單囊胚移植在人類輔助生殖技術的應用優勢及存在問題

李絲雨，師娟子

（1.西安醫學院研究生處，陜西 西安 710016；2.西北婦女兒童醫院生殖中心，陜西 西安 710003）

體外受精早期總體懷孕率較低，輔助生殖技術（assisted reproductive technology，ART）的進步使人們逐漸意識到提高妊娠率不是ART 成功的標志，安全而優質的妊娠成為ART 的目標[1]。一般選擇第3天的卵裂期胚胎或第5 天的囊胚進行移植，且卵裂期和囊胚期只代表胚胎的不同發育時期，每枚胚胎都有發育成囊胚的潛能。囊胚可篩選出更有種植潛能的胚胎，在不影響臨床妊娠率的基礎上降低多胎率[2]。既往治療常同時移植多枚胚胎以提高妊娠率，但帶來的嚴重并發癥——多胎妊娠，導致孕產婦出現妊娠期高血壓、子癇、妊娠期糖尿病以及胎兒出現低出生體重兒、腦癱、中樞神經系統發育異常等風險增加[3]。既往研究顯示，選擇性單囊胚移植能增加患者的妊娠率，減少因多胎妊娠而導致的產科風險，減輕社會、家庭的負擔。本文現對單囊胚移植的具體優勢及存在問題進行總結，旨在為該技術的應用提供理論參考。

1 單囊胚移植的優勢

1.1 囊胚培養是對胚胎的篩選 近年來，隨著序貫培養體系的不斷完善，人類囊胚形成率及質量得到了改善，囊胚培養技術越來越趨于成熟。延長胚胎體外培養時間，具有很多的價值與意義。隨著囊胚腔的不斷擴張，細胞數越來越多，此時形成的囊胚不管是在結構、形體相比于第3 天的胚胎更穩定，有利于著床，增加成功率。大量的動物和人類胚胎已在體外培養中證實[4，5]，早期胚胎在發育過程中存在阻滯現象。囊胚經過比胚胎更長的體外培養時間，能夠更好的評估胚胎的發育潛力，進一步的淘汰有缺陷、無發育潛能的胚胎，為篩選出更有活力和基因正常的胚胎提供了更多的機會[6]。研究顯示[7]，隨著熒光免疫技術的發展，胚胎植入前遺傳學診斷（preimplantation genetic diagnosis，PGD）的時間將會縮短，最終可以直接從高度發育的囊胚中取出多個細胞進行染色，來檢查遺傳學異常，從而提高診斷的準確性。囊胚階段遺傳學診斷進一步確認第3 天胚胎的檢查結果，或者進行更多的檢查，在胚胎植入前提前剔除掉異常胚胎，使得胚胎染色體非整倍體比例明顯下降[8]，提高了胚胎植入率，降低了流產率。對6～8 細胞胚胎進行活檢作遺傳學分析時，染色體異常的胚胎無法發育到囊胚階段，囊胚培養技術使胚胎可以繼續培養而不需要冷凍，并在體外進行更多的篩選。與胚胎活檢相比，囊胚活檢是從囊胚數達數十個至百個的滋養外胚層細胞中分離部分細胞進行遺傳學檢測，為遺傳檢測提供了更多的材料，大大提高了遺傳學檢測的準確性。活檢囊胚的滋養層細胞，不僅能夠最大程度的反應胚胎的遺傳信息，而且也能夠避免對胎兒部分的損傷，有利于胚胎的進一步發育和著床。有研究[9]建立了以染色體嵌合體的小鼠模型，結果顯示，與第3 天胚胎相比，囊胚染色體非整倍體比例明顯下降，由于胚胎具有自我糾錯和修復功能，一些第3 天染色體非整倍體的胚胎，發育到囊胚階段變成了二倍體，從而提高了成功率。囊胚的培養技術、玻璃化凍融技術越來越成熟以及激光儀器的發展也為囊胚活檢的廣泛應用提供了技術保障。

