子宮內(nèi)膜機(jī)械刺激在輔助生殖領(lǐng)域中的應(yīng)用

曾慧芳，董融，包文秀，趙志梅

(天津中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院，國(guó)家中醫(yī)針灸臨床醫(yī)學(xué)研究中心，天津 300000)

在人類輔助生殖領(lǐng)域中，胚胎著床是決定妊娠結(jié)局的重要過(guò)程，其成功與否受多種因素影響，包括子宮內(nèi)膜容受性、胚胎質(zhì)量等。在很多情況下盡管胚胎質(zhì)量佳，但植入成功率卻不盡人意。這一復(fù)雜的植入過(guò)程似乎是輔助生殖技術(shù)(ART)中的限速步驟，也成為胚胎移植研究的焦點(diǎn)。近年來(lái)，子宮內(nèi)膜機(jī)械刺激作為以促進(jìn)胚胎植入為目的的一種干預(yù)方法被臨床廣泛應(yīng)用，但在沒(méi)有一致的基礎(chǔ)和臨床數(shù)據(jù)支持下我們應(yīng)更加謹(jǐn)慎的運(yùn)用才能將其效益最大化。由此，本文從研究進(jìn)展、作用機(jī)制及臨床應(yīng)用等方面進(jìn)行闡述，以全面認(rèn)識(shí)子宮內(nèi)膜機(jī)械刺激在輔助生殖領(lǐng)域中的應(yīng)用。

一、子宮內(nèi)膜機(jī)械刺激概述

子宮內(nèi)膜機(jī)械刺激是指在胚胎植入前使用活檢管、刮匙或?qū)m腔鏡等工具對(duì)子宮內(nèi)膜進(jìn)行局部機(jī)械性損傷，誘導(dǎo)損傷與自身修復(fù)的一系列變化，以達(dá)到改善子宮內(nèi)膜容受性的一種方法。女性每次月經(jīng)期后的生殖道重塑過(guò)程與損傷組織修復(fù)具有相似的特征[1]，形態(tài)學(xué)研究也顯示出子宮內(nèi)膜再生和機(jī)械損傷修復(fù)之間的相似之處。根據(jù)宮腔鏡相關(guān)研究顯示，子宮內(nèi)膜“損傷”可以提高臨床妊娠率和活產(chǎn)率[2-3]。Barash等[4]首次提出在人類助孕周期的前一周期進(jìn)行4次(月經(jīng)第8、12、21、26 天)子宮內(nèi)膜活檢能提高臨床妊娠率。此后，子宮內(nèi)膜機(jī)械刺激在全球引起了廣泛的關(guān)注，隨后出現(xiàn)了對(duì)不孕癥患者進(jìn)行子宮內(nèi)膜機(jī)械刺激的不同隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)。相關(guān)Meta分析顯示，子宮內(nèi)膜的機(jī)械刺激對(duì)胚胎移植失敗患者產(chǎn)生積極影響[5]。但近幾年隨著研究的增多出現(xiàn)了越來(lái)越多相反的觀點(diǎn)。不同的研究由于研究人群的不同存在顯著的臨床異質(zhì)性，其結(jié)論在不孕婦女不同亞群中也并不一定適用。目前尚缺乏對(duì)于臨床應(yīng)用的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，故本文主要從子宮內(nèi)膜機(jī)械刺激的主要機(jī)制、目前研究概況、病案分析及臨床應(yīng)用等方面進(jìn)行論述。

