卵胞漿內單精子注射后多原核合子發生的相關研究進展

韓瑞剛，朱　亮

(解放軍第306醫院生殖醫學中心，北京 100101)

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卵胞漿內單精子注射后多原核合子發生的相關研究進展

韓瑞剛，朱亮

(解放軍第306醫院生殖醫學中心，北京 100101)

[摘要]多原核合子是常規體外受精-胚胎移植過程中的正常現象，卵胞漿內單精子注射(ICSI)避免了多精子受精造成的多原核合子，但仍有可能出現多原核合子。ICSI后多原核合子出現主要是由于第二極體排出異常造成，卵母細胞質量、男方精液情況以及ICSI操作技術本身都是多原核合子形成的影響因素。該文針對ICSI后多原核合子的產生機制、影響因素、妊娠結局及相應處理措施進行綜述。

[關鍵詞]卵胞漿內單精子注射；多原核；極體；進展

多原核合子是常規體外受精-胚胎移植(in-vitro fertilization and embryo transfer，IVF-ET)過程中的正?，F象，其發生率為 2%～10%[1]。卵胞漿內單精子注射(intracyto￣plasmic sperm in-jection，ICSI)多原核的發生率為3.7%，多見3原核(pronucleus PN)[2]。ICSI后4原核的受精卵極為罕見，張媛媛等于2012年研究發現ICSI后4PN形成率僅為0.2%。多原核合子的增加直接導致可利用的胚胎數減少，若誤將多原核胚胎用來移植又可導致流產、多倍體畸形兒及葡萄胎的發生[3]。

1卵胞漿內單精子注射后發生多原核合子的機制

常規 IVF 中3原核發生最主要的原因是多精受精。而在ICSI過程中只有一個精子被注入卵細胞漿，排除了多精受精的可能。Rosenbusch[4]收集了一系列ICSI異常受精合子(3～5PN，1～2個polar body, PB)，合子在含鬼臼毒素和長春堿的培養液中過夜孵育，低滲及固定后吉姆薩染色進行核型分析。結果發現了ICSI后多原核存在多種形式，包括二倍體、亞三倍體、三倍體等。推測多原核合子可能有以下7種形式：①三倍體合子(n=69)，3PN，1PB(極體)。一般均為第2PB未排出。3PN中每個PN含有1套單倍體(n=23)，則DNA復制后，PN膜融合，會形成1個三倍體合子；②三倍體合子(n=69)，3PN，1PB。第2PB未排出，且2個雌原核染色單體分離不均，出現1個PN染色單體不足(n-α)，另一個PN染色單體增加(n+α)。文獻報道所涉及的異常染色體一般在1～3條之間(α=1～3)。這樣的合子均為三倍體；③亞三倍體合子(n=56～59)，3PN，2PB。第2PB排出不完全，一部分染色單體滯留在卵胞質中，形成一個額外的雌原核，合子為亞三倍體(n=56～59)。這類合子的PN大小相似或者為2大1??；④二倍體合子(n=46)，3PN，2PB。第2PB完全排出(n=23)，而剩余的卵子染色單體發生了分裂，形成2個雌原核，均為亞單倍體(n-α, α)。這種情況可能卵子本身為非整倍體；⑤三倍體合子(n=69)，4PN，1PB。第2PB未排出，而2個母本染色單體中的1個發生了分裂。即形成了3個雌原核(n, -α, α)；⑥亞三倍體合子(n=53～55)，4PN,2PB。第2PB排出不完全，而原本的卵原核也發生了異常分離，形成了共3個雌原核(n-α, α, n-b),第二PB(n=b)；⑦三倍體合子(n=69)，5PN，1PB。第2PB未排出，原本的第2PB和卵原核均發生分裂，形成4個亞單倍體的雌原核(n-α, α, n-b, b)。

就PN和PB數目而言，以上是ICSI后出現異常PN的大部分情況。由此可提出3種機制來解釋ICSI多原核合子的起源：①第2PB整個未排出，造成一個額外的單倍體雌原核。這樣的合子為三倍體合子；②第2PB不完全排出(母本染色體分離不徹底)，多余一個亞單倍體雌原核。這樣的合子為亞三倍體；③第2PB排出，而原本的卵原核發生了分裂，形成2個亞單倍體雌原核。這樣的合子為二倍體。3種機制均可發生，形成多原核不同倍性的合子。

2卵胞漿內單精子注射后多原核合子發生的相關因素

2.1卵母細胞因素

ICSI 周期中異常受精的發生與卵母細胞、精子及 ICSI 操作技術有關。在有活動精子及成熟的ICSI 操作技術情況下，卵母細胞質量是決定受精成敗的最關鍵因素，任何影響卵母細胞質量的因素都會影響其受精情況[5]。趙志明等發現出現3PN合子的患者對Gn刺激反應高，認為3PN合子的產生可能與其對Gn刺激的高反應有關。這種高反應表現為對促排卵的敏感性強，即同樣促排劑量，獲得更多的卵母細胞。但這種高反應可能在某種程度上影響卵子的質量和內部結構，可導致卵母細胞代謝異常、三磷酸腺苷含量下降、轉錄異常、不同步的核/質成熟、微管混亂、卵原性多倍體形成。卵巢對Gn 刺激的反應高可能加重了卵母細胞這些異常的發生，最終導致異常受精的發生。

