促排卵過程中孕酮升高原因及對IVF/ICSI結局影響的研究進展

霍建瑋，劉蕓

(福建醫科大學福總臨床醫學院 聯勤保障部隊第九○○醫院生殖醫學中心，福州 350025)

體外受精-胚胎移植(IVF-ET)技術為不孕不育患者帶來了有效的治療手段，其妊娠成功率一直是醫患共同關注的重點問題，獲得優質胚胎和同步發育的容受性子宮內膜成為妊娠成功的關鍵因素。但是胚胎質量和子宮內膜容受性受患者年齡、卵巢反應性、控制性促排卵(COH)方案、人絨毛膜促性腺激素(HCG)注射時機等許多已知或未知的因素影響，進而影響新鮮胚胎移植的妊娠率。其中COH過程中經常出現晚卵泡期血清孕酮升高，導致子宮內膜容受性損害，可能是影響新鮮胚胎移植妊娠率的重要因素之一。新鮮胚胎移植較凍融胚胎移植具有周期短、減輕患者經濟負擔、減少臨床及實驗室工作負擔的優點。如果能在COH過程中盡早發現孕酮升高的原因，及時采取相應干預措施，將對提高子宮內膜容受性、提高新鮮胚胎移植種植率、減少全胚冷凍概率產生積極影響。本文就孕酮升高原因及孕酮升高對移植結局的影響進行總結，以期幫助臨床醫生分析COH過程中孕酮升高的原因，尋找相應的解決方案。

一、女性體內孕酮的合成途徑

1.卵巢來源的孕酮：膽固醇是甾體激素合成的底物，其在Star蛋白作用下轉運到線粒體內膜，在側鏈裂解酶作用下裂化為孕烯醇酮。孕烯醇酮有3條去路，1條只在腎上腺內進行，2條在卵巢中進行，分別是δ4途徑和δ5途徑。通過δ4途徑合成的產物是孕酮，通過δ5途徑合成產物為雌二醇，兩者的區別在于產物雙鍵位置的不同。雙鍵由3β-脫氫酶(3β-HSD)誘導，其位置決定了孕烯醇酮的去向(圖1)。

由“兩細胞兩促性腺激素”學說可知，卵巢中孕酮合成場所為卵泡膜細胞或顆粒細胞。FSH受體存在于顆粒細胞，而卵泡膜細胞存在LH受體。早卵泡期的顆粒細胞只有FSH受體，沒有LH受體，顆粒細胞缺乏類固醇合成的Star蛋白，無法轉運膽固醇，且膜細胞Star含量有限，所以在卵泡早期孕酮主要來源并不是卵巢。隨著卵泡生長發育，顆粒細胞對FSH的刺激應答時，顆粒細胞增生，且FSH受體數量增加，FSH誘導顆粒細胞形成LH受體，LH受體增加，具備膽固醇合成的Star蛋白，合成的孕烯醇酮增多。排卵前部分成熟卵泡的顆粒細胞獲得了部分LH受體后，在LH的作用下產生孕酮；晚卵泡期顆粒細胞開始分泌少量孕酮，但不足以觸發排卵，而顆粒細胞不表達17α-羥化裂解酶(CYP17)，孕酮不會被進一步轉化，所以孕酮為顆粒細胞孕激素合成終產物。卵泡膜細胞對LH刺激產生應答，生成類固醇激素，膜細胞中具有類固醇合成的Star蛋白，孕烯醇酮在3β-HSD作用下發生雙鍵位置異構，生成δ4產物-孕酮。孕酮在17α-羥化酶作用下轉化為17羥-孕酮。由于人17α-裂解酶具有底物特異性[1]，在人類中很少有17-羥基孕酮被轉化為雄烯二酮，因此17羥-孕酮為膜細胞孕激素代謝通路的終產物。排卵期：LH峰誘導顆粒細胞內Star蛋白大量表達，同時抑制膜細胞內Star 蛋白和CYP17的表達。所以此時是由顆粒細胞開始合成大量孕烯醇酮，同時膜細胞內的孕烯醇酮合成減小，并且膜細胞從δ5途徑為主轉為δ4途徑為主。LH峰產生時，顆粒細胞黃素化，類固醇增加Star蛋白的合成，膽固醇側鏈裂解酶，17α-羥化酶和3β-HSD等被激活，黃體細胞通過δ4途徑大量合成孕酮[2]。