二、作用機(jī)制

胚胎植入是生殖過(guò)程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是決定妊娠成功與否的關(guān)鍵，需要具有一定侵入能力的胚胎和良好容受性的子宮內(nèi)膜，其兩者間的通訊和協(xié)作也是影響植入成功的重要因素。子宮內(nèi)膜蛻膜化是成功植入的關(guān)鍵步驟，胚泡著床時(shí)引起的機(jī)械刺激可以導(dǎo)致內(nèi)膜反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，在沒(méi)有胚胎植入的情況下，嚙齒類動(dòng)物可以通過(guò)物理信號(hào)如子宮內(nèi)膜的機(jī)械損傷來(lái)誘導(dǎo)內(nèi)膜的蛻膜化發(fā)生[6]。這是通過(guò)對(duì)子宮內(nèi)膜的機(jī)械性刺激而觸發(fā)的一系列生物反應(yīng)。超微結(jié)構(gòu)的動(dòng)物研究表明，在植入早期胚胎和內(nèi)膜上皮細(xì)胞之間存在物理相互作用[7]，但目前對(duì)于胚胎釋放的化學(xué)及物理信號(hào)與植入部位內(nèi)膜上皮細(xì)胞之間的具體反應(yīng)機(jī)制尚未完全闡明。

在不孕癥婦女中使用機(jī)械刺激內(nèi)膜蛻膜化的基本原理主要依賴于以下幾種假說(shuō)。

1.損傷修復(fù)機(jī)制：損傷修復(fù)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，包括炎癥、組織形成與組織重塑[8]。子宮內(nèi)膜損傷可能促進(jìn)子宮內(nèi)膜蛻膜化，從而增強(qiáng)子宮內(nèi)膜對(duì)胚胎的接受性。

2.機(jī)械敏感性離子通道：子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞的機(jī)械敏感性離子通道將物理信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。機(jī)械敏感性離子通道PIEZO1屬于PIEZO家族，介導(dǎo)機(jī)械刺激調(diào)控重要生物反應(yīng)，引起鈣離子大量?jī)?nèi)流，導(dǎo)致電流密度增加。Hennes等[9]研究發(fā)現(xiàn)，PIEZO1在人類和小鼠的子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞中高表達(dá)，機(jī)械敏感性離子通道抑制劑可阻斷此過(guò)程，而激動(dòng)劑可促進(jìn)此過(guò)程的發(fā)生，提示PIEZO1可能在人類及小鼠子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞存在功能性的表達(dá)。

3.局部炎癥反應(yīng)：局部子宮內(nèi)膜損傷引起局部炎癥反應(yīng)。胚胎植入引起樹(shù)突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞聚集，導(dǎo)致白細(xì)胞介素15、巨噬細(xì)胞炎性蛋白質(zhì)1B(MIP-1B)和腫瘤壞死因子α等促炎性細(xì)胞因子增多[10]，這些分子啟動(dòng)了胚胎和子宮內(nèi)膜之間的關(guān)鍵“對(duì)話”，促進(jìn)胚胎粘附和侵襲。

4.內(nèi)膜下血流的再灌注：內(nèi)膜的機(jī)械性損傷使子宮肌層基質(zhì)細(xì)胞水腫，增加前列腺素的釋放，促進(jìn)子宮內(nèi)膜螺旋動(dòng)脈和子宮內(nèi)膜血管內(nèi)皮細(xì)胞生成，調(diào)節(jié)毛細(xì)血管舒縮活動(dòng)，提高內(nèi)膜血流量，從而改善子宮內(nèi)膜容受性。相關(guān)臨床研究提示，宮腔機(jī)械刺激可增加內(nèi)膜血流，改善妊娠結(jié)局，且這種改善作用隨時(shí)間延長(zhǎng)而減弱[11]。

5.子宮內(nèi)膜成熟改變：內(nèi)膜機(jī)械刺激在卵巢刺激周期減緩子宮內(nèi)膜成熟，導(dǎo)致子宮內(nèi)膜與胚胎發(fā)育更好地同步[12-14]，此假設(shè)僅適用于新鮮的體外受精周期。

以上假說(shuō)雖然在機(jī)制上具有合理性，但現(xiàn)有研究缺乏完整解釋創(chuàng)傷和妊娠率相關(guān)性的有效途徑及確切的證明。

三、生殖領(lǐng)域的臨床應(yīng)用

隨著機(jī)械刺激改善子宮內(nèi)膜容受性的各種機(jī)制研究的報(bào)道增多，研究人員開(kāi)始探索內(nèi)膜機(jī)械刺激在臨床中的應(yīng)用效果。

