多囊卵巢综合征(polycystic ovary syndrome, PCOS)是绝经前妇女最常见的代谢紊乱和内分泌疾病之一,对女性健康具有持久而广泛的负面影响,目前有越来越多的育龄期女性受到PCOS带来的困扰。PCOS在体征和症状上具备复杂的异质性,常与胰岛素抵抗、代谢紊乱、肥胖、腹部肥胖和心血管危险因素有关,但目前病因仍未明确[1]。PCOS引起的内分泌障碍的主要病因和重要诊断标准是雄激素水平升高,又被称为高雄激素血症(hyperandrogenism, HA)[2]。HA对临床POCS的诊断和指导治疗具有重要意义。生化高雄激素血症是评估HA的客观指标。目前已提出多种HA的检测方法,并在逐步提高特异性和精确度,但仍然无统一标准来衡量PCOS中的HA,对于最佳临界值也未有定论。目前临床中最常用诊断指标的是总睾酮(total testosterone, TT)。实验室参考值上限为0.73 ng/mL,但对于诊断临床高雄激素血症,容易出现假阴性情况,导致PCOS漏诊。因此,本研究旨在探讨在高雄激素血症的诊断中TT的应用价值,并与雄烯二酮(androstenedione, AND)、硫酸脱氢表雄酮(dehydroepiandrosterone sulfate, DHEAS)、性激素结合球蛋白(sex hormone-binding globulin, SHBG)和游离雄激素指数(Free androgen index, FAI)等其它雄激素指标进行对比分析,寻找更为优化的TT的诊断临界值,为PCOS患者HA的临床诊疗优化提供参考依据。
对象与方法
一、研究对象
研究对象为2021年3月至2023年8月在首都医科大学附属北京天坛医院妇科门诊就诊并明确诊断为PCOS的患者,诊断依据为2003年鹿特丹会议制定的PCOS诊断标准[3] 。排除标准如下:先天性肾上腺皮质增生症、库欣综合征或雄激素分泌瘤变等引起排卵障碍的内分泌疾病患者;近3个月服用过任何激素类药物和(或)降糖药物。共纳入符合标准的PCOS患者319例。其中TT数据缺失者40例未纳入本研究,剩余279例TT数据完整的PCOS患者纳入研究内。
二、研究方法
本研究是一项回顾性病例对照研究,由北京天坛医院伦理委员会审核批准,所有患者均签署知情同意。研究人员根据鹿特丹标准筛选研究人群,对患者提供多囊卵巢信息问卷后,由经过严格规范化培训的医生进行研究人群的病史采集和信息登记,最后通过抽取血样获得生化指标。在参与血样抽取和研究期间,参与者均未剧烈运动且未食用特定食物。
所有月经规律者在月经周期第3～5日于空腹静息状态下抽取静脉血,测定性激素六项(卵泡雌激素、黄体生成素、雌二醇、孕酮、TT和泌乳素)和雄激素三项(皮质醇、雄烯二酮和DHEAS),其中,使用化学发光法检测TT、AND和DHEAS,使用电化学发光法检测SHBG,根据检查结果如实记录患者的TT、AND、DHEAS和SHBG水平,同时通过FAI=(TT×100)/SHBG计算并记录FAI。本研究以TT>0.73 ng/mL、AND>3.0 ng/mL、 FAI>5.0[4] 、DHEAS>430.0 ng/mL或SHBG<32.4 nmol/L(符合以上任意1项)作为HA的诊断标准(研究表明DHEAS及SHBG通过不同的检测方法及仪器获得的参考范围差异较大[4]。本实验采用的参考值来源于本院检验科经过多年临床验证所制定的内部标准。虽然该参考值未在公开文献中直接报道,但其在本院检测流程中经过严格的质量控制和数据支持,符合当前实验室检测的实际需求)。其中根据上述诊断及排除标准筛选出HA 患者230例,非HA患者 49例。
三、统计学方法
