疗的重要性。 通过使用曲美他嗪等脂肪酸氧化抑制剂激活兰德尔循环，也可间接促进葡萄糖氧化。在肺动脉缩窄大鼠模型中，与安慰剂相比，曲美他嗪可预防右心室肥厚的发生，改善心脏指数和运动表现。一项针对PAH患者的II期随机对照初步试验显示，与安慰剂相比，曲美他嗪可轻微但显著改善患者的右心室重构，并显著增加6分钟步行距离。血清素通路 与健康志愿者相比，PAH患者的血浆血清素水平升高，且芬氟拉明等食欲抑制剂（可增加血清素的可利用性）与PAH发生风险增加相关。但疾病中发生改变的信号通路，并不一定适合作为治疗靶点。 多种靶向血清素通路的药物（包括受体拮抗剂、受体激动剂和转运体再摄取抑制剂）已被研究作为PAH的潜在治疗药物，但均在临床试验中失败。一项IIb期研究评估了色氨酸羟化酶抑制剂罗达曲司他乙酯（靶向血清素生物合成）在PAH患者中的疗效，未达到24周时肺血管阻力变化的主要终点。基于这些早期研究结果（包括安全性数据分析），罗达曲司他乙酯正在进行的研究已终止。【图3 | 肺血管疾病中靶向新型靶点的主要试验性治疗手段】酪氨酸激酶抑制剂伊马替尼是首个在肺动脉高压（PAH）患者中开展临床试验的以非血管舒张作用为主的药物。伊马替尼和另一种酪氨酸激酶抑制剂西拉鲁替尼的吸入制剂，目前正处于II期和III期临床试验阶段。IIA型激活素受体（ACTRIIA）配体陷阱索塔西普于2024年在美国获批上市；IIB型激活素受体配体陷阱KER-012在PAH患者中的II期试验正在进行。性激素相关治疗（阿那曲唑、他莫昔芬和硫酸脱氢表雄酮（DHEA））和靶向代谢的药物（二甲双胍和曲美他嗪）也在研究中。重组骨形态发生蛋白9（BMP9）也正作为PAH的潜在治疗药物进行研发，但其在PAH中的作用仍未明确。ALK为激活素受体样激酶；BMPR为骨形态发生蛋白受体；CoA为辅酶A；CSF1R为集落刺激因子1受体；DCA为二氯乙酸；EndMT为内皮-间质转化；ER为雌激素受体；GDFs为生长分化因子；ID为DNA结合蛋白抑制剂；IL-6R为白细胞介素6受体；NF-κB为核因子κB；NFAT为活化T细胞核因子；PDGFR为血小板衍生生长因子受体；PDH为丙酮酸脱氢酶；ROS为活性氧；TCA为三羧酸；VEGF为血管内皮生长因子。 肺动脉高压III期临床试验汇总表 试验（年份） 药物 试验设计 患者队列 主要研究结果 获美/欧批准上市的肺动脉高压关键临床试验 —— —— —— —— 巴斯特等（1996） 依前列醇（持续静脉输注） 随机、开放标签试验 81例特发性肺动脉高压患者 依前列醇治疗可实现患者症状与血流动力学指标改善，且能提高生存率 西蒙诺等（2002） 曲前列尼尔（持续皮下输注） 随机对照试验 470例肺动脉高压患者 曲前列尼尔可改善患者运动耐量、肺动脉高压相关症状与体征，以及血流动力学指标 AIR试验（2002） 伊洛前列素（雾化吸入） 随机对照试验 203例初治的各类肺动脉高压患者 伊洛前列素治疗可改善由6分钟步行距离、纽约心脏协会心功能分级及临床恶化情况构成的复合终点 BREATHE-1试验（2002） 波生坦 随机对照试验 213例初治的特发性肺动脉高压或结缔组织病相关肺动脉高压患者 波生坦可改善患者运动耐量与世界卫生组织心功能分级，延长临床恶化发生时间 SUPER试验（2005） 西地那非 随机对照试验 278例初治的肺动脉高压患者 西地那非可改善患者运动耐量、世界卫生组织心功能分级及血流动力学指标 ARIES-1与ARIES-2试验（2008） 安立生坦 随机对照试验 ARIES-1：202例初治肺动脉高压患者；ARIES-2：192例初治肺动脉高压患者 安立生坦可改善患者运动耐量与世界卫生组织心功能分级 PHIRST-1试验（2009） 他达拉非 随机对照试验 405例肺动脉高压患者（初治或接受波生坦治疗） 他达拉非可改善患者运动耐量与生活质量指标，减少临床恶化发生 TRIUMPH I试验（2010） 曲前列尼尔（吸入剂） 随机对照试验 235例接受西地那非或波生坦治疗的肺动脉高压患者 曲前列尼尔可改善患者运动耐量与生活质量 FREEDOM-M试验（2013） 曲前列尼尔（口服制剂） 随机对照试验 349例未接受其他肺动脉高压治疗的患者 曲前列尼尔可改善患者运动耐量 PATENT-1与PATENT-2试验（2013） 利奥西呱 随机对照试验 443例肺动脉高压患者（初治或接受内皮素受体拮抗剂/非静脉用前列环素类似物治疗） 利奥西呱可改善患者运动耐量与世界卫生组织心功能分级 SERAPHIN试验（2013） 马西替坦 随机对照试验 742例肺动脉高压患者（初治或接受磷酸二酯酶5抑制剂/口服/吸入前列环素类似物治疗） 马西替坦可降低患者的发病率与死亡率 GRIPHON试验（2015） 司来帕格 随机对照试验 1156例肺动脉高压患者（初治或接受内皮素受体拮抗剂/磷酸二酯酶5抑制剂治疗） 司来帕格可降低肺动脉高压相关死亡或并发症的复合发生风险 STELLAR试验（2023） 索塔西普（皮下注射） 随机对照试验 323例接受1~3种肺动脉高压药物稳定基础治疗的患者 索塔西普可改善患者运动耐量 达到主要终点的肺动脉高压初始联合治疗临床试验 —— —— —— —— AMBITION试验（2015） 安立生坦联合他达拉非 vs 单药治疗 随机对照试验 500例初治的肺动脉高压患者 与单药治疗相比，联合治疗可显著降低临床失败事件的发生风险 未获美/欧批准上市的肺动脉高压关键临床试验 —— —— —— —— IMPRES试验（2013） 伊马替尼 随机对照试验 202例接受至少2种肺动脉高压治疗的患者 伊马替尼可改善患者运动耐量与血流动力学指标，但严重不良事件频发，研究药物停药率较高 FREEDOM-C试验（2012） 曲前列尼尔（口服制剂） 随机对照试验 350例接受内皮素受体拮抗剂/磷酸二酯酶5抑制剂治疗的肺动脉高压患者 治疗16周后，曲前列尼尔未能显著改善患者6分钟步行距离这一主要终点指标 ALPHABET试验（2002） 贝前列素 随机对照试验 130例肺动脉高压患者 贝前列素可改善纽约心脏协会心功能II级和III级肺动脉高压患者的运动耐量与症状 巴斯特等（2003） 贝前列素 随机对照试验 116例肺动脉高压患者 治疗6个月时，接受贝前列素治疗的患者疾病进展迹象更少，但在更短或更长的随访周期中，该疗效未显现表格注释 6MWD：6分钟步行距离；CTD-PAH：结缔组织病相关肺动脉高压；ERA：内皮素受体拮抗剂；IV：静脉注射；NYHA：纽约心脏协会；PAH：肺动脉高压；PDE5：磷酸二酯酶5；PH：肺动脉高压；RCT：随机对照试验；SC：皮下注射。展望与未被满足的医疗需求深度表型分析 深度表型分析是将详细的临床信息与分子信息（包括基因组、蛋白质组和代谢组数据）进行整合的分析方法，该方法能提升我们对PAH的认知，还有望推动这一复杂疾病的诊疗发展。蛋白质组分析已发现，与无PAH人群相比，PAH患者肺组织中多种蛋白的表达存在差异，同时也在PAH患者血浆中筛选出了预后相关生物标志物。 外显子组/全基因组测序以及基因分型芯片数据，还发现了与PAH相关的新型罕见和常见遗传变异；代谢组学分析也证实，代谢谱与特发性/遗传性PAH患者的生存率密切相关。 深度表型分析在未来PAH研究中的应用方向包括：筛选具有诊断价值的特征、开展疾病风险评估、发现新型治疗靶点、预测治疗反应以及监测药物疗效。例如，血浆NT-proBNP水平对PAH的诊断敏感性高但特异性低，且目前尚无其他单一生物标志物完成临床验证，深度表型分析或能助力筛选出特异性更高的生物标志物组合。 全血RNA测序已筛选出由25个RNA组成的标志物组合，能以87%的准确率区分PAH患者与健康对照者，且该组合与疾病严重程度、长期生存率相关。无监督机器学习也被用于结合全血转录组和临床特征，将特发性PAH患者分为预后差、中、良好三个组别。 美国国家心肺血液研究所发起的PVDOMICS研究，也正结合临床分析与组学分析开展研究。该项目结果显示，按照当前的分类标准，相当一部分肺动脉高压患者同时合并多种类型的肺动脉高压，而该研究的目标之一，就是基于深度表型分析数据更新肺血管疾病的分类标准。最后，肺血管研究倡议GoDeep元注册库目前正通过350项通用临床参数，收集全球肺动脉高压中心的深度表型分析数据。治疗反应预测 目前的PAH治疗疗效评估方法，可能在患者群体中呈现出正向的平均治疗反应，但个体患者的治疗反应存在明显差异。为了优化PAH治疗的获益-风险比、提升个体患者的临床结局，亟需推行个体化治疗方案。当前相关研究正在开展，核心目标是筛选能预测个体治疗反应的生物标志物。 例如，研究发现接受ERA、PDE5抑制剂单药或联合治疗的PAH患者中，血中高内皮素1水平与后续6分钟步行距离下降相关。值得注意的是，在接受ERA单药治疗的患者中，高不对称二甲基精氨酸（ADMA）水平与6分钟步行距离降低相关；鉴于ADMA会阻断一氧化氮的合成，PDE5抑制剂的治疗可能弥补这一效应。因此，ADMA水平或能帮助在接受ERA治疗的患者中，筛选出可能从PDE5抑制剂治疗中获益的人群。 此外，激活素A和卵泡抑素样蛋白3的血清水平已被认定为PAH患者的预后生物标志物，但这些蛋白水平能否预测激活素受体配体陷阱的治疗反应，仍需进一步研究。全基因组关联研究发现，内皮素1通路的基因多态性与ERA的疗效相关；体外培养淋巴细胞的RNA表达谱分析，也已被用于筛选对钙通道阻滞剂治疗有反应的PAH患者，这些方法的治疗反应预测价值仍需进一步验证。右心室功能 尽管PAH的原发性病变位于肺血管而非右心室（肺移植后患者的右心室功能几乎均可恢复），但右心室功能是决定PAH患者预后的核心因素。然而，我们对PAH中右心室功能异常和衰竭的相关机制，仍未形成全面的认知。 右心室收缩力对后负荷的适应性调节（即右心室-肺动脉耦联），定义为收缩末期弹性与动脉弹性的比值。该耦联具有较强的储备能力，其数值从正常的1.5~2.0降至＜0.7时，才会出现耦联失衡。 现有PAH治疗能实现负荷依赖性右心室功能的恢复，但治疗药物对非负荷依赖性右心室功能的直接影响，尚未得到充分研究。临床前证据显示，部分PAH治疗药物可能对右心室心肌产生直接的有害作用。例如，在离体改良朗格endorff灌流实验中，ERA会降低肥厚右心室的收缩力，而对健康右心室无此影响。 此外，在大鼠模型和人体研究中，肥厚右心室中内皮素A型受体和内皮素1的表达均高于正常右心室，这一变化可能是后负荷增加时，机体维持收缩力的代偿机制。目前一项开放标签初步试验正在开展，旨在评估ERA马西替坦（另一治疗组为sGC刺激剂利奥西呱）对PAH患者非负荷依赖性收缩力及右心室-肺动脉耦联的影响。 前列环素类药物对PAH患者收缩力的影响，在两项临床研究中得到了不一致的结果：单次吸入伊洛前列素能快速提升患者的右心室收缩力（收缩末期弹性）、降低后负荷（动脉弹性）；而皮下注射曲美他嗪治疗3个月后，患者的收缩末期弹性和动脉弹性均降低，但右心室-肺动脉耦联得以维持。 PDE5抑制剂对收缩力的影响也尚未明确：在右心室肥厚大鼠模型中，PDE5抑制能提升心肌收缩力；但西地那非对晚期射血分数降低的心力衰竭患者、射血分数保留的心力衰竭患者的收缩力，均无急性改善作用。 最后，索塔西普类药物可能存在“双刃剑”效应——对肺循环发挥有益作用，却可能对心脏产生有害影响。在斑马鱼模型中，抑制IIA型激活素受体信号通路（通过激活素-βA功能缺失突变）会干扰心脏修复机制和心肌细胞增殖。有趣的是，增强IIB型激活素受体信号通路（通过肌抑素B过表达）也会对心肌产生有害作用，因此抑制IIB型激活素受体信号通路的药物，可能比靶向IIA型的药物更具治疗优势。 IIB型激活素受体配体陷阱罗特西普已获批上市，用于治疗需要输血的β-地中海贫血患者，以及骨髓增生异常综合征伴环形铁粒幼细胞、且按修订版国际预后评分系统判定为急性髓系白血病/死亡低至中风险、对促红细胞生成素无反应或不适用的患者。鉴于罗特西普类药物可能在肺循环中发挥有益作用，且对心脏无不良影响，其治疗PAH的潜力备受关注。 研究性IIB型激活素受体配体陷阱KER-012已取得良好的临床前结果，能在PAH大鼠模型中预防肺血管重构和右心室纤维化；在健康绝经后女性开展的I期试验中，KER-012耐受性良好，且能降低血浆NT-proBNP水平。目前KER-012在PAH患者中的II期试验已进入招募阶段，将对比其与安慰剂的安全性和疗效，主要终点为24周时肺血管阻力的变化。结论 尽管PAH的诊疗已取得长足进展，但仍面临诸多严峻挑战。索塔西普的研发成功并获FDA批准，是PAH治疗发展的里程碑事件——它是2005年西地那非获批后，首个靶向全新信号通路的PAH治疗药物。为了改善患者结局、降低疾病负担，还需解决长期安全性、多药联用、治疗可及性的社会经济差异等问题。 对右心室功能障碍机制，以及右心室功能适应后负荷增加的相关研究，或将推动PAH诊疗的进一步发展。此外，当前的肺动脉高压分类体系可能需要修订，以纳入中间型或重叠型疾病亚型。 未来，深度表型分析将在肺动脉高压的分类、PAH的诊断与风险评估、新型治疗靶点的发现，以及个体化治疗方案的研发中，发挥越来越重要的作用。申明 本文献翻译仅用于学术内容的学习、探讨和交流，不用于任何商业和推广，如患有疾病，请及时线下就诊。

