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单囊胚移植在人类辅助生殖技术的应用优势及存在问题

2021-11-29李丝雨师娟子

医学信息 2021年5期
关键词:卵裂活产囊胚

李丝雨,师娟子

(1.西安医学院研究生处,陕西 西安 710016;2.西北妇女儿童医院生殖中心,陕西 西安 710003)

体外受精早期总体怀孕率较低,辅助生殖技术(assisted reproductive technology,ART)的进步使人们逐渐意识到提高妊娠率不是ART 成功的标志,安全而优质的妊娠成为ART 的目标[1]。一般选择第3天的卵裂期胚胎或第5 天的囊胚进行移植,且卵裂期和囊胚期只代表胚胎的不同发育时期,每枚胚胎都有发育成囊胚的潜能。囊胚可筛选出更有种植潜能的胚胎,在不影响临床妊娠率的基础上降低多胎率[2]。既往治疗常同时移植多枚胚胎以提高妊娠率,但带来的严重并发症——多胎妊娠,导致孕产妇出现妊娠期高血压、子痫、妊娠期糖尿病以及胎儿出现低出生体重儿、脑瘫、中枢神经系统发育异常等风险增加[3]。既往研究显示,选择性单囊胚移植能增加患者的妊娠率,减少因多胎妊娠而导致的产科风险,减轻社会、家庭的负担。本文现对单囊胚移植的具体优势及存在问题进行总结,旨在为该技术的应用提供理论参考。

1 单囊胚移植的优势

1.1 囊胚培养是对胚胎的筛选 近年来,随着序贯培养体系的不断完善,人类囊胚形成率及质量得到了改善,囊胚培养技术越来越趋于成熟。延长胚胎体外培养时间,具有很多的价值与意义。随着囊胚腔的不断扩张,细胞数越来越多,此时形成的囊胚不管是在结构、形体相比于第3 天的胚胎更稳定,有利于着床,增加成功率。大量的动物和人类胚胎已在体外培养中证实[4,5],早期胚胎在发育过程中存在阻滞现象。囊胚经过比胚胎更长的体外培养时间,能够更好的评估胚胎的发育潜力,进一步的淘汰有缺陷、无发育潜能的胚胎,为筛选出更有活力和基因正常的胚胎提供了更多的机会[6]。研究显示[7],随着荧光免疫技术的发展,胚胎植入前遗传学诊断(preimplantation genetic diagnosis,PGD)的时间将会缩短,最终可以直接从高度发育的囊胚中取出多个细胞进行染色,来检查遗传学异常,从而提高诊断的准确性。囊胚阶段遗传学诊断进一步确认第3 天胚胎的检查结果,或者进行更多的检查,在胚胎植入前提前剔除掉异常胚胎,使得胚胎染色体非整倍体比例明显下降[8],提高了胚胎植入率,降低了流产率。对6~8 细胞胚胎进行活检作遗传学分析时,染色体异常的胚胎无法发育到囊胚阶段,囊胚培养技术使胚胎可以继续培养而不需要冷冻,并在体外进行更多的筛选。与胚胎活检相比,囊胚活检是从囊胚数达数十个至百个的滋养外胚层细胞中分离部分细胞进行遗传学检测,为遗传检测提供了更多的材料,大大提高了遗传学检测的准确性。活检囊胚的滋养层细胞,不仅能够最大程度的反应胚胎的遗传信息,而且也能够避免对胎儿部分的损伤,有利于胚胎的进一步发育和着床。有研究[9]建立了以染色体嵌合体的小鼠模型,结果显示,与第3 天胚胎相比,囊胚染色体非整倍体比例明显下降,由于胚胎具有自我纠错和修复功能,一些第3 天染色体非整倍体的胚胎,发育到囊胚阶段变成了二倍体,从而提高了成功率。囊胚的培养技术、玻璃化冻融技术越来越成熟以及激光仪器的发展也为囊胚活检的广泛应用提供了技术保障。