本研究采用SPSS 29.0统计软件处理数据。比较各组的阳性诊断率及组间诊断的一致性,计数资料以率表示。多组间采取卡方检验,两两比较采用McNemar′s 检验,P<0.05说明差异具有统计学意义。kappa值评估组间一致性(kappa值越趋近于1,认为两组数据一致性越高,在0.75以上表示一致性较好,小于0.40则一致性较差,负值表示不一致性)。采用ROC曲线评估不同指标拟作诊断HA金标准时的灵敏度、特异度、最佳截断值和最大约登指数,并绘制在PCOS患者中TT诊断高雄激素血症的ROC曲线。
结 果
一、一般临床资料及实验室指标比较
本研究纳入女性患者共279例,年龄范围在14～44岁,平均年龄(27.1±5.0)岁,体质指数(body mass index, BMI)平均为(27.3±6.3)kg/m2,BMI<18.5 kg/m2的患者13例,BMI在18.5～23.9 kg/m2的正常体重患者88例,BMI 在24.0～27.9 kg/m2的超重患者66例,BMI≥28 kg/m2的肥胖患者112例,肥胖患者的比例为40.1%。患者的一般情况及临床特征见表1。
表1 纳入PCOS患者的临床及实验室指标[n=279,M(P25,P75)]
Table 1 Clinical and laboratory indicators of enrolled PCOS patients [n=279, M(P25, P75)]
CharacteristicsMedian (P25, P75)CharacteristicMedian (P25, P75)Age(years)27(24,30)TC(mmol/L)4.9(4.3,5.5)BMI(kg/m2)26.7(22.3,31.6)TG(mmol/L)1.1(0.8,1.7)Body fat percentage(%)37.9(31.7,43.8)HDL-C(mmol/L)1.4(1.2,1.7)TT(ng/mL)0.34(0.23,0.53)LDL-C(mmol/L)3.0(2.5,3.5)AND(ng/mL)3.3(2.5,4.6)ApoA1(mmol/L)1.4(1.2,1.6)FAI1.3(1.0,2.2)ApoB(mmol/L)0.9(0.7,1.1)DHEAS(ng/mL)216.0(157.0,295.0)Glu 0 min(μIU/mL)5.0(4.6,5.4)SHBG(nmol/L)26.2(18.9,42.3)Glu 60 min(μIU/mL)7.8(6.2,9.7)FT2.3(1.8,3.2)Glu 120 min(μIU/mL)6.2(5.3,7.6)LH(mIU/mL)9.6(6.0,13.8)Ins 0 min(μIU/mL)14.0(9.1,22.5)FSH(mIU/mL)6.3(4.9,7.6)Ins 60 min(μIU/mL)83.7(50.4,137.6)AMH(ng/mL)7.2(4.5,10.6)Ins 120 min(μIU/mL)69.3(40.9,148.8)
二、雄激素指标应用
以TT为基准,分别比较其它各指标对PCOS患者HA的阳性诊断率与其差异性及一致性(如表2)。分别以TT、AND、FAI、DHEAS、SHBG为标准诊断PCOS患者高雄激素血症,阳性率分别为10.4%(24/230)、72.2%(166/230)、 10.9%(25/230)、6.5%(15/230)、78.7%(181/230),差异有统计学意义(P<0.001)。其中,AND和SHBG的阳性诊断率均明显高于TT,并且差异有统计学意义;而FAI、DHEAS与TT的阳性诊断率差异无统计学意义。
表2 雄激素指标的高雄激素血症诊断率
Table 2 Diagnostic rate of hyperandrogenism according to androgen parameters
Note:Compared with TT,*P<0.001
IndicatorsPositive diagnostic rate (%)KappaTT10.4-AND72.2-0.195∗FAI10.9-0.001DHEAS6.50.132SHBG78.7-0.220∗