明明刚拿到几个 g/L 级的高产克隆，还没来得及开香槟，传了十代产率就莫名腰斩，这种“高产克隆消失术”其实是细胞在底层给你开了个隐形玩笑。 站在 2026 年这个节点往回看，咱们抗体药研发的逻辑确实变了。以前是“天下武功唯快不破”，只要 IND 提得早、临床推得猛，Me-too也能分杯羹。但现在，全球管线里挤进了 200 多个后期分子，资本开始死盯着那“最后一公里”的商业化确定性。 最让咱们工艺人“破防”的，莫过于那个初筛阶段惊艳全场的“标王”克隆，一旦进入放大生产或长期传代，产率就开始离奇跳水，甚至彻底熄火。这种所谓的“高产克隆消失术”，在学术界和工业界有一个共同的梦魇名字——转基因沉默（Transgene Silencing）。为了看清这背后的黑手，今天咱们就着深夜的咖啡，深度拆解这篇发表在《Cell Systems》上的重磅综述：《The sound of silence: Transgene silencing in mammalian cell engineering》。 这篇文章联合了合成生物学与表观遗传学的多位顶尖大牛，系统性地揭示了细胞到底是怎么在底层悄悄“掐断”外源基因转录的。读懂了它，你才能明白为什么在“全球卷”的 2026 年，驯服细胞的表观遗传记忆才是真正的降维打击。被“标记”的外来者——为什么细胞天然排斥你的转基因？ 在生物制药的日常里，我们习惯把 CHO 细胞当成产蛋白的“代工厂”，但别忘了，它首先是一个拥有数十亿年进化史的生物个体。对于细胞来说，我们通过转染或转导强行塞进去的那些表达载体，和入侵的病毒、转座子没什么两样。为了保护基因组的完整性，细胞进化出了一套极其高效的监控和拦截系统。黑色胶带：DNA 甲基化的“终身禁制” 当我们把转基因序列整合进基因组时，如果序列中包含了高密度的   位点（即胞嘧啶-鸟嘌呤二核苷酸），麻烦就找上门了。 细胞内的 DNA 甲基转移酶（DNMTs）家族就像是勤恳的安保人员。DNMT3A 和 DNMT3B 负责“从头打标”，它们会识别这些外来的   位点，并在胞嘧啶上添加甲基基团（ ）。DNMT1 则负责“记忆维护”，确保细胞在分裂时，这种沉默标志能精准地遗传给下一代。 你可能会想，只是加了个小小的甲基基团，至于让产率归零吗？其实甲基化只是第一步。这些被甲基化的 DNA 会像磁铁一样招募 MeCP2 等结合蛋白，进而拉拢 组蛋白去乙酰化酶（HDACs） 过来“拆台”。联动反应：从化学修饰到物理锁死 这个过程最精妙也最残酷的地方在于它的联动效应。 HDACs 会移除组蛋白上的乙酰化标志（原本那是代表“转录活跃”的通行证），取而代之的是让染色质变得极其紧致的抑制性标志，比如   。 在这种状态下，原本开放的染色质结构会迅速塌缩，形成所谓的“异染色质城堡” 。对于 RNA 聚合酶 来说，这块区域就像是被贴上了厚厚的封条，根本无法停靠，更别提启动转录了。 这意味着，在构建稳定株初期，如果我们没能避开这些“安保雷区”，那么无论你的启动子（Promoter）有多强，最终都逃不过被锁死的命运。 专业笔记：这种沉默并非一蹴而就。它往往表现为一种“双峰分布”：一部分细胞还在疯狂表达（ON），而另一部分已经彻底熄火（OFF）。随着培养代数的增加，熄火的比例会越来越大，最终导致整体产率跳水。 这就引出了一个核心问题：我们要如何设计载体，才能让细胞觉得这个外来基因是“自家人”？染色质空间的“墨迹效应”：出身决定命运？ 咱们搞 CLD 的时候，随机整合（Random Integration）就像是一场盲目的抽奖。你满心欢喜地把目的基因塞进去，却不知道它落在了基因组的哪个角落。如果运气不好，落在了所谓的“贫民窟”里，那这颗高产的种子可能还没发芽就被冻死了。停不下的“墨迹扩散” 在学术上，这种现象有个非常有年代感的词，叫位置效应变异（Position Effect Variegation, PEV）。 早在 1930 年，遗传学家就在果蝇身上发现了这个规律：基因的表达水平并不完全由它自己说了算，还要看它周围的染色质环境。 如果你的转基因不幸整合在了异染色质（也就是那些高度压缩、不工作的 DNA 区块）附近，麻烦就大了。异染色质具有一种天然的“侵略性”，它会向邻近的开放区域蔓延。 这个过程极其隐蔽：一种叫 HP1（异染色质蛋白-1）的蛋白会识别并结合我们上文提到的   抑制标志，然后它会招募更多的甲基转移酶（比如 Suv39h1）来给旁边的组蛋白打标。这种“读-写”机制就像墨水在宣纸上扩散一样，原本干净、活跃的转基因序列，会一点点被周围的阴影吞噬，最终彻底“黑化”并陷入沉默。“学区房”与“冷宫” 到了 2026 年，随着单细胞测序和三维基因组学的发展，我们对细胞核内部的“城市规划”有了更清晰的认识。细胞核里的基因组并不是乱麻一团，而是有着严密的等级制度。核层关联域（LADs）： 这是典型的“冷宫”。这些区域紧贴着核膜边缘，那里富集了大量的沉默因子和异染色质。如果你的转基因整合进了 LADs，基本上就等于被打入了死牢，转录效率极低。拓扑相关领域（TADs）： 我们可以把 TADs 想象成基因组里的一个个“房间”。同一个 TAD 内部的基因通常会共享某种表观遗传状态。如果一个 TAD 本身就是被抑制的，那么新搬进去的转基因也会遭遇“连坐”，被一同封锁 。 这也是为什么现在大家都开始布局定点整合。我们不再祈求随机整合带来的那点虚无缥缈的好运气，而是拿着“地图”，通过 CRISPR 或丝氨酸整合酶（如 BxB1），精准地把基因送进那些已经过验证的“学区房”——比如 Rosa26 或者我们后面会重点聊到的 C12orf35 位点。 深夜思考：咱们平时在做克隆筛选时，往往只看产率的绝对值，却很少去看克隆在核内的“户口本”。如果一个克隆现在产率高只是因为它运气好，落在了一个暂时开放但周围全是异染色质的“临时坑位”里，那么随着传代次数的增加，那团“黑墨水”迟早会渗过来。 如看到这，大家会想，如果我们解决了“地段”问题，是不是就能高枕无忧了？ 现实是残酷的，很多工艺人员发现，即便把基因整合进了一个看起来不错的位点，只要发酵强度一上来，产率还是会往下掉。这时候，我们要聊一个非常物理、也非常硬核的话题：DNA 轨道上的“追尾事故”。DNA 轨道上的“追尾”：为什么强表达往往“死”得快？ 在高产克隆筛选中，我们对细胞有两个近乎苛刻的要求：第一，你要长得快，最好能快速达到高细胞密度（VCC）；第二，你要产得多，单细胞产率（ ）要拉满 。但但这在分子层面其实是一场关于“路权”的博弈，因为这两个过程共享同一条“轨道”——DNA 双螺旋。两辆“列车”的路权之争 想象一下，细胞为了保持分裂，DNA 复制叉（Replication Fork）必须像极速列车一样在基因组上穿梭，把整套 DNA 复制一遍。而与此同时，为了源源不断地生产抗体，RNA 聚合酶（RNA Polymerase）也在同一段 DNA 序列上高频滚动。对于一个表达“拉满”的细胞来说，其 DNA 轨道上密密麻麻地挤满了转录机器。那么麻烦就来了： 相向碰撞（Head-on Collision）：复制叉和转录机器对着开。这是最严重的“交通肇事”，会直接导致轨道停摆。 同向追尾（Co-directional Collision）：复制叉在后面追赶走走停停的转录机器，同样会引发严重的交通拥堵。 这种物理空间上的拥挤会产生巨大的超螺旋压力（Torsional Strain）。你可以想象成拧一根麻绳，当两个方向都在用力拧时，绳子会因为应力过大而打结甚至崩断。R-loop：事故留下的“路障”堆积 这种物理应激最直接的后果，就是诱发一种极其危险的结构——R-loop。 正常转录时，RNA 会从 DNA 模板上脱离，但在高压力下，新合成的 RNA 会反回头去和 DNA 模板链结合，形成一个三股螺旋杂交体。这就像是在铁路上发生了一次严重的车祸，货车由于负载太重停在了路中间。挡住了想要通过的高铁。 细胞的“断尾求生”：用沉默换安全 R-loop 的积累对细胞来说是一个严重的危险信号，它会导致 DNA 复制叉停滞甚至崩塌，进而诱发 DNA 损伤反应。细胞为了自保，不得不叫来“拖车”——也就是我们之前提到的 DNMTs（DNA甲基转移酶）和各种表观遗传调控因子，把这段“事故多发区”彻底封闭起来 。 招募沉默因子：细胞会迅速招募像 SETDB1 这样的甲基转移酶，给这段事故多发的区域打上 H3K9me3 的“危险禁行”标签。 水泥封路：紧接着，DNA 甲基转移酶（DNMTs）跟进，通过甲基化手段把这段 DNA 像浇筑水泥一样彻底封死，使其转化为致密的异染色质。 这就是问题的核心：转录越强，这种物理冲突就越频繁；冲突越频繁，产生的 R-loop 就越多；最终，细胞为了不让基因组彻底崩溃，只能牺牲产率，永久性地关掉这个“事故多发”的转基因表达盒。 细胞的吐槽：很多时候，咱们看到的产率跳水，其实是细胞在给咱们“擦屁股”。我们在分子设计时，如果只给油门（增强子/启动子）而不考虑交通管制（隔绝元件/位点选择），最后的结果只能是翻车。2026 的工业化解药：从“通用配方”到“定制堡垒” 在 2026 年这个“全球卷”的背景下，研发效率的终点不再是拿批件，而是“获批后的生存质量”。要让克隆在万升罐里稳如泰山，我们需要在启动子、绝缘子和整合位点这三个维度上进行系统性重构。启动子的逻辑更迭：放弃对“强”的执念 早些年，咱们为了追求极致的表达，几乎人手一个 CMV 启动子。但正如咱们在实验室里常看到的，CMV 这种强病毒启动子虽然爆发力强，但在长效稳定性上却是个“五秒真男人”。 由于 CMV 具有极高的   密度，它极易被细胞的安保系统（DNMTs）识别并进行从头甲基化，导致在长期培养中其表达量呈断崖式下跌。到了 2026 年，工业界的风向已经彻底转向了更稳健的内源性或管家型启动子：CHEF1a（CHO 内源性启动子）： 它是目前 CHO 工业平台的优先选择，产率甚至能比 CMV 高出 6-35 倍，且由于其物种兼容性极佳，几乎不怎么招惹甲基化。EF1a/CAG： 这些启动子在单细胞克隆中的表现更加均一，且对分化过程中的沉默具有更强的抵抗力。tRNA 基因簇：宣纸上的“防水堤坝” 还记得咱们之前说的异染色质“墨迹扩散”吗？为了挡住这些阴影，我们可以在表达盒的两侧对称放置 绝缘子（Insulator）。  传统的 cHS4 绝缘子 虽然经典，但在构建大片段载体（比如双抗或多抗）时非常吃力，因为它太占地方，会显著降低病毒滴度。在最近的研究中，tRNA 基因簇（AT cluster） 成了 CLD 工程师的新宠。 这种新型屏障元件不仅体积精简，而且维持  （一种代表活跃转录的组蛋白标志）的能力远超传统的 A2UCOE。它就像是在基因组这张宣纸上划下的一圈防水蜡线，明确告诉细胞的沉默因子：此处禁行。目前的趋势是将 UCOE 与 tRNA 簇串联使用，利用前者的强激活能力和后者的长效维持能力，实现生产稳定性的最大化。C12orf35 位点：寻找核内的“黄金地段” 如果说元件是“装修”，那么整合位点就是“地段”。 传统的随机整合中，只有 10-20% 的克隆具有商业化级别的产率，剩下的全是陪跑。在 最近的研究中，C12orf35 基因座 是目前被公认的“安全港”。高表达效率 在这里定点整合单抗基因，mRNA 水平较随机整合能提升 30-50 倍 。