1.2 囊胚移植更好的模擬了生理狀態 研究顯示[10]，丙酮酸是卵裂期胚胎中早期胚胎發育最關鍵的能量來源，而葡萄糖是囊胚期更重要的能量來源，胚胎的不同發育時期需要不同的營養物質，合理變化而又穩定的培養環境是囊胚培養成功的基本保障。有研究顯示，囊胚生長較卵裂期小鼠胚胎發育所需營養物質更多更豐富，從而可以獲得較為成功的妊娠結局[11]。在生理狀態下，融合前的胚胎在輸卵管中發育，融合后的胚胎在宮腔中發育至著床，而輸卵管與子宮的環境有很大的差別。雖然人類子宮可以支持配子、原核期及卵裂期胚胎的發育，但自然正常情況下胚胎不可能在第4 天以前到達子宮，因此，融合前將胚胎移植入子宮將使其面臨與正常情況下不同濃度的碳水化合物和氨基酸，胚胎必須調整自己以適應環境，這必將降低胚胎的活力，就有發生宮外孕的可能。有研究顯示，因ART 導致的異位妊娠發生率升高，約是自然受孕所致的2～5 倍[12]。在試管嬰兒周期，子宮內膜的窗口期一般只有1～2 d。因為囊胚需要比第3 天卵裂期胚胎培育更長時間，所以能夠與子宮內膜發育得到同步[13]，這樣能夠提高臨床妊娠率和胚胎種植率。因此囊胚移植相比于第3 天胚胎移植，更好的模擬了生理狀態，提高了妊娠率、降低了宮外孕的發生。

1.3 囊胚移植可提高妊娠率和活產率 De Vos A 等[14]研究顯示，在新鮮移植周期中，囊胚移植組移植后的妊娠率及活產率較胚胎移植組均較高。另有研究表明[15，16]，玻璃化凍融囊胚的臨床妊娠率和持續妊娠率明顯高于卵裂期，可以看出不管是新鮮周期還是凍融周期，囊胚移植妊娠率及活產率均高于胚胎。可能與卵裂期胚胎還需經過細胞融合、囊胚形成、囊胚腔擴張及內細胞團孵出等淘汰一些發育潛能不好及染色體異常的胚胎才能種植于子宮內膜以進一步發育有關。此外，自然妊娠中胚胎在囊胚期種植于子宮，因此，囊胚期移植與子宮內膜的同步性更佳。研究顯示[17]，與卵裂期胚胎移植比較，囊胚期胚胎移植可獲得顯著升高的臨床妊娠率[RR=1.12，95%CI（1.04，1.20），P=0.002]，而活產率[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]無顯著性差異，這可能由于該研究并沒有對年齡、促排卵方式等信息進行亞組分析造成的，從而可能影響了最終結論。

1.4 單囊胚移植可避免多胎妊娠 國外研究顯示[18]，為了保證較高的妊娠率，常移植一個以上的胚胎。但安全性評估顯示，在擁有優質囊胚的前提下優先選擇單囊胚移植。多胎妊娠是IVF-ET 的嚴重并發癥，選擇性單囊胚移植是減少多胎妊娠及其并發癥的有效途徑。2017 年美國生殖醫學學會（ARSM）胚胎移植指南推薦：患者＜35 歲，囊胚都應常規移植1枚；患者35～37 歲，鼓勵進行單胚胎移植；患者38～40 歲，移植數量不得＞2 枚囊胚；患者41～42 歲，移植數量不得＞3 枚囊胚[19]。2018 年中華醫學會生殖醫學分會（CSRM）提出《關于胚胎移植數目的中國專家共識》[20]：在ART 助孕過程中無論任何年齡、移植周期次數，建議每周期胚胎移植數目均≤2 枚。研究顯示[21]，通過選擇發育潛能較好的單個囊胚移植，可以在保證著床率的同時減少移植胚胎數，從而降低了多胎發生率。對產婦和胎兒來說，單囊胚移植具有一定優勢并得到公認[22，23]。有研究顯示[24]，單囊胚移植的流產率低于雙囊胚移植，且無雙胎發生，雙囊胚移植雙胎率為29.02%。朱麗華等[25]研究比較了年齡≥38 歲進行單囊胚移植與雙囊胚移植的妊娠結局，結果顯示，單囊胚移植的胚胎著床率、臨床妊娠率均高于雙囊胚移植，但差異均無統計學意義，而雙囊胚移植組的多胎妊娠率（28.57%）高于單囊胚移植組（4%），差異有顯著性。李寧[26]等通過回顧分析凍融囊胚移植的3675 個周期，結果顯示雙囊胚組著床率、臨床妊娠率、多胎妊娠率、早產率和活產率均顯著高于單囊胚組（P＜0.05），而流產率則顯著低于單囊胚組（P＜0.01）。Eum JH 等[27]發現無論患者年齡大小，新鮮周期和解凍周期中單囊胚較雙囊胚移植臨床妊娠率、活產率或繼續妊娠率均無顯著性差異，但多胎率明顯降低。此外，與單胎妊娠相比，多胎可增加流產、胎死宮內、胎兒畸形、胎兒宮內生長受限等妊娠并發癥的發生率，并增加早產、產婦貧血、妊娠高血壓、妊娠糖尿病和產后出血等妊娠并發癥的發生率[28-30]。多胎妊娠給社會帶來的經濟代價是巨大的，包括產婦住院和新生兒重癥監護的直接費用，以及慢性病、特殊教育和康復的終生費用[31]。

