《Frontiers in Endocrinology》:Association between sleep and ovarian reserve in women undergoing IVF/ICSI: a Mendelian randomization and cross-sectional study
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背景:睡眠和昼夜节律紊乱被认为是生育能力受损的公认风险因素,但其对卵巢储备的影响及潜在机制仍不清楚。本研究旨在评估接受体外受精(IVF)和卵胞浆内单精子注射(ICSI)的女性中睡眠特征与卵巢储备之间的关联。设计:一项基于全基因组关联研究(GWAS)数据的孟德尔
背景:睡眠和昼夜节律紊乱被认为是生育能力受损的公认风险因素,但其对卵巢储备的影响及潜在机制仍不清楚。本研究旨在评估接受体外受精(IVF)和卵胞浆内单精子注射(ICSI)的女性中睡眠特征与卵巢储备之间的关联。设计:一项基于全基因组关联研究(GWAS)数据的孟德尔随机化(MR)分析评估了睡眠障碍与卵泡刺激素(FSH)水平之间的因果关联。随后开展了一项横断面研究,以评估接受IVF/ICSI的女性中睡眠特征与卵巢储备之间的关联。该观察性分析纳入了2023年6月至2024年5月期间招募的1,288名年龄20–40岁的IVF/ICSI患者。结果:GWAS数据的MR分析显示,基因预测的睡眠障碍与FSH(卵泡刺激素)水平升高之间存在显著关联(OR = 1.259,P = 0.03)。临床横断面分析显示,高龄(≥35岁,OR:1.14,95% CI:1.07–1.21)、失业(OR:0.61,95% CI:0.40–0.91)、原发性不孕(OR:0.57,95% CI:0.35–0.92)、睡眠紊乱(OR:2.42,95% CI:1.39–4.21)和较短睡眠时长(OR:1.89,95% CI:1.27–2.80)与卵巢储备功能减退(DOR)相关。在调整年龄、就业状况和不孕类型后,短睡眠时长(6–7小时和<7小时)及睡眠紊乱仍与FSH水平升高、AMH(抗缪勒管激素)水平降低和AFC(窦卵泡计数)减少显著相关。在年龄<35岁的女性中,短睡眠时长和睡眠质量差均与DOR显著相关。在年龄≥35岁的女性中,仅睡眠质量差(而非短睡眠时长)与DOR显著相关。结论:在接受IVF/ICSI的女性中,较短睡眠时长(<7小时)与DOR相关,尤其是在35岁以下的女性中。相比之下,睡眠质量差对卵巢储备的负面影响不受年龄影响。这些发现提示,睡眠特征可能是卵巢储备的可调控因素,尤其是在较年轻的育龄女性中。
论文解读
一、研究背景与问题
睡眠是人类必需的生理过程。在现代社会,心理社会压力和生活方式的改变使得慢性睡眠不足日益普遍。美国疾病控制与预防中心(CDC)的流行病学数据显示,美国不同县中24%–48%的成年人存在短睡眠时长(<7小时)。睡眠不足已被认为参与心血管、神经、代谢和免疫等多系统疾病的发病机制。既往研究提示,睡眠可能是生殖健康中一个新颖且可调控的因素,睡眠剥夺可通过氧化应激和炎症通路影响卵母细胞质量和胚胎发育。然而,既往大多数研究仅关注单一睡眠参数,现有证据不足以阐明睡眠模式与生育结局之间的机制联系,睡眠优化能否作为不孕症管理的治疗靶点仍不清楚。
卵巢功能是维持女性生育能力和整体生理健康的基础。临床上常用基础卵泡刺激素(FSH)水平、抗缪勒管激素(AMH)浓度和经阴道超声测定的窦卵泡计数(AFC)来评估卵巢储备。卵巢早衰会降低生育能力和健康质量,甚至导致过早死亡。睡眠剥夺对生殖功能有不利影响,短睡眠时长与受孕概率降低相关。睡眠紊乱在体外受精(IVF)患者中普遍存在,并贯穿整个IVF治疗周期。2022年一项基于1,276例患者的前瞻性队列研究发现,睡眠特征(包括睡眠紊乱、睡眠时长、主观睡眠质量、日间功能障碍、入睡困难、夜班经历)与IVF/ICSI治疗结局相关;短睡眠时长(<7小时)和睡眠紊乱与临床妊娠率降低显著相关。2025年一项纳入1,070名参与者的横断面研究报告,睡眠质量差与育龄女性卵巢储备功能减退(DOR)相关。高达57%的IVF/ICSI女性在治疗前存在睡眠障碍,而DOR在该群体中比例较高。然而,睡眠特征与接受IVF/ICSI女性卵巢储备之间的关系仍知之甚少,尤其缺乏全面的睡眠特征分析。因此,研究人员利用孟德尔随机化(MR)和横断面研究设计,系统评估睡眠特征与卵巢储备指标的关联,并探讨年龄是否修饰这一关联。