稳如磐石： 实验数据显示，在连续传代 20 代后，该位点的阳性率依然维持在 95.5% 以上，而随机整合组往往已经开始大面积掉队 。 通过这种“安全港（Safe Harbor）”的定点打击，我们实际上是给转基因找了个“五星级单间”。这不仅让基因彻底远离了那些极易诱发沉默的核膜边缘阴影区（LADs），更核心的意义在于，它让每一个克隆都能置身于一个转录活性极高、且表观遗传状态异常稳定的微环境里。在这种“绿洲”位点上，转基因不再需要和周围的抑制性染色质“硬刚”，产率自然也就稳得住了。主动修复与数字化未来：我们离“可编程细胞”还有多远？ 如果说绝缘子和安全港是我们在基因组里修的“防波堤”，那么表观遗传编辑就是我们手里的“维修工具箱”。在 2026 年的生物技术前沿，我们已经开始尝试把那些陷入“休眠”的基因从坟墓里拉回来。从“规避”到“主动修复”：撕掉封条的艺术 过去我们认为，一旦基因被甲基化锁死，这个克隆就基本废了。 但 2025 年的一项前沿进展打破了这个认知：研究者发现，虽然抑制性组蛋白修饰和 DNA 甲基化通常是协同作用的，但 DNA 甲基化 才是那把维持沉默的“关键锁扣”。 现在的表观遗传编辑工具（如 dCas9 或 rTetR 融合的 TET1 去甲基化酶），可以直接定位到被封死的启动子区域。实验证明，只要移除掉这些甲基化基团，即使周围的抑制性组蛋白修饰仍然存在，基因也能实现部分甚至完全的表达恢复。这种“主动唤醒”技术，为挽救那些高价值但由于随机整合陷入沉默的克隆提供了可能。寻找幕后黑手：CRISPR 筛选的“天眼” 为了彻底解决沉默问题，我们还得知道细胞到底是靠哪些蛋白来“搞破坏”的。2026 年，利用高通量 CRISPR 丢失功能筛选（Loss-of-function screens），我们已经能够系统性地绘制出细胞内的“沉默基因图谱”。 通过对全基因组或表观遗传相关基因进行敲除，我们可以识别出哪些宿主蛋白是维持转基因沉默所必需的。比如，通过敲除特定的 HDACs 或 HMTs（组蛋白甲基转移酶），我们可以培育出一种天生就对沉默“不敏感”的 宿主细胞株（Silencing-incompetent cell lines）。这种从源头改造宿主的思路，正逐渐成为新一代 CLD 平台的基础配置。AI驱动的“开发性左移”：先设计，后实验 聊到 2026 年，如果不谈 AI，那显然脱离了时代。目前的行业共识是：研发效率的终点不是拿批件，而是“获批后的生存质量”。为了达成这个目标，我们需要将风险控制“左移”到分子设计的第一天。 目前的 CHO-GEMs（基因组规模代谢模型） 已经开始整合海量的表观遗传数据。未来的工程师在电脑上勾勒表达载体时，AI 就能基于大数据模拟出该序列在特定位点的稳定性。通过计算一个所谓的 “惩罚分数（Penalty Score）”，我们可以在还没动移液器之前，就评估出不同整合方案的沉默风险。 甚至，利用深度学习算法（如针对大规模平行报告基因实验 MPRA 的建模），我们已经能设计出自然界不存在的、具有极强抗沉默能力的合成顺式作用元件（CREs）。这些人工合成的绝缘子和增强子，将彻底解决由于序列本身特异性导致的沉默顽疾。写在最后：2026，别再赌那个“运气克隆” 聊了这么多，咱们其实得看清一个现实：细胞的表观遗传系统并不是咱们的“死对头”，它更像是一个从未关机的“原始防御补丁”。以前做 CLD 像是抽盲盒，靠的是海量筛选和一点运气；但现在全球管线都在拼存量、拼确定性，咱们真的没时间再玩那种“先筛它几千个克隆、传二十代再看谁命硬”的博弈了。 说到底，无论是精准卡位 C12orf35 这种“黄金地段”，还是利用新型绝缘子挡住异染色质的“墨迹扩散”，核心目的只有一个：把“偶然”变成“必然”。做一个带地图的造药人，本质上就是把那些以前看天吃饭的“玄学经验”，转化成可量化、可预判的工业逻辑。 希望下次你再盯着那条莫名其妙往下掉的产率曲线时，脑子里浮现的不只有补料策略，还有今天咱们聊的这套关于细胞底层记忆的“通关指南”。 这里是深夜文献食堂。 感谢大家的耐心阅读。如果文章对你有帮助，别忘了点赞、转发、点♥“三连”，我们下期再见！（后台私信回复260303可获取本期文献原文） 评论区聊聊： 你在稳定株开发中，见过最“离奇”的产率跳水现场是什么样的？咱们留言区见。 往期推荐 砍掉七成质粒预算还能提效？拆解默克实验室CHO瞬转的“降维打击”法 2026开局：中国抗体“承包”了全球半数新药获批席位，但这背后的逻辑变了 多巴胺对冲皮质醇：为什么返工红包是复工初期的“保命药”？ 春节特别篇：熬夜+零星进食=虚冷又虚胖？Nature 揭开脂肪里的“潜规则” MIT文献导读：机器学习如何开启CHO细胞系稳定性预测新时代 减肥先易后难？Nature子刊告诉你：对抗“肥胖记忆”是一场长达两年的持久战 给“缺觉星人”的科学免罪符：赖床有理！研究证实周末补觉能降低41%抑郁风险 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点击“蓝字”关注我们 本文刊登于《中华生殖与避孕杂志》2025年第12期。 引文格式： 陈雯慧,吴琰婷. 女性不孕症的表观遗传学研究进展[J]. 中华生殖与避孕杂志,2025,45(12)：1242-1248.DOI:10.3760/cma.j.cn101441-20250912-00362 第一作者 陈雯慧 复旦大学附属妇产科医院在读博士研究生，导师吴琰婷教授，研究方向为体内外环境暴露诱发配子/胚胎源性疾病的机制研究。以第一作者或共同第一作者在 Nature Aging 等国际高水平期刊发表多篇SCI论文，获中国科协青年科技人才培育工程博士生专项计划、三好研究生等荣誉。 通信作者 吴琰婷 医学博士，主任医师、教授、博士生导师，复旦大学附属妇产科医院院长助理、科研科科长。入选国家高层次人才计划青年项目、上海市青年学术带头人，担任中国妇幼保健协会生育保健分会副主任委员兼秘书长、中国医疗保健国际交流促进会生殖医学分会常务委员、中国毒理学会发育毒理与发育源性疾病防控专委会常务委员、上海市医学会妇产科分会青委副主任委员、中国中西医结合学会生殖医学专业委员会委员、中华预防医学会生命早期发育与疾病防控专委会委员。研究成果以第一/通信作者在Nature Medicine，Circulation，Science Bulletin，Cell Discovery，PLoS Medicine等杂志发表SCI论文80余篇，承担国家重点研发计划课题和国家自然科学基金项目多项，获国家科技进步二等奖、五洲女子科技奖。 摘要 不孕不育已成为全球性的重大公共卫生挑战，影响约17%的育龄夫妇，其中近半数与女性因素相关。女性不孕症病因复杂，表观遗传学为其分子机制研究提供新的视角。表观遗传通过DNA、染色质和RNA等多层面调控女性生殖功能，其异常与多囊卵巢综合征、早发性卵巢功能不全、子宫内膜异位症、反复种植失败及其他不孕症相关疾病密切相关。随着检测技术的发展，表观遗传标志物有望成为女性不孕的诊断手段，而表观遗传药物干预则可能为临床治疗提供新方向。本文对表观遗传学在不孕症女性相关疾病中的作用机制及临床应用潜力进行综述，重点围绕卵母细胞发生成熟、早期胚胎发育、子宫内膜功能及相关疾病的表观遗传调控机制展开，为未来基础和临床研究提供参考和思路。 【关键词】不孕症；表观遗传学；DNA甲基化；组蛋白修饰；非编码RNA 基金项目：国家自然科学基金（82171686） 不孕症定义为未避孕正常性生活至少12个月未孕，全球约有17%的育龄夫妇受到影响［1］，且发病率呈逐年上升趋势，已成为严重的公共卫生问题［2］。女性因素约占不孕症病因的50%，包括卵子发生发育异常、输卵管因素、子宫环境异常等多种因素，涉及遗传学、内分泌学、解剖学及免疫学异常等机制，但其深层的分子机制仍有待进一步阐明。近年来研究显示，表观遗传调控影响卵母细胞的发育成熟、胚胎着床和子宫内膜容受性等多个环节，为了解女性不孕的复杂性提供了新的思路［3］。表观遗传学是在不改变DNA序列的情况下调控基因表达的机制，包括DNA（如DNA甲基化）、染色质（如组蛋白修饰、染色质重塑和三维基因组构象）和RNA［如RNA修饰和非编码RNA（non-coding RNA，ncRNA）修饰］等多个水平的修饰形式［4］，正逐渐被认为是女性不孕的重要分子基础之一。本文将重点从基本调控机制、对生殖功能的调控、不孕症相关疾病的关系及临床应用前景等方面阐述表观遗传学在女性生殖健康与不孕中的研究进展。 一. 表观遗传修饰基本调控机制 在DNA层面，DNA甲基化是最经典、研究最充分的表观遗传修饰，对卵母细胞的母源印记建立、卵泡发育及胚胎早期发育至关重要，其失衡将导致卵泡发育障碍、胚胎种植失败甚至早发性卵巢功能不全（premature ovarian insufficiency，POI）［5-6］。在染色质水平，组蛋白是染色质的核心组成部分，不同位点和修饰方式具有截然不同的功能，例如H3K4me3与H3K36me3通常与转录激活相关，而H3K9me3与H3K27me3代表抑制性修饰。乙酰化由组蛋白乙酰转移酶（histone acetyltransferases，HATs）介导，从而促进染色质松弛和转录激活。去乙酰化酶（histone deacetylases，HDACs）通过去除乙酰基促进染色质压缩和基因沉默。近年来发现的乳酰化、β-羟基丁酰化和琥珀酰化等以代谢为依托的新型组蛋白修饰，使能量代谢与表观调控建立紧密联系［7］。同时，SWI/SNF、ISWI和CHD等染色质重塑复合物通过调控核小体的位置影响转录网络，其功能异常可导致卵母细胞减数分裂障碍和染色质结构不稳定。此外，三维基因组构象在动态上的变化决定了增强子和启动子的空间接触模式，从而在细胞分化、发育和疾病中发挥关键功能［8］。在RNA层面，ncRNA是表观遗传调控的重要组成部分，可分为短链ncRNA（<200 nt，如 miRNA、siRNA、piRNA、circRNA）和长链ncRNA（long ncRNA， lncRNA）。短链ncRNA主要通过与靶mRNA 结合，介导其降解或翻译抑制，从而实现转录后调控。lncRNA在生殖调控中同样关键，如H19参与基因组印记，XIST是X染色体失活的必需因子，而MEG3与卵巢功能维持密切相关，其异常表达已被证实与多囊卵巢综合征（polycystic ovary syndrome，PCOS）和POI等疾病有关［9］。另外，RNA修饰是近几年快速发展的研究领域，已被认为是表观遗传调控的重要构成。至今已发现超过170种RNA化学修饰，其中最典型的是N6-甲基腺苷（m6A）。在卵母细胞中，m6A修饰对减数分裂进程和成熟起着关键作用，若关键因子缺失，会造成卵母细胞减数分裂停滞和发育潜能下降［10］。 本文从表观遗传调控机制的3个维度，即DNA、RNA和染色质，汇总了主要分子与调控方式、生物学功能与作用机制、与女性生殖相关的生理及病理作用，详见表1。 二. 女性生殖生理过程中的表观遗传调控 1.卵子发生成熟、受精和早期胚胎发育的表观遗传调控：卵母细胞的发生经历原始生殖细胞（primordial germ cells，PGCs）的形成、迁移以及表观遗传重编程阶段，继而构建母源印记并进入卵泡发育阶段。小鼠PGCs于胚胎第7.5天（E7.5）出现，在E7.5~E13.5经历全基因组去甲基化使甲基化水平降至体细胞的10%以下。这一过程起初是由DNA甲基转移酶（DNA methyltransferase，DNMT）3a、3b和Uhrf1下调引发卵子被动去甲基化，进而由TET1和TET2介导主动去甲基化过程，进而清除原有的印记，让失活的X染色体重新激活，为性别特异性的甲基化过程创造条件［22］。出生后，卵母细胞在静息卵泡中维持低甲基化水平，在卵泡生长阶段，DNMT3A和3L介导从头甲基化，逐步形成母源印记，在MⅡ期可稳定地进行传递［23］。若DNA去甲基化酶TET1缺失，小鼠卵母细胞的减数分裂会出现障碍。卵母细胞的转座子序列同样富含非CpG甲基化，帮助维持基因组稳定［24］。组蛋白修饰在卵泡休眠与激活中扮演关键角色，原始卵泡静息的维持依赖于PRC2复合物介导的H3K27me3［14］。当卵泡进入生长阶段后，H3K4me3在代谢和减数分裂相关基因的启动子区域聚集，驱动转录激活［25］。染色质重塑因子CHD4的缺失会使卵泡提前激活，进而加速卵巢储备耗竭。