目的:多囊卵巢综合征（polycystic ovary syndrome,PCOS）是一种常见的生殖内分泌疾病,其发病机制尚不完全清楚,高雄激素血症（hyperandrogenemia,HA）和胰岛素抵抗（insulin-resistance,IR）可能是导致PCOS生殖和内分泌代谢紊乱的关键危险因素。目前对症治疗仍在PCOS的临床治疗中占主导地位,主要包括调节月经周期、抗HA、体重控制、减轻IR、改善代谢紊乱以及生活方式的干预。改善胰岛素敏感性药物如二甲双胍（metformin,MET）等被证明可有效提升胰岛素敏感性改善糖脂代谢紊乱,并且改善HA,目前已被应用于IR的PCOS患者。相比于已被作为PCOS二线治疗的经典药物MET,胰高血糖素样肽-1（glucagon-like peptide-1,GLP-1）受体激动剂和噻唑烷二酮类（thiazolidinediones,TZD）药物因具有改善体重及改善排卵等优势也被应用于PCOS患者。作为性激素的转运体,性激素结合球蛋白（sex hormone binding globulin,SHBG）由肝脏产生,它与循环中的性激素以高亲和力结合,调节血液中具有生物活性游离睾酮（free testosterone,FT）的浓度并影响其生物利用度,因此,SHBG可用于判断HA的严重程度并评价治疗效果。同时,低血清SHBG水平被认为是代谢异常的标志物,与PCOS患者的IR、代偿性高胰岛素血症和糖脂代谢异常有关。肝细胞核因子-4α（hepatocyte nuclear factor-4α,HNF-4α）是位于染色体17p13.1的SHBG基因上游启动子重要的转录调控因子,可激活肝脏SHBG表达。HNF-4α的水平与肝脏中的脂肪含量呈负相关,单糖诱导的脂肪生成降低了肝脏HNF-4α水平,进而减弱了肝脏SHBG表达。同时,高胰岛素血症可抑制HNF-4α表达并减少肝脏中SHBG合成和产生,但相关机制尚不明确,有待进一步研究。然而,由于既往研究临床样本量小且质量水平不同,关于不同种类改善胰岛素敏感性药物对PCOS患者体重、糖脂代谢和雄激素的改善结果不尽相同。此外,既往研究多为传统荟萃分析（traditional meta-analysis,TMA）,尚无同时比较多种不同的改善胰岛素敏感性治疗方案对PCOS患者生殖及内分泌代谢疗效的研究。目前在多个临床前研究中发现MET和GLP-1受体激动剂在改善PCOS患者代谢方面疗效显著,GLP-1受体激动剂在减重方面具有明显优势,但在改善IR方面效果与MET无显著性差异。此外,关于MET和艾塞那肽（exenatide,EX）改善超重PCOS患者HA的临床试验数量有限,且既往研究仅观察了雄激素的变化,没有进一步观察其它调控月经的激素指标。目前包括MET在内的改善胰岛素敏感性药物对PCOS患者SHBG的基础研究相对空白。因此,我们设计了1.网状荟萃分析（network meta-analysis,NMA）扩大样本量,同时比较多种不同种类的改善胰岛素敏感性药物及治疗方案对超重PCOS女性的性激素、代谢及体重相关指标的影响;2.临床试验观察MET单药与MET联合EX治疗对超重PCOS患者的各种性激素的影响并探究血清低水平SHBG的相关危险因素;3.动物实验使用MET和EX对PCOS模型进行干预,初步探讨MET和EX对肝组织中SHBG的影响及可能的机制,旨在为临床医生治疗PCOS提供更准确依据,更好指导临床超重及肥胖PCOS患者的治疗。研究方法:第一部分:我们检索了Pub Med、EMbase、the Cochrane Library、Wan Fang Database和CNKI数据库检索了自成立之日起至2019年9月的相关超重PCOS患者的随机对照试验（randomized controlled trial,RCT）研究。主要观察结果包括性激素、糖代谢和体重相关参数。我们采用NMA评估不同种类改善胰岛素敏感性药物（包括MET、GLP-1受体激动剂和TZD）治疗方案的疗效及安全性。第二部分:我们从2021年1月至2022年1月在中国医科大学附属盛京医院内分泌科门诊招募了60名超重PCOS受试者。随机分配到MET组或联合（combine,COM）组,分别接受为期12周的MET单药或MET联合EX治疗。所有受试者在基线时、治疗4周和治疗12周时接受标准的人体测量、记录月经周期的变化情况和测定血清性激素,在基线和治疗12周时进行口服葡萄糖耐量试验（oral glucose tolerance test,OGTT）,观察不同治疗方案对超重PCOS患者的性激素的影响并探究血清低水平SHBG的相关危险因素。