1.2 囊胚移植更好的模拟了生理状态 研究显示[10],丙酮酸是卵裂期胚胎中早期胚胎发育最关键的能量来源,而葡萄糖是囊胚期更重要的能量来源,胚胎的不同发育时期需要不同的营养物质,合理变化而又稳定的培养环境是囊胚培养成功的基本保障。有研究显示,囊胚生长较卵裂期小鼠胚胎发育所需营养物质更多更丰富,从而可以获得较为成功的妊娠结局[11]。在生理状态下,融合前的胚胎在输卵管中发育,融合后的胚胎在宫腔中发育至着床,而输卵管与子宫的环境有很大的差别。虽然人类子宫可以支持配子、原核期及卵裂期胚胎的发育,但自然正常情况下胚胎不可能在第4 天以前到达子宫,因此,融合前将胚胎移植入子宫将使其面临与正常情况下不同浓度的碳水化合物和氨基酸,胚胎必须调整自己以适应环境,这必将降低胚胎的活力,就有发生宫外孕的可能。有研究显示,因ART 导致的异位妊娠发生率升高,约是自然受孕所致的2~5 倍[12]。在试管婴儿周期,子宫内膜的窗口期一般只有1~2 d。因为囊胚需要比第3 天卵裂期胚胎培育更长时间,所以能够与子宫内膜发育得到同步[13],这样能够提高临床妊娠率和胚胎种植率。因此囊胚移植相比于第3 天胚胎移植,更好的模拟了生理状态,提高了妊娠率、降低了宫外孕的发生。

1.3 囊胚移植可提高妊娠率和活产率 De Vos A 等[14]研究显示,在新鲜移植周期中,囊胚移植组移植后的妊娠率及活产率较胚胎移植组均较高。另有研究表明[15,16],玻璃化冻融囊胚的临床妊娠率和持续妊娠率明显高于卵裂期,可以看出不管是新鲜周期还是冻融周期,囊胚移植妊娠率及活产率均高于胚胎。可能与卵裂期胚胎还需经过细胞融合、囊胚形成、囊胚腔扩张及内细胞团孵出等淘汰一些发育潜能不好及染色体异常的胚胎才能种植于子宫内膜以进一步发育有关。此外,自然妊娠中胚胎在囊胚期种植于子宫,因此,囊胚期移植与子宫内膜的同步性更佳。研究显示[17],与卵裂期胚胎移植比较,囊胚期胚胎移植可获得显著升高的临床妊娠率[RR=1.12,95%CI(1.04,1.20),P=0.002],而活产率[RR=1.14,95%CI(0.95,1.38),P=0.16]和多胎妊娠率[RR=1.09,95%CI(0.90,1.33),P=0.37]无显著性差异,这可能由于该研究并没有对年龄、促排卵方式等信息进行亚组分析造成的,从而可能影响了最终结论。

1.4 单囊胚移植可避免多胎妊娠 国外研究显示[18],为了保证较高的妊娠率,常移植一个以上的胚胎。但安全性评估显示,在拥有优质囊胚的前提下优先选择单囊胚移植。多胎妊娠是IVF-ET 的严重并发症,选择性单囊胚移植是减少多胎妊娠及其并发症的有效途径。2017 年美国生殖医学学会(ARSM)胚胎移植指南推荐:患者<35 岁,囊胚都应常规移植1枚;患者35~37 岁,鼓励进行单胚胎移植;患者38~40 岁,移植数量不得>2 枚囊胚;患者41~42 岁,移植数量不得>3 枚囊胚[19]。2018 年中华医学会生殖医学分会(CSRM)提出《关于胚胎移植数目的中国专家共识》[20]:在ART 助孕过程中无论任何年龄、移植周期次数,建议每周期胚胎移植数目均≤2 枚。研究显示[21],通过选择发育潜能较好的单个囊胚移植,可以在保证着床率的同时减少移植胚胎数,从而降低了多胎发生率。对产妇和胎儿来说,单囊胚移植具有一定优势并得到公认[22,23]。有研究显示[24],单囊胚移植的流产率低于双囊胚移植,且无双胎发生,双囊胚移植双胎率为29.02%。朱丽华等[25]研究比较了年龄≥38 岁进行单囊胚移植与双囊胚移植的妊娠结局,结果显示,单囊胚移植的胚胎着床率、临床妊娠率均高于双囊胚移植,但差异均无统计学意义,而双囊胚移植组的多胎妊娠率(28.57%)高于单囊胚移植组(4%),差异有显著性。李宁[26]等通过回顾分析冻融囊胚移植的3675 个周期,结果显示双囊胚组着床率、临床妊娠率、多胎妊娠率、早产率和活产率均显著高于单囊胚组(P<0.05),而流产率则显著低于单囊胚组(P<0.01)。Eum JH 等[27]发现无论患者年龄大小,新鲜周期和解冻周期中单囊胚较双囊胚移植临床妊娠率、活产率或继续妊娠率均无显著性差异,但多胎率明显降低。此外,与单胎妊娠相比,多胎可增加流产、胎死宫内、胎儿畸形、胎儿宫内生长受限等妊娠并发症的发生率,并增加早产、产妇贫血、妊娠高血压、妊娠糖尿病和产后出血等妊娠并发症的发生率[28-30]。多胎妊娠给社会带来的经济代价是巨大的,包括产妇住院和新生儿重症监护的直接费用,以及慢性病、特殊教育和康复的终生费用[31]。