2.腎上腺來源的孕酮：卵巢和腎上腺均表達合成孕酮所需的3β-HSD，所以孕酮在月經周期中可以持續分泌。排卵前下丘腦-垂體-腎上腺軸(HPA)與下丘腦-垂體-卵巢軸之間有正性相關性，卵巢刺激會引起誘發腎上腺類固醇激素的合成。De Geyter等[3]做了三項前瞻性實驗以確定卵泡期孕酮是來自卵巢、腎上腺皮質還是兩者。在抑制內源性促性腺激素分泌過程中，促腎上腺皮質激素(Adreno-cortico-tropic-hormone，ACTH)給藥后孕酮水平上升，而GnRH則無明顯變化；實驗中使用地塞米松(Dexamethasone，DEX)能有效降低患者卵泡早期發育過程中血清孕酮濃度，但未予地塞米松治療的患者血清孕酮濃度明顯升高。ACTH促進腎上腺皮質膽固醇轉化為孕烯醇酮，該酶通過3β-HSD和17α-羥化酶/17，20-裂解酶(細胞色素P450c17)快速轉化為孕酮、17α-羥孕酮。他們的研究結果表明腎上腺構成血清孕酮早期來源，卵巢則是晚卵泡期的血清孕酮的主要來源。Eldar-Geva等[4]給大鼠注射雌激素，雌激素給藥導致ACTH升高，通過糖皮質激素受體介導的對促腎上腺皮質激素釋放因子(Corticotropinreleasing factor，CRF)和ACTH分泌的負反饋而誘導腎上腺孕酮分泌；本實驗認為在刺激周期中雌二醇濃度的增加可能會增加ACTH濃度，從而刺激腎上腺分泌孕酮。

二、COH中的孕酮升高

1.孕酮升高的閾值確定

目前HCG日孕酮升高的閾值都是根據其對IVF結局的影響確定的，但是沒有統一標準。Hill等[5]將孕酮閾值定為4.77～6.36 nmol/L，在此閾值以上，孕酮升高有比較明顯的負面影響。劉翔華[6]對1 436個促排卵周期回顧性分析，發現血清孕酮≤3.18 nmol/L時臨床妊娠率最高，但獲卵數最低；當孕酮水平升高為4.77 nmol/L 時，不僅妊娠率相對較高，獲得的卵母細胞數目也較多；故考慮孕酮水平為 4.77 nmol/L時注射HCG 最佳截斷值。有研究將HCG日給藥當天的孕酮水平臨界值定義為5.41 nmol/L，HCG日給藥后第2天的孕酮水平的臨界值被定義為30.21 nmol/L，孕酮水平超過30.21 nmol/L被認為是異常升高，導致著床率顯著降低[7]。

2.COH早卵泡期孕酮升高的可能機制

2.1黃體萎縮不全：在月經期黃體繼續分泌少量孕酮[8]，孕酮水平在周期的第2天明顯高于正常水平的患者。這可能是由于黃體產生孕酮，沒有完全發生功能性黃體溶解，并且在治療周期內可能部分保持了在內、外源性促性腺激素刺激下產生孕酮的能力。所以在COH過程中，早卵泡期黃體未完全溶解，殘余黃體持續分泌少量孕酮，致使月經期孕酮高于正常值。

2.2腎上腺來源的孕酮較多

早卵泡期孕酮來源主要是腎上腺。一項前瞻性隨機對照研究發現，COH過程中第3～4天如果孕酮濃度超過1.9 nmol/L，早卵泡期服用DEX組HCG日的血清孕酮濃度明顯低于對照組[9]。這與江勝芳等[10]研究結果一致。DEX可以抑制腎上腺來源的孕酮分泌，并可能增強卵巢對促性腺激素刺激的敏感性。Eldar-Geva等[4]發現，雌激素的增加能會增加ACTH濃度，進而促進腎上腺分泌孕酮。