第三部分:我们应用来曲唑溶于羧甲基纤维素（carboxyl methyl cellulose,CMC）灌胃联合高脂饮食干预4周,诱导超重PCOS大鼠模型;对照组应用CMC灌胃联合普通饮食干预4周。成模后将PCOS大鼠随机分为PCOS组、MET组和EX组3组。对照组继续应用CMC灌胃联合普通饮食同时给予生理盐水灌胃及皮下注射;PCOS组继续应用来曲唑溶于CMC灌胃联合高脂饮食同时给予生理盐水灌胃及皮下注射;MET组继续应用来曲唑溶于CMC灌胃联合高脂饮食同时给予MET灌胃及生理盐水皮下注射;EX组继续应用来曲唑溶于CMC灌胃联合高脂饮食同时给予生理盐水灌胃及EX皮下注射,所有干预持续3周。记录体重和摄食量变化,采用阴道涂片观察动情周期变化,采用苏木精-伊红（hematoxylin-eosin,HE）染色观察卵巢和肝脏组织形态学改变,7周后进行OGTT试验观察糖代谢的变化,采用酶联免疫吸附法（enzyme linked immunosorbent assay,ELISA）测定血清和肝脏甘油三酯（triglycerides,TG）水平以及血清性激素水平,采用蛋白免疫印迹（western blot,WB）观察肝脏组织SHBG、HNF-4α和PI3K（phosphatidyl inositol 3-kinase,PI3K）/AKT（protein kinase B,AKT）通路表达情况。结果:第一部分:1.我们纳入了14项RCT,包括619名超重PCOS患者,共包括5种不同的干预措施:MET、GLP-1受体激动剂、TZD、MET+GLP-1受体激动剂和MET+TZD。大多数不良反应是轻微的,并在治疗几周后得到自行缓解,只有1名受试者应用GLP-1受体激动剂后因注射部位出现的严重的皮疹而退出了试验。2.与MET相比,MET+TZD在月经恢复{加权平均差（weighted mean difference,WMD）3.68,95%可信区间（credibility intervals,Cr I）[1.65,8.20]}和升高SHBG（WMD 4.30,95%Cr I[0.78,7.82]）方面更有效,而MET+GLP-1受体激动剂在降低雄烯二酮（androstenedione,AND）（WMD-2.53,95%Cr I[-3.96,-1.09]）和升高SHBG（WMD9.22,95%Cr I[5.46,12.98]）方面更有效。3.TZD在降低体质量指数（body mass index,BMI）（WMD 1.69,95%Cr I[0.72,2.66]）方面较MET差。4.MET+GLP-1受体激动剂和MET+TZD在改善总睾酮（total testosterone,TT）、游离睾酮（free testosterone,FT）、空腹血糖（fasting glucose,FG）、空腹胰岛素（fasting insulin,FINS）和腰围（waist circumference,WC）方面与MET无明显差异。第二部分:1.52名受试者（MET组25名和COM组27名）完成了为期12周的随访,其中3名因意外怀孕、5名因无法联系而失访。所有患者不良反应是轻微的,并在治疗2周后得到自行缓解,MET和EX两种药物均是安全的,MET组和COM组均无因药物不耐受而脱落的患者,最终MET组的依从性为83.3%,COM组为90%。COM组与MET组治疗12周后均能改善月经周期（P＜0.01）;人体测量参数,包括体重（P＜0.01）、BMI（P＜0.01）和腹围（abdominal circumference,AG）（P＜0.01）;糖代谢,包括FG（P＜0.05）、FINS（P＜0.01）和胰岛素抵抗指数稳态模型（homeostasis model assessment of insulin resistance,HOMA-IR）（P＜0.01）。2.COM组治疗12周后可显著改善HA,包括TT（P＜0.01）、SHBG（P＜0.01）和游离雄激素指数（free androgen index,FAI）（P＜0.01）,而MET组治疗12周后仅能改善SHBG（P＜0.01）和FAI（P＜0.05）,且COM组相比MET组在改善超重PCOS患者TT[（0.79±0.31）ng/m L vs.（0.62±0.24）ng/m L,P=0.032]、SHBG[22.40（15.25-34.60）nmol/L vs.27.00（22.60-44.90）nmol/L,P=0.018]和FAI[12.72（6.40-17.71）%vs.7.06（3.90-10.19）%,P=0.004]方面更有效。