ABSTRACT
子宫肌瘤是育龄女性常见的良性肿瘤，具有高发病率和高复发率的特点。传统观点认为其发生发展主要受雌激素和孕激素驱动。近年研究发现，激素失衡会影响活性氧（ROS）产生并触发显著氧化应激（OS）状态。子宫肌瘤中的OS状态可进一步放大激素失衡所致的病理效应，这表明雌激素、孕激素和OS可能相互作用，形成雌激素-孕激素-氧化应激（E-P-OS）网络，共同促进子宫肌瘤的进展。该网络模型为激素单一疗法或手术后高复发率提供了理论解释。本文综述了E-P-OS网络内激素-OS相互作用的分子机制，阐明了其促进子宫肌瘤进展的病理效应，为开发同时阻断激素信号和对抗氧化损伤的新疗法奠定了理论基础。此外，我们总结了当前激素疗法和抗氧化治疗的临床策略，识别了潜在的联合治疗方法，并探讨了其临床转化面临的关键挑战，旨在为推进子宫肌瘤的精准治疗提供新方向和新证据。
1. 引言
子宫肌瘤是女性生殖系统最常见的良性肿瘤，在育龄女性中患病率超过70%，构成了显著的全球健康负担。其发病受种族、体脂、遗传等多因素影响。临床症状包括月经过多、盆腔压迫症状（如尿频、便秘），严重者可导致贫血和不孕。全子宫切除术是根治方法但会永久丧失生育能力，肌瘤剔除术虽可保留子宫，但术后5年复发率高达50%。高强度聚焦超声等非侵入性技术同样面临复发挑战。
子宫肌瘤是公认的激素依赖性肿瘤，主要受雌激素和孕激素影响。肌瘤组织中雌激素受体（ER）和孕激素受体（PR）表达显著升高。以促性腺激素释放激素（GnRH）类似物和选择性孕激素受体调节剂（SPRMs）为代表的激素疗法虽能抑制肌瘤和缓解症状，但停药后易快速复发，提示除传统激素调控外，还存在其他关键驱动因素。
氧化应激（OS）在恶性肿瘤中广泛存在，通过影响基因组稳定性和细胞微环境在癌症进展中起关键作用。研究表明，与邻近正常肌层相比，肌瘤组织氧化损伤产物水平显著升高，关键抗氧化酶活性降低。这种局部OS环境通过诱导增殖和凋亡相关基因表达失调，促进子宫平滑肌瘤细胞异常增殖。因此，子宫肌瘤的病理进展不仅表现出经典的激素依赖性，还包含了由局部持续OS维持和加剧的病理特征。
基于此，我们提出E2、孕激素和OS在子宫肌瘤中可能存在相互作用，形成E-P-OS网络，维持肌瘤的持续生长。该网络的建立为理解单激素治疗或手术干预后子宫肌瘤的高复发率提供了新视角。
2. E-P-OS网络框架的依据
2.1. 雌激素优势与孕激素协同的激素失衡
雌激素和孕激素之间的失衡是子宫肌瘤的关键起始因素，主要表现为相对或绝对的雌激素优势，以及孕激素作用的增强，共同为肌瘤细胞的异常增殖奠定了环境基础。
子宫肌瘤的发病率与内源性雌激素暴露时间呈正相关。妊娠或外源性雌激素补充可刺激其生长，而绝经后肌瘤通常萎缩。肌瘤组织中的雌激素浓度显著高于正常肌层组织，这种局部高雌激素状态可归因于肌瘤组织中芳香化酶表达水平较高，促进了雄烯二酮向雌酮（E1）的转化，E1再通过17β-羟类固醇脱氢酶（17β-HSD）1型作用还原为生物活性更高的雌二醇（E2）。肌瘤细胞通常过表达ER，且ERα表达持续高于ERβ。ERα的过表达显著放大了子宫平滑肌瘤细胞对循环和局部E2信号的敏感性。