单囊胚移植是一种在不影响妊娠结局的前提下降低多胎风险的有效方法,考虑到玻璃化冷冻的前景,剩余的囊胚可以超低温保存,这样不仅可以预防迟发的卵巢过度刺激综合征(OHSS)的发生,预防怀孕诱发或加重OHSS,更重要的是避免了超促排卵产生的超生理水平激素可能造成的宫内的不良种植环境。最新的研究报道指出,现在已经可以在体外培养人类的囊胚到第13 天,并且可以观测到多种细胞谱系分化和胚胎结构的建立,与在体内观察到的类似,这为进一步研究囊胚移植开辟了新的思路[32,33]。

2 单囊胚移植目前存在的问题

虽然选择性单囊胚移植已成为主流的胚胎移植选择方案,但是会有极少部分患者因无胚胎发育至囊胚而取消移植情况的发生,即无胚胎移植的风险。所以针对获卵数少或者第3 天胚胎质量较差的不建议养囊胚,尤其高龄女性的卵巢储备功能下降,和因衰老而使得卵母细胞/胚胎功能降低,特别是非整倍体发生率的增加和线粒体活性的降低,从而导致获卵数减少,卵子质量总体偏低[34]。继续培养囊胚最终可能也无法获得可移植的胚胎,此时,卵裂期胚胎移植可能是更可靠的方案,且囊胚的周期取消率显著高于卵裂期胚胎移植[35]。有研究显示[36],延长培养可能会导致滋养层细胞的遗传和表观遗传学变化,从而导致异常的胎盘植入和着床,增加早产的风险。敖磊等[37]研究对卵裂期胚胎移植和囊胚期胚胎移植进行比较,发现囊胚期的单卵双胎率高于卵裂期,推测其原因可能与体外培养时间和应用冷冻复苏技术包括胚胎复苏液的成分有关,导致透明带变厚、变硬、内细胞团溢出。Kanter JR 等[38]回顾性分析了2003 年~2012 年单胚胎移植后第2~3 天的单卵胎发生率(1.71%)低于第5~6 天移植后的单卵双胎发生率(2.50%),同样证实了这一结论。此外,囊胚评级是根据当时某一时间点囊胚的发育情况做出的判定,具有一定的片面性,缺少对其间发育细节是否正常的判定,而胚胎的发育是一个持续动态的变化过程,因此导致对胚胎发育潜能不能全面的预测。囊胚培养可能对性别比产生影响,研究显示[39,40],囊胚期移植的男婴率高于卵裂期,产生这种差异的原因尚无定论,可能因为体外培养环境中,胚胎从第3 天发育至第5 天时,男性胚胎较女性胚胎的分裂和发育速度更快有关,细胞分裂速度越快、细胞数越多的胚胎其遗传物质为男性的可能性越大,导致被选中的优质囊胚为男性胚胎进行移植的几率更大。

3 总结

无论患者年龄如何,若存在优质囊胚,应优先选择单个优质囊胚进行移植,若无优质囊胚,也应考虑单囊胚移植,以期降低多胎妊娠风险,提高累积活产率,改善围产期的不良结局,保障母儿的安全。目前,国内外越来越多生殖中心采用选择性单囊胚移植技术,并且取得了非常好的临床效果,尽管单囊胚移植现仍存在不少需要解决的问题,该技术的广泛运用为不孕患者提供了有效的治疗方案,值得进一步研究。

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