單囊胚移植是一種在不影響妊娠結局的前提下降低多胎風險的有效方法，考慮到玻璃化冷凍的前景，剩余的囊胚可以超低溫保存，這樣不僅可以預防遲發的卵巢過度刺激綜合征（OHSS）的發生，預防懷孕誘發或加重OHSS，更重要的是避免了超促排卵產生的超生理水平激素可能造成的宮內的不良種植環境。最新的研究報道指出，現在已經可以在體外培養人類的囊胚到第13 天，并且可以觀測到多種細胞譜系分化和胚胎結構的建立，與在體內觀察到的類似，這為進一步研究囊胚移植開辟了新的思路[32，33]。

2 單囊胚移植目前存在的問題

雖然選擇性單囊胚移植已成為主流的胚胎移植選擇方案，但是會有極少部分患者因無胚胎發育至囊胚而取消移植情況的發生，即無胚胎移植的風險。所以針對獲卵數少或者第3 天胚胎質量較差的不建議養囊胚，尤其高齡女性的卵巢儲備功能下降，和因衰老而使得卵母細胞/胚胎功能降低，特別是非整倍體發生率的增加和線粒體活性的降低，從而導致獲卵數減少，卵子質量總體偏低[34]。繼續培養囊胚最終可能也無法獲得可移植的胚胎，此時，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顯著高于卵裂期胚胎移植[35]。有研究顯示[36]，延長培養可能會導致滋養層細胞的遺傳和表觀遺傳學變化，從而導致異常的胎盤植入和著床，增加早產的風險。敖磊等[37]研究對卵裂期胚胎移植和囊胚期胚胎移植進行比較，發現囊胚期的單卵雙胎率高于卵裂期，推測其原因可能與體外培養時間和應用冷凍復蘇技術包括胚胎復蘇液的成分有關，導致透明帶變厚、變硬、內細胞團溢出。Kanter JR 等[38]回顧性分析了2003 年～2012 年單胚胎移植后第2～3 天的單卵胎發生率（1.71%）低于第5～6 天移植后的單卵雙胎發生率（2.50%），同樣證實了這一結論。此外，囊胚評級是根據當時某一時間點囊胚的發育情況做出的判定，具有一定的片面性，缺少對其間發育細節是否正常的判定，而胚胎的發育是一個持續動態的變化過程，因此導致對胚胎發育潛能不能全面的預測。囊胚培養可能對性別比產生影響，研究顯示[39，40]，囊胚期移植的男嬰率高于卵裂期，產生這種差異的原因尚無定論，可能因為體外培養環境中，胚胎從第3 天發育至第5 天時，男性胚胎較女性胚胎的分裂和發育速度更快有關，細胞分裂速度越快、細胞數越多的胚胎其遺傳物質為男性的可能性越大，導致被選中的優質囊胚為男性胚胎進行移植的幾率更大。

3 總結

無論患者年齡如何，若存在優質囊胚，應優先選擇單個優質囊胚進行移植，若無優質囊胚，也應考慮單囊胚移植，以期降低多胎妊娠風險，提高累積活產率，改善圍產期的不良結局，保障母兒的安全。目前，國內外越來越多生殖中心采用選擇性單囊胚移植技術，并且取得了非常好的臨床效果，盡管單囊胚移植現仍存在不少需要解決的問題，該技術的廣泛運用為不孕患者提供了有效的治療方案，值得進一步研究。