高水平的E2与过表达的ERα结合，通过基因组和非基因组信号通路促进肿瘤发展，直接激活下游Wnt/β-连环蛋白、磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/雷帕霉素机制靶标（PI3K/Akt/mTOR）、丝裂原活化蛋白激酶/细胞外信号调节激酶（MAPK/ERK）和AMP活化蛋白激酶（AMPK）信号通路，促进肌瘤组织中细胞周期蛋白D1和c-Myc的表达。E2还驱动多种生长因子（如胰岛素样生长因子1（IGF-1）和转化生长因子-β（TGF-β））的表达，显著刺激主要细胞外基质（ECM）成分的异常合成和沉积。
孕激素在肌瘤生长中的作用不仅是雌激素的拮抗剂，更表现出积极的协同效应。特别是在黄体期或外源性孕激素影响下，它促进有丝分裂效应并强烈刺激肌瘤细胞增殖。研究证实，高剂量孕激素上调Ki67 mRNA表达，并与E2协同增强增殖细胞核抗原（PCNA）、表皮生长因子（EGF）和表皮生长因子受体（EGFR）的表达，从而增强肌瘤细胞的增殖潜能。它还上调抗凋亡蛋白B细胞淋巴瘤2（Bcl-2）的表达，从而抑制凋亡。子宫肌瘤组织中高浓度的E2通过结合ERα诱导孕激素受体表达，主要是PR-B亚型。这种过表达最终导致肌瘤细胞对孕激素的敏感性增强。孕激素主要通过与PR-B结合激活基因组和非基因组信号通路。这些通路与E2激活的Wnt/β-连环蛋白、PI3K/Akt/mTOR和MAPK/ERK信号通路广泛相互作用，通过增强E2信号通路中关键分子的磷酸化水平，形成正反馈回路，进一步放大E2的效应。此外，孕激素独立且有效地驱动ECM的异常沉积和重塑，这是肌瘤增大和硬化的关键。孕激素快速激活TGF-β信号通路及其下游效应分子Smad3，促进I型胶原、纤连蛋白（FN）、多能蛋白聚糖、皮肤桥蛋白的合成和沉积，同时抑制具有抗纤维化作用的饰胶蛋白的表达。
因此，子宫肌瘤中“激素失衡”的核心机制在于E2的主导驱动作用和孕激素的协同放大效应。其实质是由ERα和PR-B过表达驱动的复杂病理网络，该网络直接促进子宫肌瘤的增殖和纤维化，并建立了影响局部OS的条件，从而启动了整个E-P-OS网络。
2.2. 激素对氧化应激的调节
以E2为核心的激素失衡不仅促进ROS的产生，还削弱细胞的抗氧化防御能力。孕激素可能协同进一步放大这种效应，共同导致细胞内氧化还原稳态失衡。证据表明，在子宫肌瘤微环境中，E2和孕激素可能通过三条途径诱导ROS过度积累：酶代谢失衡、线粒体功能障碍和抗氧化系统破坏，从而使肌瘤持续处于OS状态。
2.2.1. 酶代谢失衡
E2在子宫肌瘤细胞内的代谢是其诱导OS的潜在机制。研究表明，子宫肌瘤组织异常高表达CYP1B1，该酶负责将E2羟基化为高活性代谢物4-羟基雌二醇（4-OH-E2），后者主要被过氧化物酶氧化为雌二醇-3,4-醌（E2-3,4-Q）。这种醌化合物通过氧化还原循环持续产生超氧阴离子（O2•−），后者经超氧化物歧化酶（SOD）催化产生过氧化氢（H2O2），最终通过Fenton反应生成高毒性的羟基自由基（•OH）。因此，E2的代谢活化可能是一种自我放大的机制，启动并维持子宫肌瘤的局部OS状态。