1.宮腔內(nèi)人工授精(Intrauterine insemination，IUI)：IUI被認(rèn)為是大多數(shù)不孕不育患者的一線治療方法，包括不明原因不孕、輕度子宮內(nèi)膜異位癥和男方因素不育[15]。IUI的妊娠率為10%～25%，這取決于夫婦雙方的年齡、不孕類型、卵巢刺激和授精時(shí)間等因素[16-17]。為了進(jìn)一步提高IUI妊娠率，研究人員試圖通過(guò)子宮內(nèi)膜機(jī)械刺激的方法來(lái)增加子宮內(nèi)膜的容受性，以提高子宮內(nèi)膜接納胚胎的能力。Helmy等[18]的一項(xiàng)針對(duì)克羅米芬誘導(dǎo)排卵、連續(xù)3次IUI失敗的不孕婦女進(jìn)行子宮內(nèi)膜機(jī)械刺激干預(yù)的前瞻性隨機(jī)對(duì)照研究，結(jié)果顯示，促排卵前黃體期的子宮內(nèi)膜機(jī)械刺激可提高總?cè)焉锫省⑴R床妊娠率、持續(xù)妊娠率和活產(chǎn)率。另有研究發(fā)現(xiàn)，在IUI周期的當(dāng)周期或前一周期的卵泡期進(jìn)行子宮內(nèi)膜機(jī)械刺激能顯著改善其生殖結(jié)局[19-20]。相反，也有部分研究結(jié)果顯示，在IUI治療中進(jìn)行子宮內(nèi)膜機(jī)械刺激未能產(chǎn)生良性效果[21]。以上研究結(jié)果的不同可能因其入組患者類型、干預(yù)方法和時(shí)間以及IUI周期數(shù)量的不同所致。因此，臨床中需要更多更全面的研究以控制這些混雜因素，從而得出更為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)論。

2.IVF/ICSI周期：據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年全球范圍內(nèi)約開(kāi)展240萬(wàn)例IVF/ICSI 周期[22-23]。盡管ART不斷被完善和精進(jìn)，但胚胎移植的成功率最高僅有35%，胚胎植入似乎是 IVF/ICSI 治療成功的限速步驟[22]。為了提高 IVF/ICSI的妊娠率，子宮內(nèi)膜機(jī)械刺激作為一種有前景的輔助治療手段已被推薦使用[4]，盡管其有效性和潛在的生物學(xué)機(jī)制尚未得到明確的證實(shí)[24-26]。然而，一項(xiàng)大型隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)(RCT)顯示，子宮內(nèi)膜機(jī)械刺激患者與無(wú)干預(yù)措施患者相比，活產(chǎn)率并無(wú)顯著差異[27]。更有研究指出，在未進(jìn)行篩選的IVF人群中內(nèi)膜機(jī)械刺激并不能改善群體的臨床結(jié)局，更可能導(dǎo)致活產(chǎn)率的降低[28-29]。此外，尚無(wú)明確的指征可用于機(jī)械刺激獲益群體的篩選，需要更進(jìn)一步的前瞻性研究來(lái)評(píng)估可能獲益的不同亞群患者[30]。在一項(xiàng)大型多中心非盲隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)中，研究人員評(píng)估了首次IVF/ICSI周期失敗后子宮內(nèi)膜機(jī)械刺激對(duì)后續(xù)新鮮IVF/ICSI 周期活產(chǎn)率的影響，結(jié)果表明子宮內(nèi)膜機(jī)械刺激可增加4.6%的活產(chǎn)率[31]。另一針對(duì)凍融胚胎移植的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)表明，子宮內(nèi)膜機(jī)械刺激能改善兩次或兩次移植失敗患者的臨床結(jié)局[32]。