以HA阳性诊断率远高于TT且差异具有统计学意义的AND和SHBG指标作为金标准计算TT的临界值。以AND拟作诊断HA的金标准,绘制ROC曲线(图1),计算得出灵敏度为84.2%,特异性为56.3%,最大约登指数为0.405,TT的最佳截断值为0.24 ng/mL;以SHBG拟作诊断HA的金标准时绘制ROC曲线(图2),灵敏度是73.3%,特异性为77.1%,最大约登指数为0.504,TT的最佳截断值为0.53 ng/mL。由于以SHBG诊断作为诊断金标准时的最大约登指数最大,灵敏度和特异度两者相对较高,故取TT的最佳诊断界值为0.53 ng/mL(表3)。
图1 以AND拟作诊断金标准时TT诊断HA的ROC曲线
Figure 1 ROC curves of TT for diagnosing HA with AND as the reference standard
图2 以SHBG拟作诊断金标准时,TT诊断HA的ROC曲线
Figure 2 ROC curves of TT for diagnosing HA with SHBG as the reference standard
表3 两种指标的诊断效能比较
Table 3 Diagnostic performance
IndicatorsAUC95% CISensitivity (%)Specificity (%)Youden indexCut-off value (ng/mL)AND0.710.63-0.7984.256.30.4050.24SHBG0.760.64-0.8973.377.10.5040.53
讨 论
多囊卵巢综合征在青春期及育龄期女性中发病率高,临床表现多样。目前为止,国际上先后提出了3个PCOS诊断共识,即美国国立卫生研究院(National Institutes of Health, NIH)提出的NIH标准、欧洲生殖和胚胎医学会(European Society of Human Reproduction and Embryology, ESHRE)与美国生殖医学会(American Society for Reproductive Medicine, ASRM)提出的鹿特丹标准和美国雄激素学会(Androgen Excess Society, AES)提出的AES标准,最常用的是2003年的美国鹿特丹标准,但三个共识均体现出PCOS最重要的特征之一是高雄激素血症。高雄激素血症的诊断目前尚无统一标准。中国在2018年根据临床诊疗流程等制定出中国PCOS诊疗指南,将存在高雄激素血症的临床表现(多毛、痤疮、雄激素性脱发)或高雄激素血症定为PCOS高雄激素血症的诊断标准[5] 。然而,由于患者个体化差异明显,高雄激素血症表型轻重不同,多毛体征的表现形式及范围程度也不同,在临床高雄激素血症无明显表现的前提下,可以通过生化高雄激素血症的诊断提高HA诊断率。
缺乏明显的临床表现时,高水平的雄激素已被确定为 PCOS 的基本临床特征和必要的生化诊断标准。许多临床可用的方法缺乏准确测量女性特有的较低雄激素浓度所需的灵敏度和特异性,循环中具有生物活性的游离睾酮在临床中由于各实验室仪器资源及检测方法等受限,开展不广泛,临床常规检测常通过血液中总睾酮判断高雄激素血症,但是常规状态下的TT正常上限对诊断PCOS存在一定的误差,通过TT判断是否为PCOS中高雄激素血症的临界值,可以在节约成本的前提下提高诊断PCOS的精确度。
本研究进行雄激素指标诊断率的两两比较时,发现SHBG阳性诊断率明显高于TT,同时分别以AND、FAI、DHEAS、SHBG作为标准诊断HA,在选择SHBG作为金标准重新评估TT的临界诊断值时,灵敏度是73.3%,特异性为77.1%,最大约登指数为0.504,比其它雄激素作为金标准的最大约登指数高,证明该标准下的TT临界值真阳性诊断率和准确性更高。
