子宮內(nèi)膜容受性分析在輔助生殖技術(shù)中的臨床應(yīng)用進(jìn)展

趙靜，何愛樺，李艷萍*

(1.中南大學(xué)湘雅醫(yī)院生殖醫(yī)學(xué)中心，長(zhǎng)沙 410008；2.湖南省女性生殖健康臨床醫(yī)學(xué)研究中心，長(zhǎng)沙 410008)

自1978年第一例試管嬰兒誕生以來，輔助生殖技術(shù)(ART)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，臨床妊娠率從最初的6%提高到目前的47%～57%[1-2]。近些年來，隨著促排卵技術(shù)和胚胎培養(yǎng)技術(shù)的不斷改進(jìn)成熟以及下一代測(cè)序技術(shù)的廣泛應(yīng)用，整倍體囊胚的獲得得到臨床保障。但即使移植整倍體囊胚，部分患者仍不能獲得妊娠成功[3]。眾所周知，成功妊娠依賴于胚胎質(zhì)量、子宮內(nèi)膜容受性以及兩者之間的協(xié)同。如果優(yōu)質(zhì)胚胎甚至整倍體囊胚移植后仍未成功妊娠，就需要考慮子宮內(nèi)膜因素[4-5]。在這樣的背景下，越來越多的研究人員開始關(guān)注子宮內(nèi)膜容受性[6-8]。

子宮內(nèi)膜容受性是指子宮內(nèi)膜在黃體中期一段有限時(shí)間內(nèi)接受胚胎種植的能力，這段時(shí)間稱為種植窗(Window of implantation，WOI)[6，9]。既往認(rèn)為所有女性的種植窗時(shí)間是恒定的，出現(xiàn)在自然周期黃體生成素峰值后的6～9 d(LH+6～LH+9d)，或人工周期(Hormonal replacement therapy，HRT)添加孕激素后的4～6 d(P+4～P+6d)[10]。Noyes等[11]在1950年首次描述了人的子宮內(nèi)膜在增生早、中、晚期以及排卵后2～13 d的組織形態(tài)變化，并借此來分析子宮內(nèi)膜容受性。隨后又涌現(xiàn)出諸多利用生化標(biāo)志物、激素受體、蛋白標(biāo)志物等評(píng)估子宮內(nèi)膜容受性的研究[12-14]。近年來，隨著基因芯片技術(shù)和基因測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，對(duì)子宮內(nèi)膜容受性的研究更加深入和精準(zhǔn)。

一、子宮內(nèi)膜容受性分析在臨床上的應(yīng)用進(jìn)展

子宮內(nèi)膜容受性分析(Endometrial receptivity array，ERA)是基于高通量測(cè)序、基因轉(zhuǎn)錄組分析、全基因組關(guān)聯(lián)研究等分子基因診斷技術(shù)，判斷子宮內(nèi)膜容受性及WOI時(shí)間的新方法。

早在2011年，西班牙的研究團(tuán)隊(duì)首次利用人工智能和轉(zhuǎn)錄組學(xué)方法篩選出238個(gè)基因來識(shí)別子宮內(nèi)膜容受性處于容受前期、容受期或容受后期[15]，從而產(chǎn)生ERA。緊接著該研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步證實(shí)了ERA較傳統(tǒng)的內(nèi)膜組織學(xué)時(shí)期評(píng)估更精準(zhǔn)，且觀察者間差異更少，在29～40個(gè)月內(nèi)具有可重復(fù)性[10，16]。

2014年Ruiz-Alonso等[17]報(bào)告了ERA在經(jīng)歷4次自卵胚胎移植和3次供卵胚胎移植均失敗的患者和17位不孕女性中應(yīng)用的初步研究，進(jìn)一步證實(shí)了ERA在臨床中指導(dǎo)個(gè)體化移植的價(jià)值。2015年，來自印度的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)在反復(fù)種植失敗(RIF)人群中，ERA檢測(cè)出WOI移位發(fā)生率高于對(duì)照女性(27.5% vs.15.0%，P=0.04)[18]，經(jīng)個(gè)體化胚胎移植(personal embryo transfer，pET)后，整體繼續(xù)妊娠率為42.4%，種植率為33%；該研究還在持續(xù)薄型子宮內(nèi)膜患者中行ERA，發(fā)現(xiàn)即使子宮內(nèi)膜厚度<6 mm，仍有75%的患者子宮內(nèi)膜容受性正常，妊娠率可達(dá)66.7%。隨后相繼數(shù)篇研究報(bào)道了ERA異常的RIF患者經(jīng)個(gè)體化胚胎移植后獲得與ERA正常女性相似的臨床結(jié)局[19-22]，因此建議在不明原因RIF女性中，很有必要行ERA尋找WOI和個(gè)體化移植[20]。2018年1例雙子宮RIF女性，經(jīng)過4次人工授精和2次體外受精移植3枚胚胎(其中一次移植到右側(cè)子宮，一次移植到左側(cè)子宮)后仍未成功妊娠，經(jīng)ERA檢測(cè)結(jié)果提示雙側(cè)子宮WOI不同，右側(cè)子宮在P+5為容受期，而左側(cè)子宮處于非容受期，故將胚胎移植至右側(cè)子宮后成功妊娠[23]。