二、研究设计与方法
研究人员首先利用全基因组关联研究(GWAS)汇总数据进行孟德尔随机化(MR)分析。从FinnGen R12(n = 495,270)获取睡眠障碍的GWAS汇总数据,从IEU OpenGWAS(prot-a-528,n = 3,301)获取FSH的GWAS数据。经LD聚集(R2 < 0.001)和协调后,选取123个单核苷酸多态性(SNP)(P < 5×10??)作为工具变量,采用逆方差加权(IVW)法评估睡眠障碍与FSH的因果关联,并进行留一法敏感性分析。
随后开展横断面研究,纳入2023年6月至2024年5月期间在中国科学技术大学附属第一医院生殖遗传中心就诊的1,288名20–40岁女性患者。排除标准包括:近3个月内接受内分泌药物、问卷不完整、多囊卵巢综合征(PCOS)、子宫内膜异位症及其他卵巢疾病、卵巢手术史。参与者填写生活方式、人口学特征和匹兹堡睡眠质量指数(PSQI)问卷。PSQI包含七个组成部分(主观睡眠质量、入睡时间、睡眠时长、习惯性睡眠效率、睡眠紊乱、睡眠药物使用和日间功能障碍),总分0–21分,≤5分为正常睡眠质量,>5分为差睡眠质量。研究人员收集睡眠时长(≥7小时、6–7小时、<6小时)、主观睡眠质量(好/差)、入睡困难(从未、每周少于1次、每周1–2次、每周≥3次)、睡眠紊乱(是/否)、日间功能障碍(是/否)和夜班经历(是/否)。通过标准化问卷收集年龄、教育水平、职业、体质指数(BMI)、吸烟、饮酒、运动习惯、不孕类型(原发/继发)、不孕时长、既往流产次数、痛经史、输卵管手术史、慢病史及神经精神疾病史等基线资料。卵巢储备评估包括月经第3天FSH和AMH水平(化学发光免疫法测定)及经阴道超声测定的AFC(双卵巢直径2–9mm卵泡总数)。DOR定义为满足以下至少一项:AFC < 7、AMH < 1.1 ng/mL、或第3天FSH ≥ 10 IU/L。统计分析采用独立样本t检验、χ2检验或Fisher精确检验、单因素和多因素logistic回归,并按年龄分层(<35岁 vs. ≥35岁)评估效应修饰。
三、主要研究结果
(一)睡眠障碍与FSH水平因果关联的遗传学证据
MR分析显示,四种MR方法(IVW、MR-Egger、加权中位数和加权众数)均一致表明睡眠问题升高FSH水平。漏斗图显示SNP效应估计值高度对称,提示无显著定向多效性。IVW法显示,基因预测的睡眠紊乱与FSH升高显著相关(OR = 1.259,P = 0.03)。留一法敏感性分析显示,逐一剔除每个SNP后,汇总估计值保持稳定,置信区间变化很小,表明无单个SNP过度影响总体关联。该结果从遗传层面支持睡眠障碍导致女性FSH水平升高的因果关系。
(二)基线特征
共1,288名患者纳入分析,平均年龄32.35 ± 4.13岁。DOR组女性年龄显著大于正常卵巢储备(NOR)组(34.09 ± 4.02 vs. 31.64 ± 4.05,P = 0.000)。DOR组就业率显著低于NOR组(75.67% vs. 82.39%,P = 0.006)。DOR组原发性不孕比例显著更高(59.63% vs. 50.33%,P = 0.002)。DOR组夜间睡眠时长显著缩短(P = 0.000),主观睡眠质量差的比例显著更高(22.73% vs. 11.93%,P = 0.009),睡眠紊乱比例显著更高(38.77% vs. 27.68%,P = 0.000)。两组在入睡困难、日间功能障碍和夜班经历方面无显著差异。DOR组FSH、雌二醇(E2)水平显著升高,AMH和AFC显著降低。
(三)单因素logistic回归分析
以DOR为因变量的单因素logistic回归结果显示,高龄(OR:1.14,95% CI:1.07–1.21)、失业(OR:0.61,95% CI:0.40–0.91)、原发性不孕(OR:0.57,95% CI:0.35–0.92)、睡眠时长6–7小时(OR:1.64,95% CI:1.11–2.42)和<6小时(OR:1.88,95% CI:0.89–3.93)以及睡眠紊乱(OR:2.42,95% CI:1.39–4.21)均与DOR显著相关。