SWI/SNF复合物以维持染色质开放度的方式调控卵泡发育［26］。母体暴露于双酚A（bisphenol A，BPA）、PM2.5或高脂饮食可使卵母细胞H3K27me3模式产生变化，损害卵巢储备功能［27］。雌性生殖干细胞向卵母细胞分化的阶段中，A/B隔室和染色质环呈现动态变化，与关键基因通路的转录状态相关［28］。近年来的研究结果还显示，代谢依赖性的组蛋白修饰可能参与卵母细胞发育，在小鼠卵母细胞成熟及胚胎早期发育期间，动态变化的乳酰化水平影响和调控着卵母细胞的成熟与质量［29］。此外，m6A精细调控卵母细胞的发育成熟，METTL3或ALKBH5缺失会使减数分裂停滞，损伤卵母细胞质量［30］。H19和MEG3等lncRNA在卵母细胞发育和维持基因组稳定状态中发挥核心效用。外泌体携带的miRNA在颗粒细胞与卵母细胞之间传递信息，进而维持卵泡微环境稳态［31］。 卵母细胞-胚胎转变（oocyte-to-embryo transition，OET）是衔接卵泡发生发育和胚胎着床的关键阶段，母源基因组经历大规模的表观遗传重塑。DNA甲基化在第二次减数分裂中期（metaphase Ⅱ，MⅡ）卵母细胞和受精卵之间快速动态变化，母源基因得以维持，而非印记区域则经历大范围去甲基化，从而启动胚胎基因组激活（zygotic genome activation， ZGA）［32］。组蛋白H3K4me3、H3K27me3和H3K9me3在MⅡ期卵母细胞中，已对特定基因组区域标记，受精后这些标记的空间分布和强度发生调整，为早期胚胎的转录激活带来可塑性［23］。LncRNA可调节关键母源基因的沉默与激活，而miRNA在OET阶段维持微环境的稳定水平。小鼠MⅡ期的卵母细胞几乎缺乏典型的拓扑相关结构域，而在受精及胚胎发育早期，经由Cohesin和CTCF介导的环挤出作用逐渐恢复，此过程借助重塑增强子与启动子的互作网络，赋予胚胎基因组新的转录活性，揭示出空间结构在发育潜能建立方面的决定性作用［33］。处于低氧条件的培养环境里，小鼠胚胎的组蛋白乳酰化水平下降，还伴有发育受损情况［34］，提示代谢与表观遗传的相互作用对卵母细胞以及胚胎发育有潜在作用，但目前人类卵母细胞的代谢型修饰图谱仍匮乏，临床结局的相关性有待核实。 2.子宫内膜容受性与胚胎着床的表观遗传调节：月经周期中，子宫内膜会经历增殖期、分泌期和月经期的周期性变化，受到雌孕激素信号的严格调控，而表观遗传机制可影响关键信号通路的表达。雌激素诱导的HOXA10表达受DNA甲基化水平调节，高甲基化状态会抑制转录，降低子宫内膜容受性，进而导致着床失败［35］。孕激素受体B（progesterone receptor-B，PR-B）亚型的启动子甲基化水平升高是孕激素抵抗的关键机制，常出现在反复种植失败（repeated implantation failure，RIF）患者［36］。 组蛋白修饰的动态变化在“着床窗口”阶段格外关键。在分泌期的子宫内膜中，H3K4me3和H3K9ac水平上升，上调内膜容受性相关基因转录，而H3K27me3的降低解除了对部分胚胎着床相关基因的抑制。组蛋白HDACs过度活化也能引起关键基因表达的降低，而HDAC抑制剂在小鼠动物模型中可改善胚胎着床率［12］。Menin蛋白的缺失会导致WNT信号通路异常激活，影响子宫内膜H3K4me3水平稳态性，从而导致子宫内膜容受性下降［37］。ncRNA在胚胎着床中同样发挥关键作用，如miR-135a和miR-135b在分泌期过度表达可对HOXA10形成抑制，进而造成着床率的下降。着床窗口期间，miRNA加工酶Dicer上调，miRNA Let-7a下调，miR-200家族也出现下调，帮助实现上皮-间质转化，增强胚胎侵入的能力［38］。外泌体miRNA动态变化被认为是可预测子宫内膜容受性的新型无创指标，其能够辅助进行胚胎移植窗口期的分子分层。m6A修饰在蜕膜化进程中的动态改变可调控关键信号通路的RNA稳定性和翻译效率，其中METTL3调控的m6A促进YTHDF2介导的FOXO1表达下降，进而影响细胞蜕膜化以及胚胎的着床［39］。人类子宫内膜的组学研究提示，在月经周期中，染色质可及性发生动态的变化，并且伴随容受性相关基因的时序性表达［40］。进一步借助Capture-C和HiChIP分析，在子宫内膜细胞中检测出多种启动子相关染色质相互作用，显示出增强子-启动子环路与内膜功能、激素调控和容受性过程相关［41］。此外，BPA、邻苯二甲酸二酯［Di（2-ethylhexyl）phthalate， DHEP］和二噁英等内分泌干扰物也可以通过改变雌激素信号转导及代谢相关基因的甲基化，增强雌激素敏感性并削弱孕激素应答，对子宫内膜的容受性造成不利影响［42-44］。 3. 下丘脑-垂体-性腺（hypothalamic-pituitary-gonadal，HPG）轴的表观遗传调节：HPG轴是女性生殖内分泌功能的核心调控通路，其功能依赖于下丘脑促性腺激素释放激素（gonadotropin-releasing hormone，GnRH）的脉冲式分泌及垂体卵泡刺激素（follicle-stimulating hormone，FSH）和黄体生成素（luteinizing hormone，LH）的正常释放［45］。在青春期前，由于GNRH1基因启动子的高甲基化状态使其转录被抑制，随着青春期启动，甲基化水平下降的同时伴随H3K4me3、H3K9ac等活性修饰增强，GNRH1表达被激活，从而驱动HPG轴的成熟［46］。HPG轴表观遗传调控中，甲基化修饰尤为重要。小鼠青春期过程中下丘脑弓形核全基因组甲基化与羟甲基化谱提示DNA羟甲基化独立于跨越青春期的DNA甲基化而受到基因转录的影响，为HPG轴的发育调节提供新的思路［47］。组蛋白乙酰化修饰也参与了HPG轴的调控，大鼠实验表明，HDAC抑制剂可通过调控Kiss1与GnRH表达促进促性腺激素的分泌。miR-132和miR-12在GnRH神经元可塑性与脉冲分泌中也具有重要作用［48］。m6A修饰也可能参与青春期启动，FTO通过去除PLCβ3 mRNA上的m6A修饰，增强其表达并激活Ca²+/CaMKII信号，上调GnRH表达，FTO过表达可导致青春期提前［49］。环境和代谢因素对HPG轴的表观遗传调控也具有深远影响，母体高脂饮食可通过改变下丘脑关键基因的甲基化与组蛋白修饰模式，导致后代青春期提前及生殖周期异常。BPA等环境内分泌干扰物可通过改变GnRH与雌激素受体的甲基化模式影响HPG轴的发育［42］。 三. 表观遗传异常与不孕症相关疾病 1. PCOS： PCOS是不孕症患者最常见的病因之一，其临床特征包括高雄激素血症、排卵障碍和胰岛素抵抗，但其发病机制仍远未阐明。目前认为表观遗传异常参与了PCOS的发生。PCOS患者HPG轴关键基因CYP19A1、LHCGR等存在甲基化修饰异常，可能与发育早期的表观编程异常相关［50］。PCOS患者的卵丘细胞、颗粒细胞以及脂肪和骨骼肌等外周组织中，均观察到异常的DNA甲基化，这些改变涉及类固醇合成、胰岛素信号、炎症反应和糖脂代谢等多条通路。例如，PCOS患者卵丘颗粒细胞中CYP19A1和PPARG启动子的甲基化水平升高，可抑制雌激素合成，而LHCGR和YAP1启动子的低甲基化则可影响卵泡发育。PCOS患者卵丘细胞H3K9ac水平升高，H3K9me2水平降低，这与CYP19A1启动子乙酰化增强和表达升高相对应，提示染色质状态的改变可能在类固醇生成失衡中发挥作用［51］。在ncRNA层面，miR-93上调可抑制GLUT4，损害PCOS患者的胰岛素信号并促进胰岛素抵抗，miR-222和miR-146a等与炎症调控和颗粒细胞凋亡相关［52］。有证据表明，PCOS患者的黄素化颗粒细胞中m6A水平升高，METTL3和METTL14上调，FOXO3表达增加，上述发现与颗粒细胞炎症表型相关，但具体机制尚不清楚［53］。PCOS女性孕期常伴高雄激素和抗米勒管激素（anti-Müllerian hormone，AMH）升高，可通过胎盘影响胎儿卵巢发育。小鼠实验表明，母体高AMH暴露导致后代卵巢储备下降及甲基化模式重编程［54］，为PCOS的家族聚集性提供解释。 2. POI： POI的主要特征是卵巢储备过早耗竭，占女性不孕的1%~3%。除遗传和免疫因素外，表观遗传修饰异常也被认为与其发生机制有关［55］。研究结果显示，POI患者颗粒细胞和卵丘细胞中，FSHR、CYP19A1等与卵泡发育及类固醇合成相关的基因启动子存在高甲基化，削弱了促性腺激素反应与雌激素合成，阻碍卵泡成熟［56］。多组学分析还发现POI患者卵丘细胞的甲基化及羟甲基化水平整体升高，并与卵巢功能和表观遗传时钟基因的变化相关，为POI的早期诊断提供了线索［56］。卵母细胞中H3K4me3水平下降会影响卵泡募集和排卵，而其与H3K27me3的动态平衡对卵泡发育至关重要［55］。ncRNA如miR-23a和miR-146a的上调可靶向SMAD5诱导颗粒细胞凋亡，lncRNA HCP5通过调控减数分裂基因MSH5影响DNA修复与染色体稳定。近年来有研究揭示POI与m6A修饰异常相关，在环磷酰胺处理的卵巢早衰小鼠模型中，颗粒细胞中METTL3、METTL14上调，FTO、YTHDC1下调，伴随m6A水平升高和细胞凋亡增强［57］。临床病例对照研究结果显示，POI患者的颗粒细胞中m6A总水平显著升高，FTO表达下降［58］。 环境暴露与生活方式也可通过表观遗传调控影响卵巢功能［55］。BPA与DHEP暴露可降低卵母细胞中Igf2r、Peg3、H19等印记基因的甲基化水平，并改变类固醇合成相关miRNA谱，部分效应可跨代传递。甲氧氯与二氯二苯三氯乙烷暴露可促进卵巢组织DNMT表达上升，诱导后代表观图谱改变。3-甲基胆蒽通过增强芳烃受体和Notch信号通路基因的H3K4me3、H3K9ac修饰抑制卵泡发育。不良的生活方式如高脂和高糖饮食会使miR-146b-5p下调，激活应激通路，加速颗粒细胞衰老，而电离辐射会上调miR-29并降低DNMT3A，导致后代发育异常。 3.子宫内膜异位症：子宫内膜异位症为一种雌激素依赖性疾病，往往伴有孕激素抵抗、局部雌激素过量和慢性炎症，其病理机制可能源于表观遗传修饰的异常［59］。DNA甲基化失衡在孕激素抵抗和雌激素过量中均充当了核心角色，子宫内膜异位症患者子宫内膜组织中PR-B和HOXA10启动子的高甲基化引发了孕激素信号转导受阻，引起子宫内膜容受性和着床能力的下降［60］。越来越多的DNA甲基化数量性状位点分析显示，子宫内膜异位症遗传风险位点和DNA甲基化异常具有相关性［61］，例如GREB1区域的风险单核苷酸多态性与邻近CpG甲基化水平有明显的相关性，这提示遗传易感借助表观遗传调控对内膜功能产生影响［62］。组蛋白修饰异常也被证明与子宫内膜异位症密切相关。患者的异位病灶里，H3K27me3和H3K9me3的积累常见，抑制了与分化和免疫相关基因的表达，EZH2介导的H3K27me3异常升高与HOXA10沉默紧密相连。研究表明，子宫内膜异位症患者的内膜基质细胞中HDAC1和HDAC2表达升高，而HDAC3酶表达下降［63］。子宫内膜异位症患者的基质细胞和上皮细胞中，组蛋白脱乙酰酶SIRT1水平均显著升高，SIRT1抑制剂EX-527能缩小子宫内膜异位症病灶，改善子宫内膜容受性［64］。 ncRNA也参与了子宫内膜异位症的发生发展。子宫内膜异位症患者内膜组织内miR-200家族与miR-135a低表达与HOXA10失调相关，miR-145和miR-451a 分别以促进侵袭性和血管生成的方式，加剧病灶进展。lncRNA以及circRNA也介入维持慢性炎症微环境，促进病灶存活。 4.胚胎RIF：胚胎着床及妊娠维持依赖母胎免疫耐受与血管生成的平衡，表观遗传失衡是造成RIF的主要原因之一。FOXP3启动子甲基化水平升高会抑制其表达，从而降低Treg的稳定和免疫耐受水平，HLA-G启动子或外显子区域的高甲基化与3’UTR多态性，致使内膜免疫保护降低［65］。血管生成方面，RIF患者的子宫内膜中VEGF和KDR等血管生成相关基因转录下调，伴随着H3K27me3积累和H3K4me3缺乏［12］，提示表观修饰异常对血管生成发挥阻碍作用。