《Frontiers in Endocrinology》：Association between bisphenol exposure and polycystic ovary syndrome risk: an integrated systematic review and meta-analysis
背景：多囊卵巢综合征（polycystic ovary syndrome, PCOS）是一种 prevalent 的内分泌疾病，与环境内分泌干扰物（endocrine-disrupting chemicals, EDCs）密切相关，尤其是双酚类化合物（bisphenols, BPs），如双酚A（bisphenol A, BPA）和双酚S（bisphenol S, BPS）。BPs可能通过雌激素效应、抗雄激素效应及致肥胖效应干扰生殖和代谢通路，从而参与PCOS的发病机制。然而，现有的流行病学证据尚不一致。方法：本研究遵循系统评价和Meta分析优先报告的条目（Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses, PRISMA）指南，检索了PubMed和Web of Science数据库截至2024年12月的观察性研究（横断面研究、病例对照研究、纵向研究）。经过筛选后，纳入涉及3,010名女性的17项研究。采用纽卡斯尔-渥太华量表（Newcastle-Ottawa Scale, NOS）评估研究质量。鉴于高异质性（I2 > 50%），采用随机效应模型计算标准化均数差（standardized mean differences, SMDs）及其95%置信区间（confidence intervals, CIs），并进行亚组分析以探索异质性来源。结果：Meta分析显示，PCOS风险与血清BPA（SMD = 1.32，95% CI：0.83–1.82）、尿BPA（SMD = 2.69，95% CI：1.41–3.97）及血清BPS（SMD = 0.26，95% CI：0.07–0.46）均呈显著正相关。BPA的异质性较高（I2 = 95–99%），而BPS的异质性为零（I2 = 0%）。排除低质量研究的敏感性分析证实了结果的稳健性。基于鹿特丹（Rotterdam）标准的亚组分析使BPA的相关性略有减弱。漏斗图未显示显著的发表偏倚。结论：以BPA和BPS为代表的BPs暴露与PCOS风险增加显著相关，其机制可能涉及内分泌干扰、代谢调控异常及表观遗传调控。这些发现强调了制定旨在降低人群BPs暴露水平的监管政策、将BPs生物监测整合到PCOS临床管理中的必要性，以及进一步开展基因-环境交互作用和非单调剂量效应研究的迫切需求。减少BPs暴露可能为PCOS的预防和治疗提供新的策略。
**引言**
多囊卵巢综合征（polycystic ovary syndrome, PCOS）是一种常见的激素和代谢紊乱疾病，影响育龄女性，全球患病率估计为11%至13%。PCOS的主要特征包括雄激素水平升高、排卵不规律或缺失，以及以囊肿形成为特征的特定卵巢结构。该综合征常与多种并发症相关，如胰岛素抵抗（insulin resistance）、肥胖和代谢综合征（metabolic syndrome）。PCOS具有显著的异质性，对其潜在病因的全面认识仍有所欠缺。
研究者普遍认为，PCOS的发生和发展源于遗传因素、环境影响、生活方式选择以及干扰激素调节的因素共同作用。在空气质量方面，细颗粒物（particulate matter, PM
2.5）和氮氧化物等污染物可通过在卵巢中启动氧化应激反应而对颗粒细胞活性产生负面影响。此外，自然睡眠-觉醒周期的紊乱，如轮班工作或夜间人工照明暴露，也与PCOS相关。