E2也可能通过激活NADPH氧化酶（NOX）家族，特别是NOX4，直接产生ROS。重要的是，NOX4在子宫肌瘤组织中的高表达已得到实验证实。基于此，E2可能通过上调内质网中NOX4的表达和活性，在子宫肌瘤中产生H2O2。H2O2不仅造成氧化损伤，还可作为第二信使激活多个下游促生长信号通路。此外，孕激素通过磷酸戊糖途径促进子宫上皮细胞中烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）的产生，这为NOX4的催化反应提供了必需的电子供体。基于NOX4在子宫肌瘤组织中高表达的证据，可以推断孕激素可能通过类似机制为E2诱导的肌瘤细胞NOX4活性提供辅助支持，从而在功能上协同放大E2的促氧化效应。
2.2.2. 线粒体功能障碍
线粒体是细胞的动力源，其功能障碍与ROS过量产生的自我强化恶性循环有关。子宫肌瘤细胞表现出活跃的线粒体生物合成，这是支持其快速增殖的基础。E2可能是这一现象的关键驱动因素。研究表明，E2与细胞核内的ER结合，激活过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1-α（PGC-1α）的表达。激活的PGC-1α随后激活核呼吸因子1（NRF-1）和NRF-2，从而刺激线粒体转录因子A（TFAM）等相关因子的表达，最终导致线粒体DNA复制增加、细胞线粒体数量增多以及线粒体生物合成能力显著增强。此外，有证据表明E2还可通过结合线粒体内的ERβ直接增强电子传递链（ETC）的活性，从而改善细胞呼吸和ATP产生。考虑到子宫肌瘤中高E2和高ER表达的病理背景，可以得出结论，E2可能通过上述途径导致线粒体功能亢进。细胞模型研究表明，孕激素可结合位于线粒体的受体，导致膜电位升高和耗氧率激增。尽管该研究未在肌瘤细胞中进行，但提示孕激素可能通过影响线粒体功能参与ROS的产生。这种激素驱动的、功能亢进的电子传递链状态被认为是电子泄漏增加导致大量ROS产生的主要来源。最终，这些过量产生的ROS共同促进肌瘤的增殖和进展。
2.2.3. 抗氧化系统破坏
在生理条件下，机体的抗氧化系统能及时清除多余的ROS。然而，在子宫肌瘤细胞中，这种平衡被打破。直接实验证据表明，与正常子宫肌层细胞相比，子宫肌瘤细胞中SOD和过氧化氢酶（CAT）的mRNA水平和酶活性均显著降低，表明肌瘤细胞的抗氧化酶系统存在严重功能缺陷。除了抗氧化酶系统受损外，非酶抗氧化防御系统也可能受到影响。有研究认为，过量的E2会干扰谷胱甘肽（GSH）代谢关键酶的活性，从而影响这种重要抗氧化剂的合成和再生。一项大鼠子宫肌瘤模型研究表明，降低血清E2水平伴随着GSH含量的增加，从而减轻了氧化损伤程度。基于此，可以合理推断，与子宫肌瘤相关的高E2环境会进一步损害细胞的抗氧化防御能力。一项临床观察研究间接支持了这一观点。研究发现，接受联合高剂量E2和孕激素治疗的女性，其OS标志物（FORT）与抗氧化能力标志物（FORD）的比值显著增加，表明联合孕激素和E2治疗与OS指标升高相关，提示其可能加重OS状态。基于现有证据，子宫肌瘤内独特的激素环境可能通过直接降低抗氧化酶活性和破坏非酶抗氧化系统，共同削弱细胞的抗氧化防御网络。细胞内ROS的持续过量产生，加上清除机制严重受损，破坏了细胞内的氧化还原稳态，从而建立并维持有利于子宫肌瘤生长和进展的慢性OS状态。