2018年Mahajan等[24]對(duì)既往至少1次胚胎移植失敗的374例女性行ERA研究，包括338例子宮腺肌病不孕女性和36例正常對(duì)照女性，發(fā)現(xiàn)子宮腺肌病女性WOI移位率較正常對(duì)照女性顯著增高(47.2% vs.21.6%)，子宮腺肌病女性經(jīng)pET后妊娠率達(dá)62.5%，因此認(rèn)為WOI移位是子宮腺肌病女性著床率低的主要因素。

以上大部分研究多為在RIF患者或者預(yù)后差的人群中應(yīng)用ERA，尚未排除胚胎質(zhì)量的影響。2018年的一項(xiàng)研究在1次以上整倍體囊胚種植失敗的人群中應(yīng)用ERA，結(jié)果發(fā)現(xiàn)ERA/pET后整倍體囊胚種植率和繼續(xù)妊娠率顯著提高[21]。故建議對(duì)該類患者在胚胎移植之前先行ERA，然后再行pET，以避免浪費(fèi)優(yōu)質(zhì)胚胎[24]。2021年，一項(xiàng)單中心前瞻性研究首次將ERA應(yīng)用到PGS周期，該項(xiàng)研究納入228個(gè)單整倍體囊胚的首次FET周期，其中147例進(jìn)行ERA/pET，85例進(jìn)行常規(guī)囊胚移植，結(jié)果發(fā)現(xiàn)59.2%(87/147)的女性存在WOI移位，但個(gè)體化移植與常規(guī)方法移植后的活產(chǎn)率并無顯著差異(56.5% vs.56.6%)，故該項(xiàng)研究不支持在初次行單整倍體囊胚移植前常規(guī)行ERA[2]。但也有研究持有不同的觀點(diǎn)。在既往≥1次整倍體囊胚移植失敗和≥2次供卵周期囊胚移植失敗周期中，ERA/pET也不能改善種植率、妊娠率等妊娠結(jié)局[25]。有研究將移植至少3次的RIF患者分為中度(移植胚胎3～5枚)和重度(移植胚胎>5枚)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)ERA并不能給RIF患者帶來益處，而PGT-A可改善中度RIF人群的妊娠結(jié)局，但不能改善重度RIF的結(jié)局[26]。這三項(xiàng)研究不同于Tan等[21]的研究結(jié)論，可能與以上研究所納入的研究對(duì)象異質(zhì)性、移植整倍體胚胎類型及數(shù)目不同等因素相關(guān)。

2018年加拿大Bassil等[27]報(bào)告的一項(xiàng)單中心的回顧性研究，納入的大部分人群為預(yù)后良好的患者，研究組共53個(gè)周期，為既往0～2次凍胚移植未孕周期，接受ERA并給予個(gè)體化囊胚移植；對(duì)照組為同一時(shí)期未行ERA、常規(guī)FET的503名患者，兩組妊娠率無顯著差異，提示預(yù)后好的患者并不能從ERA中獲益。

2020年，一項(xiàng)歷時(shí)5年包含16個(gè)生殖中心的RCT研究比較了根據(jù)ERA行個(gè)體化移植和按照標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間新鮮周期/凍融胚胎移植兩種方法的妊娠結(jié)局，研究納入458位患者(年齡≤37歲)隨機(jī)給予以上兩種移植策略，發(fā)現(xiàn)在一年時(shí)間內(nèi)pET較標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間行新鮮周期胚胎移植/凍胚移植都可獲得更高的累積妊娠率和累積活產(chǎn)率，但是首次胚胎移植后的臨床結(jié)局并無顯著差異[28]。該項(xiàng)研究雖為RCT研究，但ERA周期樣本量少、脫落率高(50%)、整倍體囊胚移植周期少(3%)，因此該研究的結(jié)論仍需大樣本的研究進(jìn)一步證實(shí)。

加拿大的一項(xiàng)回顧性研究比較了子宮內(nèi)膜組織學(xué)方法和ERA評(píng)估子宮內(nèi)膜容受性的一致性，納入97位有胚胎種植失敗史的女性接受ERA檢測(cè)，其中35人同時(shí)行組織學(xué)檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)子宮內(nèi)膜的組織學(xué)檢測(cè)與ERA結(jié)果一致性僅40%(14/35)。ERA結(jié)果為WOI移位者中有14人選擇進(jìn)行第二次ERA，結(jié)果僅3人與第一次結(jié)果相符；本研究還檢測(cè)了ERA在隨后的pET中預(yù)測(cè)胚胎種植和妊娠的能力，結(jié)果顯示ERA異常經(jīng)pET后的妊娠率仍低于ERA正常經(jīng)pET后的妊娠率，這項(xiàng)研究證實(shí)有胚胎種植失敗史的人群并不能從ERA/pET中獲益[29]。