由于臨床研究之間的異質(zhì)性，其得出的結(jié)論總是伴隨著一定程度的不確定性，未來(lái)需要更高質(zhì)量的證據(jù)進(jìn)行佐證。盡管目前較多研究顯示了子宮內(nèi)膜機(jī)械刺激的無(wú)效性[13，33-34]，但無(wú)可置疑，子宮內(nèi)膜機(jī)械刺激的積極影響可能存在于特定的人群中。一項(xiàng)針對(duì)中國(guó)女性的回顧性病例對(duì)照研究顯示，對(duì)于臨床上被建議行內(nèi)膜機(jī)械刺激干預(yù)的患者，年齡≤35歲子宮內(nèi)膜狀況較好(較厚或 A/A-型子宮內(nèi)膜)或者>35歲子宮內(nèi)膜較厚的患者可能從中獲益，而且與卵泡期相比，黃體期內(nèi)膜機(jī)械刺激提高了>35歲患者的胚胎種植率[35]。

綜上所述，我們應(yīng)集中于識(shí)別能從中獲益的亞組患者人群以及最大限度地精進(jìn)特定的子宮內(nèi)膜機(jī)械刺激技術(shù)，并最終證明其價(jià)值；更有待設(shè)計(jì)針對(duì)性的研究去闡明這一臨床難題，予臨床實(shí)踐以切實(shí)指導(dǎo)。當(dāng)前臨床中子宮內(nèi)膜機(jī)械刺激的應(yīng)用并非基于高質(zhì)量的研究證據(jù)，而更多依托于經(jīng)驗(yàn)與個(gè)體化分析，因此，本文附一則臨床病案以提示其可能存在的潛在意義。

四、一則病案

患者馮某某，女，31 歲，主因“未避孕未孕3年，人工授精(IUI)失敗3 次”于2020年7月初次就診于我院。患者初婚3年，性生活規(guī)律，未避孕未孕；G0P0；既往月經(jīng)不規(guī)律，6～7 d/35～60 d。兩年前于外院檢查提示高雄激素血癥，超聲下雙側(cè)卵巢多囊樣改變，診斷為“多囊卵巢綜合征”，予來(lái)曲唑(LE)誘導(dǎo)排卵多個(gè)周期，均可見(jiàn)排卵，指導(dǎo)同房未孕。一年前于外院行IUI治療3次，未孕。否認(rèn)家族遺傳病史及食物藥物過(guò)敏史。輔助檢查：生殖激素六項(xiàng)(2019年5月7日，外院)：卵泡刺激素(FSH) 4.82 U/L、黃體生成素(LH) 14.55 U/L、雌二醇(E2) 190.84 pmol/L、孕酮(P) 0.69 nmol/L、睪酮(T) 1.97 nmol/L；輸卵管造影(2019年5月13日，外院)：子宮形態(tài)正常，右側(cè)輸卵管通暢，左側(cè)輸卵管通暢，血管逆入；染色體檢查(2019年3月26日，外院)：女46，XX，男46，XY；男方精液檢查提示正常。診斷為原發(fā)性不孕癥，予以促排卵治療。

促排卵第1周期方案：來(lái)曲唑(LE)+尿促性素(HMG)，右側(cè)優(yōu)勢(shì)卵泡并排卵，指導(dǎo)同房，未孕。促排卵第2周期方案：LE+HMG，患者月經(jīng)周期第13天B超監(jiān)測(cè)示內(nèi)膜厚11.1 mm、A-B型，血流2級(jí)，右側(cè)卵泡20 mm×19 mm，予HCG 8 000 U立即肌肉注射，并指導(dǎo)同房。周期第16天復(fù)診B超監(jiān)測(cè)示內(nèi)膜厚12.6 mm、B-C型，右側(cè)卵泡已排，予地屈孕酮10 mg，2次/d×10 d，未孕。