2.3. 氧化应激作为激素信号的潜在调节剂
OS可能通过多种途径调节E2和孕激素的生物学效应，其主要机制涉及两个方面：与关键通路中激素信号的协同效应，以及对激素受体表达和功能的潜在影响。
2.3.1. 激素信号通路的协同效应
OS可以激活TGF-β/Smad3、PI3K/Akt/mTOR和MAPK信号通路，这些通路也是E2和孕激素信号的关键下游通路。这种信号通路之间的串扰机制为理解OS作为激素信号的潜在调节剂提供了理论基础。
TGF-β/Smad3通路在子宫肌瘤纤维化过程中主要受孕激素调节。在子宫肌瘤中，孕激素对该通路的调节也可能受到OS的调控。一项关于子宫肌瘤细胞的研究揭示，该通路的一个关键组成部分涉及NOX4的过表达，导致过量的ROS产生。值得注意的是，癌细胞研究表明，ROS可与TGF-β形成正反馈调节。这种机制可能也存在于子宫肌瘤中。基于现有证据，ROS与TGF-β之间的潜在相互作用可能维持TGF-β/Smad3通路的激活，从而增强孕激素介导的促纤维化和促增殖效应。此外，激活的TGF-β/Smad信号通路是否通过调节E2代谢参与子宫肌瘤的病理过程也值得探讨。研究表明，在人颗粒细胞中，TGF-β1可通过Smad2和ERK1/2信号通路上调CYP19A1表达，从而促进E2的产生。这为探索肌瘤局部高E2状态提供了一个有希望的途径。
MAPK通路的激活参与肌瘤组织中的ECM合成和纤维化。ROS的积累已被证明会触发关键激酶p38 MAPK的磷酸化和激活，表明ROS是MAPK信号通路的潜在激活剂。在子宫肌瘤中，激活素A-p38 MAPK信号轴已被证明是介导肌瘤组织过度ECM产生和驱动其生长的关键分子机制。这些发现表明，OS可能通过干预p38 MAPK等节点参与肌瘤的纤维化过程。E2和孕激素都是MAPK通路的关键调节剂。研究表明，在子宫肌瘤细胞中，高浓度E2可通过非基因组途径快速激活Ras-Raf-MEK-ERK信号级联，从而促进细胞增殖。同时，孕激素的促纤维化作用也与p38 MAPK通路的激活密切相关。OS可能与这些激素信号产生协同效应，共同调节MAPK通路的活性。
PI3K/Akt/mTOR信号通路在调节细胞生长和增殖中起关键作用。在子宫肌瘤中，锰超氧化物歧化酶（MnSOD）的功能障碍已被证明会导致ROS大量积累，并与Akt信号通路的异常激活有关。这一发现表明，OS可能通过影响抗氧化酶系统参与对该通路的调节。此外，研究表明，H2O2介导的ROS可通过氧化作用使PTEN失活，这被认为是影响PI3K/Akt/mTOR通路活性的潜在机制之一。值得注意的是，作为子宫肌瘤的关键调节剂，E2和孕激素已被证明可激活PI3K/Akt通路并促进肌瘤细胞增殖。同时，IGF-1作为E2和孕激素的重要协同因子，在子宫肌瘤研究中已被证明可通过上调PI3K、Akt和mTOR的磷酸化水平来激活该通路，随后诱导关键细胞周期调节蛋白的表达，从而参与肌瘤细胞的异常增殖过程。这些发现表明，OS可能作为调节剂，与激素信号协同调节PI3K/Akt/mTOR通路的激活状态。
基于以上证据，在E2和孕激素主导的子宫肌瘤微环境中，OS可能通过调节TGF-β/Smad3、PI3K/Akt/mTOR和MAPK等关键信号通路的激活状态，与激素信号产生协同效应，共同形成一个复杂的促生长信号网络。