体外实验显示，乙酰转移酶GCN5可经由促进KLF4的乙酰化和转录活性，上调VEGFA表达，增进子宫内膜血管生成和螺旋动脉改建，而子宫自然杀伤细胞表观遗传异常会削弱促血管因子的分泌，进一步加剧血管生成不足。临床研究表明，RIF患者宫腔液miRNA谱出现异常［66］，与血管生成通路活性降低密切相关。 5.其他不孕症相关疾病：在子宫腺肌病、子宫肌瘤及妇科恶性肿瘤等其他不孕症相关疾病中，表观遗传也发挥着重要调控作用。 子宫腺肌病是一种常见的良性妇科疾病，影响女性生殖健康，其发病与表观遗传学相关。子宫腺肌病患者异位内膜组织存在广泛的DNA甲基化异常，表现为DNMT1和DNMT3B表达升高及DNMT3A水平下降。子宫腺肌病患者异位内膜间质细胞中PR-B基因启动子区域存在过甲基化现象，通过组蛋白去乙酰化酶抑制剂如曲古抑菌素A和去甲基化试剂如5-氮杂-2'-脱氧胞苷（5-Aza-2'deoxycytidine，AZA）可使异位子宫内膜间质细胞PR-B表达水平上升，同时抑制细胞周期进程［67］。子宫腺肌病患者在位和异位内膜中HDAC1和HDAC3表达增加，异位内膜组织HDAC2的高表达与疼痛程度正相关。LncRNA也参与调控子宫腺肌病，研究表明miRNA-17表达升高，增强间质细胞侵袭和迁移能力，lncRNA通过对细胞增殖和迁移相关通路基因的调控参与子宫腺肌病的发生和发展［68-69］。此外，子宫腺肌病患者肌层中整体m6A修饰水平降低，METTL3和ZC3H13等RNA修饰因子的表达异常，说明RNA表观修饰也参与该疾病的病理过程［4］。妇科肿瘤与女性不孕关系密切。子宫肌瘤是生殖系统最常见的良性肿瘤，其导致不孕机制与子宫内膜容受性受损密切相关。肌瘤组织中ESR1、GATA4和HOXA10等关键基因启动子呈高甲基化，干扰胚胎着床相关信号通路的正常转导［70］。MED12突变型肌瘤的DNA甲基化谱与非突变型显著不同，提示DNA甲基化参与调控子宫肌瘤的发生［71］。同时，ncRNA调控也发挥一定的作用，miR-29下调会促进胶原和基质蛋白的过度沉积，而lncRNA H19通过调控甲基化和组蛋白修饰进一步增强致瘤信号［70，72］。卵巢癌严重威胁女性生殖健康，多种miRNA（如miR-126-3p表达下调）在卵巢癌组织中存在异常表达，与肿瘤细胞增殖和侵袭密切相关。抑癌基因如BRCA1和RASSF1A的高甲基化是卵巢癌发生发展的重要因素［73-74］。宫颈癌中高危人乳头瘤病毒感染可导致宿主细胞基因组及病毒DNA发生甲基化异常，导致多种抑癌基因功能障碍，并改变组蛋白乙酰化状态及lncRNA（如MIR210HG）的表达，干扰雌激素信号及受精卵的运输与着床［75-76］。子宫内膜对激素敏感，异常雌激素的暴露会增加子宫内膜癌的风险。子宫内膜癌患者内膜组织中PTEN、MLH1和RASSF1A等抑癌基因因高甲基化而失活，组蛋白修饰（如H3K27me3与H3K9ac）失衡，miRNA和HOTAIR、MALAT1等lncRNA表达异常，导致子宫内膜周期性功能紊乱，胚胎着床率降低［77-78］。此外，针对这些妇科肿瘤的手术、放疗和化疗等治疗方法本身也可能直接损伤子宫和卵巢的生理功能，从而进一步增加女性不孕的风险。 四. 表观遗传在不孕症患者诊治中的应用前景 1.表观遗传标志物在临床诊断中的潜力：表观遗传修饰的可逆性使其成为诊断不孕症患者的关键候选标志物，miRNA检测的诊断潜力值得关注。RIF患者宫腔液中的miRNA图谱出现明显异常，这种异常与子宫内膜容受性下降密切相关，提示其具有作为无创诊断工具的潜力［79］。POI患者血清和卵泡液中miR-21-3p、miR-486-3p和miR-6511b-5p水平有明显改变，可作为无创诊断POI的潜在分子标志物［80］。 目前对表观遗传改变的检测分析借助各类分子和计算技术，用于检测DNA甲基化的技术已相对成熟，亚硫酸氢盐测序是进行研究和推动临床转化的主要手段，有望应用于部分女性不孕相关疾病的诊治。比如，PCOS患者颗粒细胞DNA的甲基化模式与胰岛素抵抗和卵泡发育有关，可能对临床分型和制定治疗方案起到辅助作用。此外，通过检测血液和子宫液中的游离DNA（cell-free DNA， cfDNA）甲基化，可为无创筛查提供可行途径。例如，在子宫内膜异位症的筛查中，该方法表现出较高的灵敏度和特异度。 组蛋白修饰检测多借助ChIP-seq技术，绘制不同状态下的染色质修饰图谱，ncRNA与miRNA大多借助小RNA-seq或液体活检外泌体分析来实现。MeRIP-seq可用于全局描绘m6A的RNA修饰图谱。伴随多组学整合的推进，研究人员可通过综合DNA甲基化、miRNA和RNA修饰的多位点风险评分的方法来探索能否更稳定地预测个体疾病风险或人群分层［81］。然而，即使这些方法显示出良好的前景，但仍存在标准化不足、样本数量有限以及跨中心重复效果欠佳等问题，需在大规模临床试验里开展验证。 2. 表观遗传干预药物的研发：表观遗传修饰存在可逆性，为药物干预提供了潜在靶点，DNMT抑制剂、组蛋白去乙酰化酶抑制剂、SIRT抑制剂以及ncRNA干预药物研发已在不孕症相关疾病治疗中起步。DNMT抑制剂如AZA能部分恢复HOXA10与PR-B的甲基化沉默，有望改善内膜对胚胎的容受性［82］。HDAC抑制剂可提升H3K9ac水平，抑制细胞的增殖并推动胚胎着床，是治疗子宫内膜异位症可能的靶点药物［83］。组蛋白去乙酰化酶抑制剂丙戊酸可通过抑制PDK4/NLRP3炎症小体来减轻PCOS大鼠骨骼肌代谢功能障碍［4］。m6A通路的调控同样是潜在的干预对象，研究显示METTL3和FTO的异常表达和卵巢功能障碍有关联，针对m6A“写手”“橡皮擦”和“读者”蛋白开展的调控可能成为新的治疗路径。针对miRNA的治疗也正在探索中，通过抑制miR-23a和miR-146a等促凋亡miRNA可延缓颗粒细胞的凋亡，保护卵巢储备能力。递送系统为转化的关键部分，跟传统小分子相比，纳米颗粒或外泌体载体有潜力提升组织特异性并降低系统毒性，但依旧需要系统评估生殖毒理以及胚胎暴露安全性，且在配子及早期胚胎阶段开展长期随访研究，以确保风险在可控范围内。 随着辅助生殖技术（assisted reproductive technology，ART）的规模化应用，与之相关的子代表观遗传疾病的风险备受关注，目前国内外均建立了ART子代的随访队列，以监测潜在的跨代效应和远期慢性疾病隐患。ART子代中H19和IGF2等印记基因甲基化异常率升高，提示体外操作也会干扰表观重编程［84］。ART过程普遍不存在对潜在干扰因素的有效屏障，卵巢刺激、体外受精、胚胎培养和冷冻保存等环节均可能影响表观遗传稳定性，优化ART流程被认为是降低风险的关键途径。选择更温和的促排卵方案、提升体外培养体系的条件以更接近生理环境，减少氧化应激对胚胎造成的损害，改善冷冻与解冻条件，以此维持DNA甲基化和组蛋白修饰的稳定性，是当下维护ART子代健康的共识。 五. 总结与展望 表观遗传修饰异常在多种女性不孕症相关疾病中发挥重要调控作用。本文从卵子发生成熟、胚胎早期发育及子宫内膜容受性调节等角度，对表观遗传在PCOS、POI、子宫内膜异位症、RIF等不孕症相关疾病中的研究进展进行了综述，并提出了表观遗传检测及药物在不孕症诊治中的潜力。未来研究可借助功能实验和单细胞、空间组学等先进技术，深入解析关键表观修饰因子的作用机制，并探索其在不同个体中的差异。在临床转化方面，可推动 cfDNA甲基化、miRNA等无创标志物和基于外泌体载体递送系统的表观遗传药物的开发应用，并将表观遗传指标纳入辅助生殖质控体系，以降低表观遗传异常带来的潜在风险。 参考文献 向上滑动阅览 [1]Harris E. Infertility affects 1 in 6 people globally[J]. JAMA, 2023, 329(17): 1443. DOI: 10.1001/jama.2023.6251. [2]Inhorn MC, Patrizio P. Infertility around the globe: new thinking on gender, reproductive technologies and global movements in the 21st century[J]. Hum Reprod Update, 2015, 21(4): 411-426. DOI: 10.1093/humupd/dmv016. [3]Saftić Martinović L, Mladenić T, Lovrić D, et al. Decoding the epigenetics of infertility: mechanisms, environmental influences, and therapeutic strategies[J]. Epigenomes, 2024, 8(3): 34. DOI: 10.3390/epigenomes8030034. [4]Yu X, Xu J, Song B, et al. The role of epigenetics in women's reproductive health: the impact of environmental factors[J]. Front Endocrinol (Lausanne), 2024, 15: 1399757. DOI: 10.3389/fendo.2024.1399757. [5]Allis CD, Jenuwein T. The molecular hallmarks of epigenetic control[J]. Nat Rev Genet, 2016, 17(8): 487-500. DOI: 10.1038/nrg.2016.59. [6]Smith ZD, Chan MM, Humm KC, et al. DNA methylation dynamics of the human preimplantation embryo[J]. Nature, 2014, 511(7511): 611-615. DOI: 10.1038/nature13581. [7]Sabari BR, Zhang D, Allis CD, et al. Metabolic regulation of gene expression through histone acylations[J]. Nat Rev Mol Cell Biol, 2017, 18(2): 90-101. DOI: 10.1038/nrm.2016.140. [8]Sanborn AL, Rao SS, Huang SC, et al. Chromatin extrusion explains key features of loop and domain formation in wild-type and engineered genomes[J]. Proc Natl Acad Sci U S A, 2015, 112(47): E6456-E6465. DOI: 10.1073/pnas. 1518552112. [9]Wang XY, Qin YY. Long non-coding RNAs in biology and female reproductive disorders[J]. Front Biosci (Landmark Ed), 2019, 24(4): 750-764. DOI: 10.2741/4748. [10]Wang Y, Yang C, Sun H, et al. The role of N6-methyladenosine modification in gametogenesis and embryogenesis: impact on fertility[J]. Genomics Proteomics Bioinformatics, 2024, 22(4): qzae050. DOI: 10.1093/gpbjnl/qzae050. [11]Sergeeva A, Davydova K, Perenkov A, et al. Mechanisms of human DNA methylation, alteration of methylation patterns in