有學者認為[1]，多原核形成與卵母細胞紡錘體微管缺陷有關，如紡錘體不能結合到染色體著絲粒而導致染色體偏離赤道板，這些分離的染色體片段，被核膜包裹而獨立形成原核。紡錘體極體微管組織中心的微核活性發生改變，可形成多極紡錘體，使染色體發生多極分離，最終導致多原核受精卵的產生。

也有研究 提示，大于38歲女性患者卵母細胞核非整倍體的發生率為38.3%，認為其與年齡相關[6]。女方年齡較大時， 細胞內積聚的過氧化物等對處于第1次減數分裂靜止期的卵子破壞增加，引起卵子非整倍體的概率相應增加，多原核孕卵發生率增高。此外，多倍體卵母細胞或卵母細胞第1、第2次減數分裂錯誤都會造成多原核的發生。

2.2精子因素

ICSI周期不會發生多精受精，但有研究發現，對于嚴重少、弱精子癥患者，二倍體精子發生率為2.2%，其二倍體發生率遠高于正常精液精子[7]。因此，ICSI后二倍體精子可以多形成一個原核。Negri等[8]研究ICSI射精精子、新鮮附睪精子、凍融附睪精子或睪丸精子，發現3PN的發生在新鮮附睪精子最低，凍融附睪精子最高。趙志明研究發現精子來源(射精與附睪、睪丸相比)和精子質量(正常與差相比)對ICSI后3PN的產生及隨后的妊娠率均無影響。 因此，精子因素對ICSI后多原核的發生還需進一步研究。

2.3卵胞漿內單精子注射操作技術本身因素

ICSI操作過程中可能損傷了赤道板區域，分裂中期的細胞受損；第1次減數分裂紡錘體再定位或者是顯微注射中對卵母細胞骨架的破壞造成第2次減數裂紡錘體的錯誤定位[9]。這些都可能造成第2PB不排出。而這種染色體不平衡可能與顯微注射的延遲有關。張文紅等觀察發現ICSI多原核胚胎停育率明顯高于IVF多原核胚胎(39.3% vs 10.2%)，表明ICSI操作技術對卵母細胞可能產生機械損傷，產生機械損傷，使細胞骨架結構異常，導致染色體分裂紊亂，進一步影響胚胎繼續分裂，致使發育停滯。此外，多原核胚胎自身基因的缺陷也是阻礙胚胎進一步發育的重要原因。

3卵胞漿內單精子注射后多原核合子發生與妊娠結局

張媛媛等研究認為，與對照組相比，ICSI 后多原核合子組優質胚胎率、種植率、臨床妊娠率組間無統計學差異。這表明異常受精的發生并不代表較差的妊娠結局。但Figueira等報道[10]，當 3PN 率≤25% 時，妊娠結局不受影響，3PN率>25% 時，其結局將大大受損。

有研究用 FISH 技術檢測ICSI 受精卵，36% 的3PN 受精卵實為二倍體受精卵，3PN 中 1 個原核為單倍體，而另外 2 個PN 的染色體加在一起為單倍體[11]。張文紅等將 ICSI來源的2個4PN受精卵培養到囊胚階段，對囊胚細胞進行DNA短串聯重復序列基因座多態性分析，結果顯示它們均為二倍體核型。有研究提出胚胎本身具有自我修復能力，在患者 ICSI后無2PN胚胎時，可考慮利用植入前遺傳學診斷技術選擇正常核型的 3PN 胚胎進行移植[12]。也有研究通過去除IVF來源3PN受精卵中一個原核并繼續培養，從而獲得正常人類胚胎干細胞[13]。

[參考文獻]

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[專業責任編輯：呂淑蘭]

Related study progression of multipronuclear zygotes after intracytoplasmic sperm injection

HAN Rui-gang, ZHU Liang

(Assisted Reproductive Medical Center, the 306thHospital of PLA, Beijing 100101, China)

[Key words]intracytoplasmic sperm injection (ICSI); multipronuclear; polar body; progression

[Abstract]Multipronuclear zygotes are common after conventional in-vitro fertilization and embryo transfer (IVF-ET). There are still some multipronuclear zygotes after intracytoplasmic sperm injection (ICSI), although this technique can avoid polyspermous fertilization. The cause might be the abnormal extrusion of the second polar body. The related influencing factors on multipronuclear zygotes after ICSI include quality of oocytes and sperms, as well as ICSI operation technique itself. This article summarized the mechanism, influencing factors, pregnancy outcomes and corresponding measures of multipronuclear zygotes after ICSI.

[收稿日期]2015-01-06

[作者簡介]韓瑞剛(1975-)，男，主管技師，主要從事輔助生殖實驗室工作。

[通訊作者]朱亮，副主任醫師。

doi:10.3969/j.issn.1673-5293.2016.05.040

[中圖分類號]R711.6

[文獻標識碼]A

[文章編號]1673-5293(2016)05-0667-03

【生殖健康研究】