2.3.2. 调节激素受体的功能
一项研究发现，子宫肌瘤组织中的抗氧化酶活性与ER和PR表达水平呈负相关。动物模型研究也表明，在应激条件下，ER和PR表达增加，并与OS水平呈正相关。此外，一项关于子宫肌瘤的磷酸化蛋白质组学研究揭示，OS显著改变了肌瘤组织中一系列关键信号蛋白的磷酸化状态。这种翻译后修饰的破坏可能间接影响ER或PR的活性。
尽管上述研究揭示了OS与激素受体功能之间的关联，但OS调节ER和PR转录、翻译或特定翻译后修饰的分子机制仍不清楚。对其他激素依赖性疾病的相关研究可以显著启发这一知识空白。在乳腺癌中，研究表明OS可通过激活PI3K/Akt/mTOR和MAPK/ERK等信号通路上调ER和PR的表达或增强其活性。该过程涉及关键激酶的磷酸化级联反应，其在机制上与子宫肌瘤中观察到的磷酸化蛋白质组学改变相对应。这表明OS可能通过破坏激酶-磷酸酶平衡来广泛影响受体功能。其他研究认为，氧化还原稳态的破坏可能损害雌激素代谢关键酶的功能，导致基因毒性代谢物的积累。该过程可能随后通过激活应激相关信号通路上调ER表达并增强其稳定性。此外，一篇关于妇科疾病的综述表明，OS可直接干扰激素受体功能，而抗氧化剂的应用有助于恢复正常的受体信号。这间接证实了OS在受体调节中的关键作用。
总之，支持激素失衡作为OS状态基本驱动因素的证据相对可靠。然而，关于OS对子宫肌瘤细胞内激素信号的放大效应，需要进一步的直接证据来证实。整合当前直接和间接证据表明，激素与OS之间的相互作用可能构成一个自我维持的E-P-OS网络，共同维持肌瘤的持续生长。
3. E-P-OS网络在子宫肌瘤中驱动的下游病理效应
E-P-OS网络内持续的激素失衡和OS状态不仅通过直接促进细胞增殖、抑制凋亡和增强纤维化过程来促进子宫肌瘤的发展，更可能引发更深层次的下游效应，包括诱导肿瘤微环境重塑、促进组织缺氧、驱动肌瘤细胞代谢重编程，甚至增加基因组不稳定性以促进基因突变。
3.1. 促进细胞增殖和抑制凋亡
E-P-OS网络激活PI3K/Akt/mTOR等促生存和增殖通路，导致子宫肌瘤细胞中细胞周期蛋白D1、c-Myc、PCNA和Ki67过表达。这使得细胞能够成功通过G1/S检查点进入细胞周期S期，从而启动DNA合成和细胞分裂。同时，mTOR的激活为细胞增殖提供了必要的物质基础。E-P-OS网络可能在激活促增殖通路的同时抑制促凋亡通路。在正常细胞中，促凋亡蛋白Bax和抗凋亡蛋白Bcl-2之间存在微妙的平衡，与 caspase 家族成员一起调节凋亡稳态。E-P-OS网络可能通过抑制Bax表达和促进Bcl-2等抗凋亡蛋白的表达，强烈抑制caspase级联活性，从而显著增强肌瘤细胞对凋亡信号的抵抗。靶向抑制E-P-OS网络中的关键节点可能有效逆转抗凋亡表型，恢复细胞对凋亡信号的敏感性。这些分子机制共同作用，导致肌瘤细胞异常快速增殖并对凋亡信号不敏感，最终驱动肌瘤不断增大。
3.2. ECM过度沉积和纤维化