2.3卵巢儲備功能差的患者服用脫氫表雄酮(Dehydroepiandrosterone，DHEA)預處理在進周期之后未停止服藥：DHEA是甾體激素合成的底物，在類固醇激素代謝酶作用下轉化為睪酮、雄烯二酮、雌酮、雙氫睪酮和雌二醇進一步發揮作用。一項自身前后對照實驗顯示，服用DHEA后Gn第5天及HCG日血清孕酮均升高，且高于對照組，但是早晚卵泡期孕酮無統計學差異[11]。同樣有研究結果表明，同一位卵巢儲備功能減退(Diminished ovarian reserve，DOR)患者在前后不同周期、相同控制性COH方案治療過程中，DHEA預處理治療患者血液中孕酮顯著高于未使用DHEA處理的對照組[12]。所以不能排除服用DHEA對HCG日孕酮的影響。

2.4某些遺傳缺陷[13]：如21α-羥化酶、11β-羥化酶和17α-羥化酶缺乏癥會導致孕酮水平升高，機制是由于腎上腺內孕酮轉化成皮質醇的過程中缺乏某種關鍵酶的活性，使得皮質醇合成減少，繼而引起促腎上腺皮質激素釋放激素(Corticotropin releasing hormone，CRH)和ACTH代償性分泌增加，刺激腎上腺皮質增生，最終又進一步引起血清孕酮的過量堆積。Cao等[14]研究也證明了孕酮合成途徑中酶或激素受體相關基因的多態性可能在孕酮升高中起一定作用。早卵泡期若有孕酮異常升高且伴有17羥孕酮升高需要考慮腎上腺來源的疾病，例如先天性腎上腺皮質增生等。

3.COH中晚卵泡期孕酮升高的可能機制

3.1成熟卵泡的個數多：Shufaro等[15]研究認為，血清孕酮的升高可能與募集的卵泡數增加有關。郭悅等[16]研究認為，卵巢高反應組在同等Gn啟動劑量、同等Gn使用總量下較正常反應組孕酮水平上升更多。考慮卵巢自身反應性和FSH劑量可能是導致孕酮水平提前上升的關鍵因素。Venetis等[17]認為外源性FSH直接刺激顆粒細胞內Star蛋白、膽固醇裂解酶、3β-HSD表達增多，從而引起顆粒細胞合成孕酮增多；孕酮是顆粒細胞終產物，不能進一步代謝，因此促排卵周期，單個卵泡合成孕酮的含量比自然周期多。每個近成熟的卵泡分泌的孕酮量正常，促排后期卵泡數量逐漸增多，且顆粒細胞增殖，當孕酮合成超過了肝臟的代謝能力后，造成血清孕酮的增加。

3.2高Gn劑量：Bosch等[18]發現，HCG注射日血清孕酮≥3.82 nmol/L組FSH刺激的劑量更大、時間更長，提示在高劑量FSH刺激下顆粒細胞對 LH的敏感性增加，使膽固醇轉化成孕酮增加，每增加75 U的FSH，HCG日孕酮升高的風險增加1.44倍；也可能由于在外源性FSH作用下，大量的生長卵泡發育，分泌大量的雌激素，同時卵泡顆粒細胞產生大量的孕酮進入卵巢靜脈，從而影響外周血孕酮濃度和內膜的發育。另有學者發現，孕酮升高組與孕酮正常組的Gn用量比較無統計學差異[19]。Oka等[20]在研究應用HP-HMG和r-FSH超促排卵過程中，在HCG日FSH組測得孕酮水平大于HMG組，且差異有統計學意義。在 FSH刺激下，顆粒細胞增加對 LH的敏感性，使其和卵泡膜細胞產生更多的孕酮。Oktem等[21]的研究證明，FSH刺激顆粒細胞后，3β-HSD的mRNA和蛋白水平呈劑量依賴性增加，P蛋白表達隨著3β-HSD的增加而增加，免疫沉淀法也證實了這一點。FSH對顆粒細胞產生3β-HSD和孕酮有直接的刺激作用，為COH周期中血清孕酮水平升高提供了分子機制。促排卵過程中Gn的啟動劑量和總劑量對孕酮水平的影響仍需要大樣本數據進一步研究證實。