促排卵第3周期方案：子宮內(nèi)膜機(jī)械刺激+促排卵(LE+HMG)。患者于7月7日復(fù)診(月經(jīng)周期第7天)，月經(jīng)干凈后否認(rèn)同房，測(cè)尿妊娠試驗(yàn)(-)，予內(nèi)膜機(jī)械刺激干預(yù)。操作過(guò)程：常規(guī)消毒鋪巾，再次陰道消毒，宮頸鉗鉗夾前唇，探子宮前位，深7.5 cm，使用一次性宮腔組織吸引管置入宮腔，輕輕吸取宮腔內(nèi)膜一周，取少量?jī)?nèi)膜送病理檢查，出血少，術(shù)畢。術(shù)后予左氧氟沙星0.5 g預(yù)防感染，1次/d×3 d；囑暫不同房。3 d后返診B超示單層內(nèi)膜3 mm，裂隙暗區(qū)1.9 mm，右側(cè)卵泡16 mm×15 mm，左側(cè)卵泡13 mm×9 mm；予補(bǔ)佳樂(lè)2 mg，1次/d×3 d。復(fù)診示內(nèi)膜7.4 mm、A型，血流2級(jí)，右側(cè)卵泡16 mm×16 mm，左側(cè)未見(jiàn)優(yōu)勢(shì)卵泡。予HMG 75 U立即肌肉注射，停服補(bǔ)佳樂(lè)。次日返診B超監(jiān)測(cè)示內(nèi)膜8.4 mm、A型，血流2級(jí)，右側(cè)卵泡18 mm×16 mm，予HMG 75 U立即肌肉注射，次日HCG 8 000 U肌肉注射并指導(dǎo)同房。3 d后返診B超監(jiān)測(cè)示內(nèi)膜13.7 mm、A-B型，血流1級(jí)，右側(cè)卵泡已排；予地屈孕酮10 mg，2次/d×10 d。患者于14 d后查血β-HCG 392.82 U/L，予地屈孕酮10 mg，3次/d×7 d。3 d后復(fù)查血β-HCG 1 602.50 U/L、P 110.3 nmol/L。之后每周復(fù)診，HCG翻倍良好。孕7周可見(jiàn)胎心胎芽，隨訪，后于2021年7月活產(chǎn)一女嬰，母女一般情況良好。

該患者系臨床常見(jiàn)的不孕癥類型，其雙側(cè)輸卵管通暢，多次促排卵均可見(jiàn)排卵但I(xiàn)UI均失敗，考慮子宮內(nèi)膜容受性是其主要問(wèn)題。既往B超顯示內(nèi)膜狀況較好，且患者處于組織修復(fù)能力尚可的年紀(jì)，在排除其他導(dǎo)致不孕因素的前提下通過(guò)子宮內(nèi)膜的機(jī)械刺激促進(jìn)內(nèi)膜損傷修復(fù)，通過(guò)改善子宮內(nèi)膜容受性進(jìn)而促進(jìn)胚胎著床。對(duì)于臨床工作者而言，目前沒(méi)有內(nèi)膜機(jī)械刺激的明確應(yīng)用指證，大部分研究也并不推薦將其廣泛應(yīng)用于臨床，但是對(duì)于此類患者在多次著床失敗且沒(méi)有明顯的內(nèi)膜病變情況下，內(nèi)膜機(jī)械刺激可能不失為一種有效的干預(yù)方法。因此僅以此病案提示機(jī)械刺激或許對(duì)一部分特定人群具有積極作用，而如何把控內(nèi)膜機(jī)械刺激的臨床應(yīng)用并將其效益最大化將是目前亟待解決的難題。

五、總結(jié)

子宮內(nèi)膜容受性是輔助生殖領(lǐng)域經(jīng)久不衰的熱點(diǎn)問(wèn)題，也是現(xiàn)在和未來(lái)需要我們不斷去攻克的難關(guān)。隨著越來(lái)越多關(guān)于子宮內(nèi)膜機(jī)械刺激的研究出現(xiàn)，不同的研究對(duì)于其改善妊娠結(jié)局的觀點(diǎn)截然不同，大部分研究結(jié)果并不支持將其廣泛應(yīng)用于臨床，但由于各研究群體的不同及機(jī)械刺激操作方法的各異，目前尚缺乏高質(zhì)量的臨床研究，因此對(duì)于機(jī)械刺激的作用機(jī)制及臨床應(yīng)用價(jià)值還需不斷探索。臨床工作者更應(yīng)謹(jǐn)慎應(yīng)用這一治療方法，且在實(shí)踐中不斷的反思與總結(jié)。同時(shí)也期望能有更多高質(zhì)量的研究源于臨床且服務(wù)于臨床，使其在臨床實(shí)踐中得到合理應(yīng)用。