(四)多因素回归分析
多因素回归调整BMI、年龄、就业状态和不孕类型后,睡眠时长6–7小时与FSH升高(调整后优势比[AOR]:2.12,95% CI:1.24–3.73)和AFC减少(AOR:1.43,95% CI:1.02–2.19)显著相关;睡眠时长<6小时与FSH升高(AOR:2.85,95% CI:1.03–8.37)、AMH降低(AOR:2.24,95% CI:1.27–3.98)和AFC减少(AOR:2.21,95% CI:1.13–4.86)显著相关。睡眠紊乱与FSH升高(AOR:3.87,95% CI:1.63–9.13)、AMH降低(AOR:2.43,95% CI:1.15–5.56)和AFC减少(AOR:1.92,95% CI:1.18–3.27)均显著相关。入睡困难、日间功能障碍和夜班经历未显示显著关联。
(五)年龄对睡眠质量与卵巢储备关系的影响
按年龄分层(<35岁和≥35岁)分析睡眠质量(PSQI>5为差)与DOR的关联。在<35岁组,PSQI>5与FSH≥10(AOR:3.47,95% CI:1.89–6.39)、AMH<1.1(AOR:2.47,95% CI:1.21–5.06)、AFC<7(AOR:1.75,95% CI:1.23–2.74)以及复合DOR指标(AOR:2.02,95% CI:1.36–3.25)显著相关。在≥35岁组,PSQI>5同样与上述指标显著相关(FSH≥10的AOR:6.59,95% CI:2.88–16.45;AMH<1.1的AOR:4.21,95% CI:1.45–11.29;AFC<7的AOR:2.86,95% CI:1.43–5.74;复合指标AOR:2.61,95% CI:1.32–5.23)。年龄与睡眠质量评分的交互作用不显著(P for interaction > 0.05),提示睡眠质量对卵巢储备的影响在各年龄组中一致。
(六)年龄对睡眠时长与卵巢储备关系的影响
按年龄分层分析睡眠时长(<7小时 vs. ≥7小时)与DOR的关联。在<35岁组,短睡眠时长与FSH≥10(AOR:2.19,95% CI:1.41–3.76)、AMH<1.1(AOR:3.75,95% CI:2.24–6.52)、AFC<7(AOR:2.41,95% CI:1.69–3.64)及复合DOR指标(AOR:2.51,95% CI:1.69–3.62)显著相关。而在≥35岁组,短睡眠时长与上述指标均无显著关联(FSH≥10的AOR:1.32,95% CI:0.81–2.57;AMH<1.1的AOR:1.58,95% CI:0.78–3.50;AFC<7的AOR:1.21,95% CI:0.75–1.98;复合指标AOR:1.15,95% CI:0.78–1.92)。年龄与睡眠时长的交互作用显著(P for interaction < 0.05),表明睡眠时长与卵巢储备的关联依赖年龄。
四、总结与结论
讨论部分指出,本研究的MR分析从遗传层面提示睡眠障碍可能增加FSH升高风险,但该因果推断不应过度外推至睡眠时长。横断面研究发现,40.99%的参与者存在短睡眠时长,30.98%存在睡眠紊乱。睡眠紊乱在IVF患者中普遍存在,DOR女性报告睡眠紊乱的可能性约为其他不孕原因女性的三倍。睡眠可能通过干扰下丘脑-垂体-卵巢(HPO)轴和引起内分泌功能障碍而损害生育能力。分层分析显示,年龄与睡眠时长存在显著交互作用:在<35岁女性中,短睡眠时长与DOR显著相关;而在≥35岁女性中,该关联消失。相反,睡眠质量差对卵巢储备的负面影响在各年龄组中均存在。这可能是由于睡眠需求随年龄增长而减少,高龄女性对睡眠时长变化的敏感性降低。研究局限性包括:睡眠测量依赖PSQI自我报告,缺乏客观监测;横断面设计无法确定因果关系;研究对象限于接受IVF/ICSI的不孕女性,外推需谨慎;未纳入心理困扰等混杂因素;年龄范围限于20–40岁。
研究结论:在接受IVF/ICSI的女性中,较短睡眠时长(<7小时)与DOR相关,尤其是在35岁以下的女性中;而睡眠质量差对卵巢储备的负面影响不受年龄影响。这些发现强调睡眠特征作为卵巢储备的可调控因素,特别是在较年轻的育龄女性中,为临床睡眠干预改善生育结局提供了潜在靶点。