3.在治疗12周后,在改善超重PCOS患者黄体生成激素（luteinizing hormone,LH）[（9.77±5.81）m IU/m L vs.（6.61±4.72）m IU/m L,P=0.036]、孕酮（progesterone,Prog）[0.54（0.31-1.72）ng/m L vs.1.08（0.52-10.61）ng/m L,P=0.020]方面,COM组相比MET组更有效,然而两组在雌二醇（Estradiol,E2）,促卵泡生成激素（follicle-stimulating hormone,FSH）,LH/FSH和催乳素（Prolactin,PRL）的改善方面无显著性差异。4.超重PCOS患者在治疗12周后,血清SHBG水平与COM相比MET干预（r=0.331,P=0.017）、月经周期恢复率（r=0.285,P=0.041）和E2（r=0.340,P=0.014）呈正相关5.Logistic回归分析提示COM相比MET干预（OR 0.170,95%CI[0.032,0.901],P=0.037）和月经周期恢复率（OR 0.117,95%CI[0.016,0.829],P=0.032）是低血清SHBG水平的保护因素。第三部分:1.来曲唑联合高脂饮食造模后超重PCOS大鼠相比正常对照组大鼠,出现动情周期消失,卵巢多囊样改变,体重、TT、FG、FINS和HOMA-IR明显升高（P＜0.01）。2.EX和MET治疗3周后,两组大鼠相比于PCOS组大鼠,体重[（170.42±13.01）g vs.（178.33±8.01）g vs.（208.25±11.18）g,P＜0.01]和食物摄入量[（11.03±0.25）g vs.（12.29±0.14）g vs.（14.07±0.15）g,P＜0.01]减少。3.EX和MET治疗3周后,两组大鼠相比于PCOS组大鼠,FINS[（36.88±2.18）m U/L vs.（38.47±2.52）m U/L vs.（47.56±3.65）m U/L,P＜0.01]、HOMA-IR[（7.50±0.70）vs.（8.59±0.75）vs.（11.63±1.19）,P＜0.01]和胰岛素的曲线下面积（AUCins）[（4556.00±200.00）m U/L×min vs.（4498.00±202.90）m U/L×min vs.（5565.00±261.80）m U/L×min,P＜0.01]降低,仅EX组相比于PCOS组FG[（4.58±0.46）mmol/L vs.（5.50±0.31）mmol/L,P＜0.01]降低。4.EX和MET治疗3周后,两组大鼠相比于PCOS组大鼠,EX组83.3%和MET组67.7%的大鼠恢复了规律的动情周期,两组大鼠卵巢形态均有所恢复。5.EX和MET治疗3周后,两组大鼠相比于PCOS组大鼠,TT[（0.92±0.01）nmol/L vs.（0.95±0.07）nmol/L vs.（1.18±0.04）nmol/L,P＜0.01]和FAI[（0.81±0.04）%vs.（0.86±0.02）%vs.（1.31±0.01）%,P＜0.01]降低,同时SHBG[（113.34±7.29）nmol/L vs.（110.52±6.43）nmol/L vs.（89.90±3.72）nmol/L,P＜0.01]升高。6.EX和MET治疗3周后,两组大鼠相比于PCOS组大鼠,两组大鼠肝脏组织均有脂滴减少、肝实质再生和炎性细胞浸润的改善,同时伴有肝脏TG降低[（5.43±0.26）mmol/L vs.（5.59±0.34）mmol/L vs.（6.96±0.33）mmol/L,P＜0.01],并上调了肝脏组织中SHBG及其转录因子HNF-4α的表达,且EX比MET更有效。7.EX和MET治疗3周后,两组大鼠相比于PCOS组大鼠,两药均激活了PI3K/AKT通路从而改善了IR,且EX比MET更有效。结论:1.二甲双胍联合艾塞那肽治疗较二甲双胍单药治疗可能更好地改善超重PCOS患者的高雄激素血症。2.二甲双胍联合艾塞那肽治疗较二甲双胍单药可能更好地通过调节下丘脑-垂体-卵巢轴来改善超重PCOS患者的生殖异常。3.超重PCOS患者血清SHBG水平与月经周期恢复率和雌二醇水平密切相关。4.二甲双胍及艾塞那肽可能通过激活肝脏PI3K/AKT,上调HNF-4α蛋白表达,降低脂肪沉积,进而提升SHBG蛋白表达,且艾塞那肽优于二甲双胍。