环境内分泌干扰物（endocrine-disrupting chemicals, EDCs）被公认为PCOS发生的重要影响因素。这些化合物既可模拟雌激素又可表现出抗雄激素效应，引发严重的健康问题。值得注意的是，双酚类化合物（bisphenols, BPs），尤其是双酚A（bisphenol A, BPA），是塑料中普遍存在的EDCs的重要类别。
BPs通过多种途径干扰女性生殖内分泌系统的平衡。其雌激素模拟效应源于与雌激素受体α（estrogen receptor α, ERα）的竞争性结合，从而启动信号通路，破坏下丘脑-垂体-卵巢（hypothalamic-pituitary-ovarian, HPO）轴的负反馈调节机制，导致黄体生成素（luteinizing hormone, LH）脉冲频率异常。此外，体外研究已证实BPs的抗雄激素效应，表明BPA可降低二氢睾酮与雄激素受体的结合亲和力。同时，BPs还参与代谢紊乱，包括促进脂肪细胞生长、加剧胰岛素抵抗以及增加卵巢膜细胞（theca cells）的雄激素产生。
尽管多项横断面研究表明PCOS女性的血清和尿液BPA水平高于无PCOS者，但两者之间的关联仍存在争议。关于BPs与PCOS关联的证据因人群特征、具体BPs种类及PCOS诊断标准的不同而有所差异。本研究采用Meta分析方法，探讨不同样本类型和不同BPs与PCOS的关联，旨在为EDCs的生殖毒性风险提供重要参考。
**方法**
本研究严格遵循系统评价和Meta分析优先报告的条目（Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses, PRISMA）标准进行Meta分析，并已在PROSPERO数据库正式注册（注册号：CRD42024578174）。所有内容均按照2020版PRISMA指南的清单和流程图系统组织。
**检索策略**
研究者利用PubMed和Web of Science等电子资源进行全面检索，纳入截至2024年12月31日发表的相关研究。检索策略按照PEO（Patient/Population/Problem, Exposure, Outcome）框架精心设计。为提高筛选效率，在搜索引擎中实施了多种过滤器，包括选择同行评审文章、可信期刊、英文出版物、全文可获取以及聚焦人类参与者的研究。
**研究设计**
本评价旨在全面审查探索BPs暴露与PCOS发展关联的所有观察性分析研究，纳入了横断面、病例对照和纵向等多种设计格式的研究。研究者排除了探讨PCOS干预或其他实验方法的实验性研究，因为研究重点在于可提供BPs暴露与PCOS发生或表现关联信息的观察性发现。
**患者/人群/问题**
双酚类化合物的具体类别未被设为限制因素，本综述重点关注与PCOS相关的血清或尿液BPs。
**暴露与结局**
研究者将BPA、双酚S（bisphenol S, BPS）及其他BPs等数类化合物认定为影响因素。PCOS的诊断标准涵盖鹿特丹（Rotterdam）标准、美国国立卫生研究院（National Institutes of Health, NIH）标准及其他补充标准。
**纳入排除标准及研究筛选**
两名评审员（Z.G.和H.L.）使用Endnote软件（版本20）在剔除重复记录后对相关文献进行全面审查。随后排除超出综述范围的材料，包括信件、书籍、综述文章、会议论文集以及非英文发表的文献。此外，无法获取全文的文献也被排除。之后，对剩余文献的全文进行详细审查，剔除不符合预定主题、研究设计或参与者标准的文章。整个过程中，评审员之间的分歧通过建设性讨论解决，以确保达成共识并保证综述结果的可靠性。
**文献质量评价**
纽卡斯尔-渥太华量表（Newcastle-Ottawa Scale, NOS）是评估符合纳入标准研究偏倚风险的主要工具，该量表在学术界被广泛认可为衡量研究方法学完整性的可信且高效的方法。两名独立评审员（Z.G.和H.L.）对每项研究进行偏倚评估，出现分歧时由第三名评审员（Y.Y.）主持讨论以解决争议。值得注意的是，被归类为具有显著高偏倚风险的研究仍被纳入分析，以助于形成对整体研究环境的更全面理解。