前期關(guān)于ERA的研究多在歐洲人群中開展，直到最近我國(guó)孫曉溪教授團(tuán)隊(duì)才發(fā)表了基于中國(guó)女性的子宮內(nèi)膜容受性檢測(cè)結(jié)果，該研究采用下一代測(cè)序(Next generation sequencing，NGS)技術(shù)篩查到子宮內(nèi)膜容受性相關(guān)基因并建立了子宮內(nèi)膜容受性預(yù)測(cè)模型。其實(shí)早在2017年，本研究團(tuán)隊(duì)與億康基因公司合作在國(guó)內(nèi)率先開展基于中國(guó)不孕女性子宮內(nèi)膜容受性的基因測(cè)序工作，已建立成熟的子宮內(nèi)膜容受性檢測(cè)(Endometrial receptivity testing，ERT)模型，并在國(guó)內(nèi)四十余家單位進(jìn)行臨床應(yīng)用，初步數(shù)據(jù)顯示在RIF患者中根據(jù)ERT結(jié)果進(jìn)行個(gè)體化胚胎移植后，臨床妊娠率顯著提高[30]。

二、對(duì)于ERA/ERT的幾點(diǎn)思考

目前，ERA/ERT技術(shù)已在國(guó)內(nèi)、外多家生殖中心開展應(yīng)用。關(guān)于子宮內(nèi)膜活檢本身是否對(duì)子宮內(nèi)膜容受性有影響，既往研究結(jié)論不一。2019年發(fā)表在《新英蘭雜志》上的一項(xiàng)納入1 364個(gè)周期的多中心隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，內(nèi)膜搔刮組患者和非搔刮組間的繼續(xù)妊娠率、臨床妊娠率、多胎妊娠率、異位妊娠率、流產(chǎn)率無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異[31]。西班牙研究團(tuán)隊(duì)也發(fā)現(xiàn)，行ERA并在隨后6個(gè)月或9個(gè)月內(nèi)行pET者的臨床結(jié)局并無顯著差異，可以排除ERA內(nèi)膜活檢對(duì)妊娠結(jié)局存在影響[19，28]。從經(jīng)濟(jì)效益方面講，首次胚胎移植并獲得活產(chǎn)的周期中，行ERA/pET者所需費(fèi)用較常規(guī)FET周期節(jié)省約17%～25%[28]。

前期研究發(fā)現(xiàn)，即使在預(yù)后好的患者中也存在WOI移位，其發(fā)生率為7.7%～17.9%[18-19，21]，而RIF患者WOI移位率更高為17.7%～27.5%[18-22]，甚至有文獻(xiàn)報(bào)道WOI移位率在41%～64%[2，25，27]。如此高的WOI移位率更加迫使我們深入研究ERA/ERT的影響因素和適用指征。子宮內(nèi)膜基因表達(dá)受多個(gè)因素的影響，比如扳機(jī)藥物、黃體支持方案、BMI[32-33]。Comstock等[33]發(fā)現(xiàn)肥胖和非肥胖不孕女性窗口期子宮內(nèi)膜組織轉(zhuǎn)錄組存在差異，肥胖不孕女性窗口期內(nèi)膜中COL16A1、COTL1、HMHA1、KRCL1、XCL1和XCL2顯著下調(diào)，KRT7、MFAP5、和S100A1顯著上調(diào)，進(jìn)而降低胚胎種植率、增加流產(chǎn)率。

此外，有前瞻性對(duì)照試驗(yàn)納入了86名RIF女性和第一次ART治療的不孕女性37名，比較人工周期中內(nèi)膜組織病理、免疫細(xì)胞、ERA、陰道微生物組學(xué)、血中甲狀腺激素、維生素D水平、抗磷脂抗體等的差異，發(fā)現(xiàn)RIF患者較對(duì)照組女性具有更高比例的慢性子宮內(nèi)膜炎(24% vs.6%)、更低水平的維生素D和孕酮，而兩組的陰道微生物組學(xué)、免疫細(xì)胞構(gòu)成和ERA并無顯著差異[34]。提示對(duì)于RIF患者僅針對(duì)內(nèi)膜因素檢測(cè)和治療并不能改善RIF患者的結(jié)局，應(yīng)該整體分析，綜合治療[35-37]。

三、結(jié)論

新技術(shù)時(shí)代下產(chǎn)生的ERA/ERT幫助我們更加深入地理解子宮內(nèi)膜容受性，該技術(shù)也為眾多RIF患者帶來福音。目前，全世界90個(gè)國(guó)家的1 500個(gè)生殖中心使用ERA技術(shù)完成了超過150 000次檢測(cè)；我國(guó)也陸續(xù)開展了數(shù)項(xiàng)多中心臨床試驗(yàn)。但對(duì)于ERA/ERT的最佳適應(yīng)證、適宜人群、影響因素以及調(diào)控胚胎著床的關(guān)鍵機(jī)制尚未闡明，亟需進(jìn)一步深入探索。