E-P-OS网络通过整合激素和OS信号，在ECM过度沉积和纤维化过程中发挥潜在的协调作用。该网络激活TGF-β/Smad3和MAPK通路促进子宫肌瘤纤维化。在该病理网络的调节下，子宫肌瘤组织ECM中的FN、多能蛋白聚糖、皮肤桥蛋白以及I型和III型胶原水平显著升高。同时，肌瘤组织内金属蛋白酶组织抑制因子-1（TIMP-1）表达增加抑制了基质金属蛋白酶（MMPs）的活性，导致ECM降解减少，加剧了其过度沉积。E-P-OS网络还可能通过诱导炎症反应促进肌瘤纤维化。研究表明，在子宫肌瘤中，白细胞介素-1β浓度与核因子κB（NF-κB）水平呈正相关，表明炎症因子通过激活NF-κB信号通路驱动炎症反应和纤维化过程。大量ECM成分的异常沉积显著增加了子宫肌瘤的硬度，这是其质地坚硬的核心原因。
3.3. 缺氧驱动的血管生成
E-P-OS网络介导子宫肌瘤的快速增殖和纤维化，这种异常加速的生长显著增加了局部组织对氧气和营养的需求。当血管生成滞后于细胞增殖时，会产生相对缺氧，形成缺氧微环境。缺氧通过激活缺氧诱导因子（HIF）进一步增强肌瘤细胞的增殖活性和纤维化表型。通过经典的缺氧信号通路，缺氧稳定HIF-1α，从而驱动疾病进展。研究表明，在缺氧条件下，HIF-1α的降解受到抑制，导致其在细胞质中积累。HIF-1α随后易位至细胞核，与HIF-1β形成异源二聚体。这些复合物作为转录因子进一步定位于细胞核并激活促血管生成基因的表达。研究证明，与邻近肌层组织相比，子宫肌瘤组织的核提取物表现出显著更高的HIF-1α蛋白表达水平。缺氧增加HIF-1α蛋白水平，同时诱导血管内皮生长因子-A（VEGF-A） mRNA表达。作为关键的促血管生成因子，VEGF-A的异常分泌可能促进子宫肌瘤组织中的血管生成，为其增殖提供营养支持。缺氧诱导子宫肌瘤细胞分泌VEGF-A。此外，肾上腺髓质素、内皮素-1和PCNA在子宫肌瘤组织中高表达。这种机制在正常子宫肌层细胞中未观察到，证明肌瘤细胞在缺氧条件下能继续增殖并促进血管生成。值得注意的是，HIF-1α是连接缺氧与E-P-OS网络的关键枢纽。它通过诱导TGF-β3表达和激活Smad3通路，随后上调NOX4并促进ROS产生，最终实现对E-P-OS网络活性的正反馈强化。
缺氧微环境促进肌瘤组织内的血管生成，但生成的血管管壁异常薄。缺乏正常血管特有的多层平滑肌和弹性纤维，这些异常血管不仅不能有效缓解缺氧，反而通过增加血管渗漏加剧组织水肿。这些异常血管的渗漏和破裂直接破坏了子宫内膜的血液供应平衡，导致经期延长、经量增多，甚至经期外异常出血。这正是临床上子宫肌瘤常伴有异常子宫出血的核心原因。
3.4. 代谢重编程
肌瘤细胞发生代谢重编程以适应E-P-OS网络维持的缺氧微环境。从能量代谢角度看，这些细胞优先利用糖酵解产生能量。尽管该途径产生的ATP相对较少，但反应速率更快，能在短时间内为细胞分裂等耗能过程快速供能。这种代谢偏好与恶性肿瘤中观察到的Warburg效应有些相似。然而，作为良性肿瘤，子宫肌瘤发生代谢重编程是为了支持快速增殖而非侵袭。在缺氧条件下，糖酵解的关键代谢物丙酮酸无法有效进入三羧酸（TCA）循环进行完全氧化代谢，而是通过无氧呼吸途径优先转化为乳酸。肌瘤组织内积累的乳酸创造了一个酸性环境，抑制免疫细胞功能，削弱其识别和清除肌瘤细胞的能力，从而促进免疫逃逸，为肌瘤生长营造有利环境。值得强调的是，E-P-OS网络诱导的缺氧微环境本身可通过HIF-1α直接激活糖酵解相关基因