3.3 LH過高：Papanikolaou等[22]認為在卵泡期 LH激活膜細胞的STAR蛋白、膽固醇裂解酶、3β-HSD、17α-羥化酶，使其不停地刺激卵泡膜細胞的17α-羥化酶活性，促使孕酮向17α羥-孕酮轉化，從而降低孕酮濃度。而在晚卵泡期，LH又協同FSH作用于顆粒細胞，促進孕酮的生物合成，因此在COH晚期，當顆粒細胞對FSH和LH反應非常強烈的時候，經常能觀察到孕酮升高的現象，說明內源性LH水平和HCG日孕酮升高可能是相關的。LH峰激活顆粒細胞Star蛋白和膽固醇裂解酶的大量表達，顆粒細胞開始合成孕烯醇酮。由于顆粒細胞的CYP17表達極少，產生的孕烯醇酮主要走Δ4途徑產生孕酮。這種現象需要更多的研究進一步證實。

3.4基礎孕酮水平：刁俊榮等[23]采用Logistic回歸分析探索14種可能與HCG日血清孕酮升高相關的因素，基礎孕酮水平是其中相關性最強的基礎指標，這一結果與Venetis[24]等研究一致。但是Kyrou等[25]研究報道，HCG日孕酮水平與Gn啟動當天孕酮水平無關，而許多混雜因素未被排除。所以基礎孕酮水平也可能作為預測HCG日孕酮升高的一個因素。

3.5卵巢刺激時間延長：Lawrenz等[26]研究認為，延長刺激與強烈刺激相結合，導致孕酮升高的發生率顯著增加。刺激時間及強度雙重作用可能會使得孕酮在COH中持續升高。

3.6促排卵方案影響：最近一項研究對GnRH激動劑方案和拮抗劑方案COH過程分析，排除混雜因素后發現GnRH激動劑方案與孕酮極端升高的相關性最大[27]。GnRH激動劑方案中HCG日孕酮升高部分與LH升高有關。

三、孕酮升高對ART妊娠結局的影響

1.孕酮升高對卵母細胞及胚胎質量影響：由于孕酮升高機制并不十分明確，在COH過程中若是卵泡數較多，考慮可能為多個卵泡少量分泌孕酮引起的，不會影響卵母細胞及胚胎質量；若是卵泡數較少，則不排除黃素化引起的，可能會影響卵母細胞及胚胎質量，進而影響妊娠結局。有研究認為，HCG日孕酮水平≥4.0 nmol/L 時可明顯影響卵母細胞和胚胎的質量；該研究認為提前升高的孕酮水平預示排卵前 LH 峰提前出現，可導致卵母細胞提前成熟，卵泡期的卵泡提前閉鎖，獲得的卵泡成熟不同步，可能影響該周期卵母細胞的質量從而影響胚胎質量[28]。Huang等[29]發現，HCG日的孕酮水平升高對優質胚胎率有顯著的負面影響(P<0.05)，數據表明卵母細胞成熟前升高的孕酮水平(>6.36 nmol/L)始終對卵母細胞有害。曹穎等[30]對5 000個IVF/ICSI周期的回顧性研究顯示，HCG日血清孕酮水平升高與卵巢反應性無關，而與優胚率進行性下降相關。同樣也有研究認為，優質胚胎形成率和優質囊胚形成率與HCG日孕酮升高成負相關[31]。還有研究表明，在卵泡期孕酮水平升高的患者有可能缺乏高質量的囊胚[32]。但Turgut等[33]未發現孕酮升高對胚胎質量有負面影響。黎淑貞等[34]發現促排卵過程中，隨著血清孕酮≥3.17 nmol/L天數的增加，雖然獲卵數增長，但優質胚胎率、胚胎種植率有下降的趨向。HCG日孕酮升高對臨床妊娠有一定的預測作用。一項1 022周期研究發現，活產率與HCG日血孕酮水平呈負相關，流產次數多與孕酮升高(P>4.99 nmol/L)有關[35]。一項1 480例回顧性隊列研究表明，未發現HCG日孕酮升高影響胚胎發育[36]。對于HCG日孕酮升高對卵母細胞及胚胎的影響基于回顧性研究，且無明確統一的共識，尚需要大規模前瞻性研究來確定。