**统计分析**
效应量指标采用标准化均数差（Standardized Mean Difference, SMD）及其对应的95%置信区间（confidence interval, CI）。为评估纳入研究间的异质性，采用Cochrane Q统计量结合不一致性指数（I2）进行分析。当I2值超过50%表明研究间存在可能影响结果的变异时，采用随机效应模型；而当数据变异性较小时，则采用逆方差法的固定效应模型。此外，根据不同BPs类型或样本特征等因素进行亚组分析以确定异质性来源。为探索发表偏倚的可能性，绘制了漏斗图。所有统计分析均使用Review Manager 5.3软件完成，以p值小于0.05为具有统计学意义。
**结果**
**检索结果**
按照预先设计的文献检索策略，共检索到306篇文献，其中包含82篇重复文献。经标题、摘要及全文审查后，最终纳入17项观察性研究，共涉及3,010名女性。文献筛选流程及结果见相应图示。具体检索策略为采用MeSH术语和All Fields检索"polycystic ovary syndrome"与"bisphenol"及其相关词汇的组合。
**纳入研究的基本特征**
纳入研究发表于2001年至2024年间。根据NOS标准，13项研究被评为高质量，4项研究被评为中等质量。研究类型涵盖病例对照研究、横断面研究，分布于波兰、伊朗、希腊、土耳其、印度、意大利、日本、中国、斯洛伐克和捷克共和国等多个国家。PCOS诊断标准包括鹿特丹标准、NIH标准及AE-PCOS标准等。BPs类型涉及BPA、BPS、双酚F（bisphenol F, BPF）以及其他双酚类化合物（如BPAP、BPAF、BPB、BPP、BPZ）。BPs检测方法包括高效液相色谱法（high-performance liquid chromatography, HPLC）、气相色谱-质谱联用法（gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS）、液相色谱-串联质谱法（LC-MS/MS）以及酶联免疫吸附测定法（enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA）。
**Meta分析结果**
为评估统计学异质性，采用以I2指数表示的卡方检验。I2值超过50%表明纳入研究之间存在实质性异质性，因此采用随机效应模型进行综合和分析。Meta分析结果显示，血清BPA、尿BPA、血清BPS与PCOS风险均呈正相关（合并SMD分别为1.32、2.69、0.26；95% CI分别为0.83–1.82、1.41–3.97、0.07–0.46；I2分别为95%、99%和0%）。
针对四项低质量研究的顾虑，排除其中两项研究后，BPA与PCOS风险的正相关关系仍然保持不变。纳入的两项关于BPS与PCOS风险关联的研究均为高质量研究。
**亚组分析结果**
考虑到PCOS诊断标准对样本选择的影响，研究者对纳入研究进行了亚组分析，以确定鹿特丹标准作为PCOS纳入标准时的情况。当仅聚焦于鹿特丹标准时，血清BPA、单一BPA与PCOS风险合并SMD值均出现轻微下降。亚组分析结果提示，部分观察到的异质性来源于研究本身，但这并不影响BPA与PCOS风险之间的关联。
由于两项关于BPS与PCOS风险的研究采用了不同的诊断标准，该数据无法进一步进行亚组分析。
**发表偏倚**
研究者对整个文献及各亚组进行了发表偏倚评估。漏斗图分析未显示显著的发表偏倚证据。
**讨论**
本综合综述和Meta分析整合了来自17项观察性研究、涉及3,010例个体的数据，揭示了BPs暴露与PCOS发生可能性之间的显著关联。研究涉及的BPs包括BPA和BPS。Meta分析结果证明，血清BPA水平、特定BPA测量值、血清BPS浓度与PCOS风险存在正相关关系。这些发现不仅突显了BPs作为PCOS发生发展中的内分泌干扰物的作用，还强调其与遗传、代谢和表观遗传因素的交互作用。