physiological processes and oncology[J]. Gene, 2023, 875: 147487. DOI: 10.1016/j.gene.2023.147487. [12]Bi S, Tu Z, Chen D, et al. Histone modifications in embryo implantation and placentation: insights from mouse models[J]. Front Endocrinol (Lausanne), 2023, 14: 1229862. DOI: 10.3389/fendo.2023.1229862. [13]Barski A, Cuddapah S, Cui K, et al. High-resolution profiling of histone methylations in the human genome[J]. Cell, 2007, 129(4): 823-837. DOI: 10.1016/j.cell.2007.05.009. [14]Hu M, Yeh YH, Munakata Y, et al. PRC1-mediated epigenetic programming is required to generate the ovarian reserve[J]. Nat Commun, 2022, 13(1): 4510. DOI: 10.1038/s41467-022-31759-6. [15]Cabot B, Cabot RA. Chromatin remodeling in mammalian embryos[J]. Reproduction, 2018, 155(3): R147-R158. DOI: 10.1530/REP-17-0488. [16]De La Fuente R. Chromatin modifications in the germinal vesicle (GV) of mammalian oocytes[J]. Dev Biol, 2006, 292(1): 1-12. DOI: 10.1016/j.ydbio.2006.01.008. [17]Bonev B, Cavalli G. Organization and function of the 3D genome[J]. Nat Rev Genet, 2016, 17(11): 661-678. DOI: 10.1038/nrg.2016.112. [18]Cappannini A, Ray A, Purta E, et al. MODOMICS: a database of RNA modifications and related information. 2023 update[J]. Nucleic Acids Res, 2024, 52(D1): D239-D244. DOI: 10.1093/nar/gkad1083. [19]Artika IM, Arianti R, Demény MÁ, et al. RNA modifications and their role in gene expression[J]. Front Mol Biosci, 2025, 12: 1537861. DOI: 10.3389/fmolb.2025.1537861. [20]Messina A, Langlet F, Chachlaki K, et al. A microRNA switch regulates the rise in hypothalamic GnRH production before puberty[J]. Nat Neurosci, 2016, 19(6): 835-844. DOI: 10.1038/nn.4298. [21]Liu J, Zhao Y, Chen L, et al. Role of metformin in functional endometrial hyperplasia and polycystic ovary syndrome involves the regulation of MEG3/miR-223/GLUT4 and SNHG20/miR-4486/GLUT4 signaling[J]. Mol Med Rep, 2022, 26(1): 218. DOI: 10.3892/mmr.2022.12734. [22]Hackett JA, Surani MA. DNA methylation dynamics during the mammalian life cycle[J]. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci, 2013, 368(1609): 20110328. DOI: 10.1098/rstb.2011.0328. [23]Chen Y, Wang L, Guo F, et al. Epigenetic reprogramming during the maternal-to-zygotic transition[J]. MedComm (2020), 2023, 4(4): e331. DOI: 10.1002/mco2.331. [24]Lu X, Zhang Y, Wang L, et al. Evolutionary epigenomic analyses in mammalian early embryos reveal species-specific innovations and conserved principles of imprinting[J]. Sci Adv, 2021, 7(48): eabi6178. DOI: 10.1126/sciadv.abi6178. [25]Mei NH, Guo SM, Zhou Q, et al. H3K4 methylation promotes expression of mitochondrial dynamics regulators to ensure oocyte quality in mice[J]. Adv Sci (Weinh), 2023, 10(12): e2204794. DOI: 10.1002/advs.202204794. [26]Abedini A, Landry DA, Macaulay AD, et al. SWI/SNF chromatin remodeling subunit Smarca4/BRG1 is essential for female fertility[J]. Biol Reprod, 2023, 108(2): 279-291. DOI: 10.1093/biolre/ioac209. [27]Pang L, Yu W, Lv J, et al. Air pollution exposure and ovarian reserve impairment in Shandong Province, China: the effects of particulate matter size and exposure window[J]. Environ Res, 2023, 218: 115056. DOI: 10.1016/j.envres.2022.115056. [28]Tian GG, Hou C, Li J, et al. Three-dimensional genome structure shapes the recombination landscape of chromatin features during female germline stem cell development[J]. Clin Transl Med, 2022, 12(6): e927. DOI: 10.1002/ctm2.927. [29]Yang D, Zheng H, Lu W, et al. Histone lactylation is involved in mouse oocyte maturation and embryo development[J]. Int J Mol Sci, 2024, 25(9): 4821. DOI: 10.3390/ijms25094821. [30]Sui X, Hu Y, Ren C, et al. METTL3-mediated m6A is required for murine oocyte maturation and maternal-to-zygotic transition[J]. Cell Cycle, 2020, 19(4): 391-404. DOI: 10.1080/15384101.2019.1711324. [31]Liang J, Wang S, Wang Z. Role of microRNAs in embryo implantation[J]. Reprod Biol Endocrinol, 2017, 15(1): 90. DOI: 10.1186/s12958-017-0309-7. [32]Caniçais C, Vasconcelos S, Santos F, et al. DNA methylation mechanisms in the maturing and ageing oocyte[J]. Epigenetics Chromatin, 2025, 18(1): 34. DOI: 10.1186/s13072-025-00600-x. [33]Ke Y, Xu Y, Chen X, et al. 3D chromatin structures of mature gametes and structural reprogramming during mammalian embryogenesis[J]. Cell, 2017, 170(2): 367-381.e20. DOI: 10.1016/j.cell.2017.06.029. [34]Yang W, Wang P, Cao P, et al. Hypoxic in vitro culture reduces histone lactylation and impairs pre-implantation embryonic development in mice[J]. Epigenetics Chromatin, 2021, 14(1): 57. DOI: 10.1186/s13072-021-00431-6. [35]Nazarenko TA, Kalinina EA, Knyazeva EA, et al. The role of abnormal hypermethylation of the HOXA10 and HOXA11 promoters in implantation failures in IVF programs[J]. Gynecol Endocrinol, 2019, 35 Suppl 1: 31-34. DOI: 10.1080/09513590.2019.1632087. [36]Zhang P, Wang G. Progesterone resistance in endometriosis: current evidence and putative mechanisms[J]. Int J Mol Sci, 2023, 24(8): 6992. DOI: 10.3390/ijms24086992. [37]Xu X, Han Y, Jin K, et al. Endometrial stromal Menin supports endometrial receptivity by maintaining homeostasis of WNT signaling pathway through H3K4me3 during WOI[J]. Commun Biol, 2025, 8(1): 995. DOI: 