2.孕酮升高與子宮內膜容受性：子宮內膜容受性是子宮內膜對胚胎的接受能力，同時受嚴格的時間和空間限制。子宮內膜種植窗期[37]，即子宮內膜能夠接受胚胎滋養層與子宮內膜相互作用的時間范圍，一般僅為排卵后的第6～8天或受精后的第5～7天。卵泡成熟前若出現血清孕酮濃度的提前升高，提早刺激孕激素受體的表達，將會引起子宮內膜的提前轉化進而導致子宮內膜種植窗的提早關閉。HCG日血清孕酮水平對于是否進行移植具有參考意義。Liu等[38]檢測了圍種植窗期子宮內膜在刺激周期中的轉錄組譜，發現在HCG日高孕酮水平的子宮內膜中，自然殺傷細胞介導的細胞毒途徑相關基因的表達譜與正常水平的子宮內膜相比有顯著差異。HCG日及HCG日后第2天孕酮水平較高婦女的子宮內膜基因組圖譜與兩天內孕酮水平正常婦女的子宮內膜基因組圖譜明顯不同。最新一項研究發現，高孕酮組子宮內膜 Mucin 1(MUC1，黏蛋白)、cadherin 1(CDH1，鈣粘蛋白1)、βcatenin(CTNNB1，鈣粘蛋白1)及其mRNA表達均明顯低于孕酮正常組[39]。DNA甲基化水平與CDH1和CTNNB1基因表達呈負相關，種植窗期間高孕酮可能與DNA高甲基化和子宮內膜黏附分子的低表達有關，也可能與IVF治療失敗的潛在表觀遺傳機制有關。整合素αvβ3和骨橋蛋白的檢測被認為是區分容受性和非容受性子宮內膜的一種手段，是兩個最具特征性的子宮內膜容受性生物標志物。一項實驗發現，高P組、高E2組、高E2組和高P組不孕癥患者骨密度和整合素αvβ3表達與對照組比較無統計學差異[40]。HCG日激素水平的升高對種植窗期的子宮內膜容受性可能沒有影響。所以孕酮升高時用橋蛋白和整合素αvβ3聯合檢測評估子宮內膜容受性的臨床價值尚不確定。李朋粉等[41]發現，HCG日高孕酮組子宮內膜容受性基因的表達發生改變，影響了內膜的微環境及胚胎著床。有研究發現，取卵前孕酮水平升高的婦女中，VEGF-A和PLGF的間質表達顯著增加，血管生成因子表達改變引起子宮內膜容受性降低，進而可能導致胚胎種植率的降低[42]。Li等[43]一項研究證明，晚卵泡期孕酮升高患者種植窗口期血脂發生了變化，提示孕酮升高會破壞種植窗口期子宮內膜的脂質平衡，脂質水平的改變可能會損害子宮內膜的容受性和早期胚胎著床。

四、總結

綜上所述，促排卵過程中卵泡期血清孕酮升高的原因可能很多，但是并不完全清楚。孕酮升高對子宮內膜容受性確實有一定損害，雖然全胚冷凍能夠避免孕酮升高致子宮內膜容受性降低的影響，但對胚胎質量的影響目前并不十分明確。目前仍需要對以下幾方面進一步研究：(1)對于晚卵泡期孕酮升高還沒有國際專家共識確定統一的合適的孕酮閾值；(2)臨床上測量孕酮的方法都是針對黃體期，對于卵泡期檢測孕酮的方法精確度不夠，激素水平較低的情況下，可用的類固醇分析缺乏分析靈敏度；(3)目前沒有明確預測卵泡期孕酮升高的指標，在一些前瞻性研究中分析預測因子時沒有考慮混雜因素對結果的影響；(4)沒有好的Ⅰ級數據說明全胚冷凍所有胚胎可以改善活產結果，以及全胚冷凍的安全性和子代遠期預后并未得到統一的專家共識。確定孕酮升高原因，可以有效的幫助臨床醫生在促排卵過程中針對具體原因采取相應措施來控制孕酮升高水平、減少因孕酮升高而取消移植的幾率，增加鮮胚移植機會，進而提高鮮胚移植的妊娠率。這需要前瞻性隨機對照試驗大樣本研究進一步確定。