研究表明,由肝脏产生的SHBG是性激素的转运蛋白,对雄激素具有高亲和力,而对雌激素的亲和力较低,从而减少循环类固醇激素,使其在生物学上无法被靶组织使用,从而调节血液中生物活性性激素的浓度并影响其生物利用度[6]。在正常情况下,循环中具有生物活性的游离睾酮仅占睾酮1%～2%,而总睾酮包括结合型和非结合型睾酮两部分,与SHBG 结合的雄激素不发挥其生物效应,因此SHBG 水平是生物活性雄激素水平的重要决定因素,也可以作为PCOS患者HA严重程度的有用指标,与本研究结论相符[6-7]。越来越多的数据表明,低血清SHBG水平不仅是HA的关键影响因素,而且还与肥胖、IR和糖脂代谢紊乱有关,其既是胰岛素抵抗的重要预测因素,也是糖脂代谢紊乱的危险因素[6,8-9]。另一项研究发现,在患有PCOS的青少年中,低SHBG水平通常与脂肪肝和高胰岛素血症有关[10]。Xing 等人发现,PCOS还与遗传因素有关,遗传SHBG多态性也会影响PCOS的发病机制[7]。因此,血清SHBG与PCOS的并发症和远期预后相关,在PCOS 的发病机制中起重要作用。在本研究中,SHBG具有最高的HA阳性诊断率,同时,经过SHBG校正TT的临界诊断值拥有最大约登指数,计算后的TT临界值临床意义更显著。
评估TT的现代检测技术目前包括免疫检测和质谱(MS)[11]。在免疫测定中,血清与T抗体和示踪剂混合,根据示踪剂的不同,有放射免疫、酶联免疫吸附、免疫荧光或免疫化学发光测定法等。现如今,这些直接免疫测定由于其效率和相对较低的成本在世界各地的临床化学实验室中广泛使用,不同人群中具有大量的参考区间[12]。但正如多项研究所表明的那样,这些直接免疫测定在低T范围内存在非特异性、有限的灵敏度和高不精确性的问题[13-14]。液相色谱-质谱联用仪(LC-MS/MS)是目前测定人血清或血浆中总睾酮的最高特异性和灵敏度的首选方法-,广泛应用于大型商业实验室和研究实验室,同时具备了测量多种类固醇的功能;然而,相比价格更低的免疫测定法,该方法对设备配置及校准、应用技能具有更高需求,因此难以在医院实验室大规模推行[13]。
不同的标准和人群调整后所得的TT临界值不同,因为TT无法代表全部生物有效雄激素,同时由于检测费用昂贵等原因,缺乏大规模临床试验,实验样本普遍较少。近些年国内外还有很多学者尝试用不同的方式调整TT的临界值,如李婷婷等基于美国德克萨斯公司放射免疫法的FT参考范围,以中国成都人群为研究对象,得到的TT诊断临界值为0.635 ng/ml[15]。Iwasa等根据日本人群对TT各诊断值进行截断性ROC分析,结论是不存在具有高敏感性和高特异性的决策阈值,同时提出了TT作为补充因素可能是有用的,与现代的研究结论一致[16]。除了常用的ROC曲线,基于中国南方广州绝经前女性进行的研究首次提出了通过k-means聚类分析调整TT临界值,遗憾的是由于经济限制,诊断临界值2.39 nmol/L是仅对60名妇女进行TT测量后的结果[17]。由此可见,如果要得到更加精确的TT临界值,需要进行更大样本量的临床试验。
本研究得出的TT临界值是单中心的结论,是否能扩展到其他实验室有待进一步验证。考虑到本研究未对患者日常生活习惯进行追踪,饮食习惯、作息规律等个人偏差可能对实验结果产生影响。研究表明,最重要的长期营养影响似乎主要在SHBG[18],食用高蛋白、高脂肪饮食会降低SHBG,反之素食和高纤维饮食会增加SHBG[19]。除了饮食引起的激素波动,雄激素在女性中还具有昼夜节律,尽管波动相对平缓[20]。
综上,根据本研究使用的仪器、测量方法、区域特点及人群特征,以稳定、大量存在的雄激素前体SHBG作为标准,将HA的临床诊断值由TT>0.73 ng/mL调整为TT>0.53 ng/mL,可以提高HA的诊断率和敏感性,为PCOS患者的临床诊疗提供准确、有效的检验学帮助。
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