10.1038/s42003-025-08434-9. [38]Zheng Q, Zhang D, Yang YU, et al. MicroRNA-200c impairs uterine receptivity formation by targeting FUT4 and α1, 3-fucosylation[J]. Cell Death Differ, 2017, 24(12): 2161-2172. DOI: 10.1038/cdd.2017.136. [39]Chen J, Fang Y, Xu Y, et al. Role of m6A modification in female infertility and reproductive system diseases[J]. Int J Biol Sci, 2022, 18(9): 3592-3604. DOI: 10.7150/ijbs.69771. [40]Vrljicak P, Lucas ES, Tryfonos M, et al. Dynamic chromatin remodeling in cycling human endometrium at single-cell level[J]. Cell Rep, 2023, 42(12): 113525. DOI: 10.1016/j.celrep.2023.113525. [41]O'Mara TA, Spurdle AB, Glubb DM, et al. Analysis of promoter-associated chromatin interactions reveals biologically relevant candidate target genes at endometrial cancer risk loci[J]. Cancers (Basel), 2019, 11(10): 1440. DOI: 10.3390/cancers11101440. [42]Wen X, Xiong Y, Jin L, et al. Bisphenol A exposure enhances endometrial stromal cell invasion and has a positive association with peritoneal endometriosis[J]. Reprod Sci, 2020, 27(2): 704-712. DOI: 10.1007/s43032-019-00076-7. [43]Cheon YP. Di-(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP) and uterine histological characteristics[J]. Dev Reprod, 2020, 24(1): 1-17. DOI: 10.12717/DR.2020.24.1.1. [44]Bruner-Tran KL, Ding T, Osteen KG. Dioxin and endometrial progesterone resistance[J]. Semin Reprod Med, 2010, 28(1): 59-68. DOI: 10.1055/s-0029-1242995. [45]Shen Y, Zhao H, Zhang L, et al. The roles of DNA methylation and hydroxymethylation at short interspersed nuclear elements in the hypothalamic arcuate nucleus during puberty[J]. Mol Ther Nucleic Acids, 2021, 26: 242-252. DOI: 10.1016/j.omtn.2021.07.006. [46]Shulhai AM, Munerati A, Menzella M, et al. Insights into pubertal development: a narrative review on the role of epigenetics[J]. J Endocrinol Invest, 2025, 48(4): 817-830. DOI: 10.1007/s40618-024-02513-0. [47]Shen Y, Zhou S, Zhao X, et al. Characterization of genome-wide DNA methylation and hydroxymethylation in mouse arcuate nucleus of hypothalamus during puberty process[J]. Front Genet, 2020, 11: 626536. DOI: 10.3389/fgene.2020. 626536. [48]Godoy J, Nishimura M, Webster NJ. Gonadotropin-releasing hormone induces miR-132 and miR-212 to regulate cellular morphology and migration in immortalized LbetaT2 pituitary gonadotrope cells[J]. Mol Endocrinol, 2011, 25(5): 810-820. DOI: 10.1210/me.2010-0352. [49]Zang S, Yin X, Li P. FTO-mediated m6A demethylation regulates GnRH expression in the hypothalamus via the PLCβ3/Ca2+/CAMK signalling pathway[J]. Commun Biol, 2023, 6(1): 1297. DOI: 10.1038/s42003-023-05677-2. [50]Sagvekar P, Shinde G, Mangoli V, et al. Evidence for TET-mediated DNA demethylation as an epigenetic alteration in cumulus granulosa cells of women with polycystic ovary syndrome[J]. Mol Hum Reprod, 2022, 28(7): gaac019. DOI: 10.1093/molehr/gaac019. [51]Hosseini E, Shahhoseini M, Afsharian P, et al. Role of epigenetic modifications in the aberrant CYP19A1 gene expression in polycystic ovary syndrome[J]. Arch Med Sci, 2019, 15(4): 887-895. DOI: 10.5114/aoms.2019.86060. [52]Liu S, Zhang X, Shi C, et al. Altered microRNAs expression profiling in cumulus cells from patients with polycystic ovary syndrome[J]. J Transl Med, 2015,13:238. DOI: 10.1186/s12967-015-0605-y. [53]Liu K, He X, Huang J, et al. Short-chain fatty acid-butyric acid ameliorates granulosa cells inflammation through regulating METTL3-mediated N6-methyladenosine modification of FOSL2 in polycystic ovarian syndrome[J]. Clin Epigenetics, 2023, 15(1): 86. DOI: 10.1186/s13148-023-01487-9. [54]Stener-Victorin E, Deng Q. Epigenetic inheritance of polycystic ovary syndrome-challenges and opportunities for treatment[J]. Nat Rev Endocrinol, 2021, 17(9): 521-533. DOI: 10.1038/s41574-021-00517-x. [55]Wang J, Sun X, Yang Z, et al. Epigenetic regulation in premature ovarian failure: a literature review[J]. Front Physiol, 2022, 13: 998424. DOI: 10.3389/fphys.2022.998424. [56]Shi W, Wang D, Xue X, et al. Epigenomic landscape of human cumulus cells in premature ovarian insufficiency using single-base resolution methylome and hydroxymethylome [J]. J Cell Mol Med, 2024, 28(24): e70284. DOI: 10.1111/jcmm.70284. [57]Huang E, Chen L. RNA N6-methyladenosine modification in female reproductive biology and pathophysiology[J]. Cell Commun Signal, 2023, 21(1): 53. DOI: 10.1186/s12964-023-01078-4. [58]Huang B, Ding C, Zou Q, et al. Cyclophosphamide regulates N6-Methyladenosine and m6A RNA enzyme levels in human granulosa cells and in ovaries of a premature ovarian aging mouse model[J]. Front Endocrinol (Lausanne), 2019, 10: 415. DOI: 10.3389/fendo.2019.00415. [59]Marquardt RM, Tran DN, Lessey BA, et al. Epigenetic dysregulation in endometriosis: implications for pathophysiology and therapeutics[J]. Endocr Rev, 2023, 44(6): 1074-1095. DOI: 10.1210/endrev/bnad020. [60]Bi Y, Huang W, Yuan L, et al. HOXA10 improves endometrial receptivity by upregulating E-cadherin[J]. Biol Reprod, 2022, 106(5): 992-999. DOI: 10.1093/biolre/ioac007. [61]Mortlock S, Houshdaran S, Kosti I, et al. Global endometrial DNA methylation analysis reveals insights into mQTL regulation and associated endometriosis disease risk and