**BPs-PCOS关联的生物学合理性**
包括BPA在内的BPs具有干扰PCOS发生所必需的多种内分泌系统和代谢过程的潜力，为观察到的关联提供了支持依据。
**通过类固醇生成失调导致高雄激素血症**
BPA可直接增强卵巢膜细胞的雄激素产生，通过增加CYP17A1（17α-羟化酶）和3β-HSD的表达实现，这在暴露于BPA的颗粒细胞培养物中表现为睾酮水平升高68%所支持。动物研究揭示了BPA生殖毒性的新机制，即破坏线粒体内由star介导的胆固醇转运。从机制上看，BPA的雌激素效应激活膜细胞中由ERβ介导的通路，规避HPO轴的典型反馈调节。在细胞培养情境下，BPS在非细胞毒性水平上干扰类固醇生成，导致激素水平呈现显著改变的独特模式。
**胰岛素抵抗和代谢紊乱**
肝脏是胰岛素作用的主要部位，也是双酚A的靶器官。大量动物研究表明，BPA暴露可影响肝脏代谢。经BPA处理的小鼠表现出肝脏胰岛素敏感性受损以及胰岛素信号传导受抑制。体外研究揭示，BPA可能通过激活JNK/p38通路诱导胰岛素抵抗。研究者观察到PCOS患者血清BPA水平与空腹血糖、甘油三酯和HOMA-IR等多种生化异常存在强关联。有趣的是，BPA促进肥胖的倾向可能通过激活PPARγ介导。然而，BPA诱导胰岛素抵抗及其致肥胖效应的精确分子机制尚未完全阐明。既往细胞研究表明，BPS暴露可能通过涉及心脏脂蛋白、磷脂酰甘油及脂肪酸代谢相关途径的脂重塑来增加胰岛素抵抗风险。
**表观遗传重编程**
产前BPA暴露导致LHCGR启动子高甲基化，增加了卵巢细胞对LH的敏感性——这是PCOS卵泡停滞的关键特征。体内和体外转录组学研究均表明，BPA可能影响TGF-β信号通路，且独立于所应用的毒理学背景。涉及跨代青鳉鱼模型的研究表明，暴露于BPA的母鱼后代即使未直接暴露也表现出PCOS样特征，提示通过生殖细胞的表观遗传遗传发挥作用。关于BPS的研究仍然较少。
**基因-环境交互作用**
PCOS患者常携带CYP19A1基因变异。BPA暴露可能进一步影响这些个体的卵巢卵泡，导致卵巢储备下降。这种效应可能与BPs与PCOS患者特定遗传变异之间的相互作用有关，但精确机制尚需进一步研究。
**公共卫生意义**
研究者普遍认为，在发达国家BPA可在大多数个体中检出。然而，与BPA相比，关于BPS在人群中含量的共识尚缺。重要措施包括：第一，监管政策：从热敏纸收据和食品包装中消除BPA；第二，临床筛查：将BPA生物监测（如尿BPA-葡萄糖醛酸）整合到高危人群（BMI>25 kg/m2或有家族倾向）的PCOS诊断评估中；第三，个性化缓解：肝脏中BPA的解毒依赖于视黄酸，相关酶系统缺陷的个体建议使用不含双酚A的医疗器械并避免食用罐装食品。此外，未来研究应聚焦于基于人群的队列设计，评估BPs暴露剂量和持续时间对PCOS的影响，从而评估潜在的非线性剂量-反应关系。
**局限性和方法学考量**
尽管有大量证据支持本研究发现，但若干局限性需谨慎解读：第一，残余混杂：纳入研究未提供邻苯二甲酸盐或有机磷酸酯共同暴露的信息，这些物质可能与BPs产生交互作用；第二，暴露错分类：单次尿样测量仅反映近期暴露，导致长期效应的低估；第三，反向因果：高雄激素血症可能损害UGT2B7介导的BPA清除，从而夸大观察到的相关性；第四，地理偏倚：所有纳入分析的研究均在亚洲和欧洲进行，限制了研究结果对具有不同膳食和监管框架人群的适用性。
**结论**
本研究确定BPs，特别是BPA和BPS，是与PCOS相关的可改变的环境危险因素，其通过内分泌干扰、代谢改变和表观遗传修饰等机制发挥作用。证据的稳健性和一致性要求采取紧急行动以减少对这些物质的广泛暴露，尤其是在关键发育阶段。医学专业人员应将环境健康评估整合到PCOS管理策略中，而研究者应集中于阐明基因-环境相互作用和开发特异性解毒策略。应对BPs在PCOS发展中的复杂作用，可能为该复杂内分泌疾病的预防和个性化治疗开辟新途径。