endometrial function[J]. Commun Biol, 2023, 6(1): 780. DOI: 10.1038/s42003-023-05070-z. [62]Mortlock S, Restuadi R, Levien R, et al. Genetic regulation of methylation in human endometrium and blood and gene targets for reproductive diseases[J]. Clin Epigenetics, 2019, 11(1): 49. DOI: 10.1186/s13148-019-0648-7. [63]Adamczyk M, Wender-Ozegowska E, Kedzia M. Epigenetic factors in eutopic endometrium in women with endometriosis and infertility[J]. Int J Mol Sci, 2022, 23(7):3804. DOI: 10.3390/ijms23073804. [64]Han Y, Luo H, Wang H, et al. SIRT1 induces resistance to apoptosis in human granulosa cells by activating the ERK pathway and inhibiting NF-κB signaling with anti-inflammatory functions[J]. Apoptosis, 2017, 22(10): 1260-1272. DOI: 10.1007/s10495-017-1386-y. [65]Luo X, Yang R, Bai Y, et al. Binding of microRNA-135a (miR-135a) to homeobox protein A10 (HOXA10) mRNA in a high-progesterone environment modulates the embryonic implantation factors beta3-integrin (ITGβ3) and empty spiracles homeobox-2 (EMX2)[J]. Ann Transl Med, 2021, 9(8): 662. DOI: 10.21037/atm-21-596. [66]Patronia MM, Potiris A, Mavrogianni D, et al. The expression of microRNAs and their involvement in recurrent pregnancy loss[J]. J Clin Med, 2024, 13(12): 3361. DOI: 10.3390/jcm13123361. [67]Nie J, Lu Y, Liu X, et al. Immunoreactivity of progesterone receptor isoform B, nuclear factor kappaB, and IkappaBalpha in adenomyosis[J]. Fertil Steril, 2009, 92(3): 886-889. DOI: 10.1016/j.fertnstert.2009.01.084. [68]Hu H, Li H, He Y. MicroRNA-17 downregulates expression of the PTEN gene to promote the occurrence and development of adenomyosis[J]. Exp Ther Med, 2017, 14(4): 3805-3811. DOI: 10.3892/etm.2017.5013. [69]Jiang JF, Sun AJ, Xue W, et al. Aberrantly expressed long noncoding RNAs in the eutopic endometria of patients with uterine adenomyosis[J]. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol, 2016, 199: 32-37. DOI: 10.1016/j.ejogrb.2016.01.033. [70]Boos D, Chuang TD, Khorram O. The roles of non-coding RNAs in the pathogenesis of uterine fibroids[J]. Cells, 2025, 14(16): 1290. DOI: 10.3390/cells14161290. [71]Maekawa R, Sato S, Tamehisa T, et al. Different DNA methylome, transcriptome and histological features in uterine fibroids with and without MED12 mutations[J]. Sci Rep, 2022, 12(1): 8912. DOI: 10.1038/s41598-022-12899-7. [72]Chuang TD, Khorram O. Mechanisms underlying aberrant expression of miR-29c in uterine leiomyoma[J]. Fertil Steril, 2016, 105(1): 236-245.e1. DOI: 10.1016/j.fertnstert. 2015.09.020. [73]Xiang G, Cheng Y. MiR-126-3p inhibits ovarian cancer proliferation and invasion via targeting PLXNB2[J]. Reprod Biol, 2018, 18(3): 218-224. DOI: 10.1016/j.repbio.2018.07.005. [74]S SK, Swamy SN, Premalatha CS, et al. Aberrant promoter hypermethylation of RASSF1a and BRCA1 in circulating cell-free tumor DNA serves as a biomarker of ovarian carcinoma[J]. Asian Pac J Cancer Prev, 2019, 20(10): 3001-3005. DOI: 10.31557/APJCP.2019.20.10.3001. [75]Sen P, Ganguly P, Ganguly N. Modulation of DNA methylation by human papillomavirus E6 and E7 oncoproteins in cervical cancer[J]. Oncol Lett, 2018, 15(1): 11-22. DOI: 10.3892/ol.2017.7292. [76]Hu XL, Huang XT, Zhang JN, et al. Long noncoding RNA MIR210HG is induced by hypoxia-inducible factor 1α and promotes cervical cancer progression[J]. Am J Cancer Res, 2022, 12(6): 2783-2797. [77]Inoue F, Sone K, Toyohara Y, et al. Targeting epigenetic regulators for endometrial cancer therapy: its molecular biology and potential clinical applications[J]. Int J Mol Sci, 2021, 22(5): 2305. DOI: 10.3390/ijms22052305. [78]Li BL, Wan XP. The role of lncRNAs in the development of endometrial carcinoma[J]. Oncol Lett, 2018, 16(3): 3424-3429. DOI: 10.3892/ol.2018.9065. [79]von Grothusen C, Frisendahl C, Modhukur V, et al. Uterine fluid microRNAs are dysregulated in women with recurrent implantation failure[J]. Hum Reprod, 2022, 37(4): 734-746. DOI: 10.1093/humrep/deac019. [80]Montazerian M, Yasari F, Aghaalikhani N. Ovarian extracellular microRNAs as the potential non-invasive biomarkers: an update[J]. Biomed Pharmacother, 2018, 106: 1633-1640. DOI: 10.1016/j.biopha.2018.07.073. [81]Thong LY, McRae AF, Sirota M, et al. Methylation risk score modelling in endometriosis: evidence for non-genetic DNA methylation effects in a case-control study[J]. Int J Mol Sci, 2025, 26(8): 3760. DOI: 10.3390/ijms26083760. [82]Ducreux B, Patrat C, Firmin J, et al. Systematic review on the DNA methylation role in endometriosis: current evidence and perspectives[J]. Clin Epigenetics, 2025, 17(1): 32. DOI: 10.1186/s13148-025-01828-w. [83]Psilopatis I, Vrettou K, Fleckenstein FN, et al. The impact of histone modifications in endometriosis highlights new therapeutic opportunities[J]. Cells, 2023, 12(9):1227. DOI: 10.3390/cells12091227. [84]Hara-Isono K, Matsubara K, Mikami M, et al. Assisted reproductive technology represents a possible risk factor for development of epimutation-mediated imprinting disorders for mothers aged ≥30 years[J]. Clin Epigenetics, 2020, 12(1): 111. DOI: 10.1186/s13148-020-00900-x. 企业介绍 （更新中...） 期刊订阅Subscribe 前往全国邮局自行订阅 登陆中华医学期刊网订阅 扫下方二维码，输入信息直接订阅 长按二维码，立即订阅 点击 阅读原文 了解更多 我知道你  在看  哦 发现“分享”和“赞”了吗，戳我看看吧