人類輔助生殖技術對子代生存質量影響的研究進展

樂 芳，金 帆 綜述

(浙江大學醫學院附屬婦產科醫院生殖中心，浙江 杭州 310006)

自1978年第一例體外受精(in vitro fertilization，IVF)嬰兒Louise Brown誕生以來，通過ART出生的嬰兒數量已超過300萬［1］。然而，人類輔助生殖技術(assisted reproductive technology，ART)的應用范圍越廣泛，可能出現的相應風險越大［2］。人為地促排卵和穿刺取卵可能影響到卵巢的激素分泌及卵巢結構的改變;精子及胚胎暴露于體外、凍存操作等可能改變它們原始的結構以及增加表遺傳風險;卵胞漿內單精子注射技術(intracytoplasmic sperm injection，ICSI)過程跨越了自然選擇過程，存在將精子的缺陷遺傳給子代的危險;胚胎植入前遺傳學診斷(preimplantationgenetic diagnosis，PGD)雖然將傳統的產前診斷提前到了妊娠發生之前，有著極其廣泛的應用前景，但是PGD的高度創傷性操作，其對胚胎在各水平的損傷都是有可能的。除了這些輔助生殖技術本身的影響，各種外界影響導致的不孕不育因素本身可能與早產、新生兒死亡、腦癱也有著一定的聯系［3］。

隨著全世界由ART產生的子代人數超過百萬，關注這些ART孩子和自然受孕的孩子在生存質量存在的差異已成為嚴峻的任務，本綜述主要從ART子代的健康情況進行總結分析。

1 ART導致多胎妊娠的發生

1.1 ART多胎妊娠的高發率 為了保證ART的成功率，臨床上常植入多個受精卵至宮腔內，多胎妊娠率被認為是ART的主要風險之一。Schieve等［4］將美國42463 例ART孩子同自然出生(naturally conceived，NC)的3389 098例孩子進行比較，結果顯示ART孩子中雙胎妊娠率高達43%，三胎妊娠率占12%，四胎及更多胎率也達到1%，明顯高于NC的孩子。同樣Koivurova等［5］對芬蘭北部1990～1995年出生的306名IVF新生兒進行研究，其中154例為單胎妊娠，僅占總數的50.3%，而雙胎123例、三胎25例和四胎4例，其比例分別為40.2%、8.2%、1.3%。另外，Pinborg 等［6］統計了丹麥8602 名ART嬰兒，也發現ART子代中雙胎率高達40%。

1.2 多胎妊娠相關的風險 多胎妊娠同許多生育風險因素相關，包括早產、低出生體重、新生兒疾病、先天性畸形等，如雙胎導致早產比率高達44%，而單胎只有6%［7］。有研究示雙胎的死亡率是單胎的6倍［8］。針對這個問題，最近幾年許多生殖中心主要通過減少移植子宮的胚胎數，達到降低多胎妊娠及減少相應的生育風險。Kallen等［9］對從1982年 －2007年出生的31850 例的IVF子代進行調查研究，結果示:在減少胚胎移植數后，IVF子代的多胎妊娠率由30%降到了5%，但是先天性出生缺陷的發病率卻沒有明顯改變。單胚胎移植與雙胚胎移植比較，有著相同的懷孕率，但減少多胎妊娠的發生并不能完全減少ART子代圍產期的風險，ART單胎同自然單胎比較，同樣存在早產、出生低體重及先天性出生缺陷等高風險幾率。

2 ART子代體重改變及其引起相關的風險

大量調查數據顯示:ART子代與NC子代(6個月～12歲)在生長發育包括體重、身高、頭圍上沒有明顯的差異［10-12］;PGD子代與NC子代(3個月到4歲)在生長發育上也沒有發現明顯差異［13］。與這些研究相反的另一些研究認為，與NC子代相比，IVF子代的出生低體重發生率明顯增高［14］。Makhoul等［15］對 1995 年－1999年出生的6～10歲的出生低體重兒童進行研究，發現IVF及促排卵兒童的身高明顯高于NC兒童。最近，新西蘭的一篇報道顯示:5～6歲IVF或ICSI兒童的身高顯著高于同齡NC兒童，并且血清中有高水平的 IGFI及IGFII［16］。Ceelen 等［17］觀察了出生到 4 歲的IVF子代的生長發育，發現在3個月及6個月時，IVF子代體重/身高低于NC子代;但在3個月到1歲期間，IVF嬰兒的體重/身高的增長速度比正常嬰兒更快。另外，IVF兒童生長至8～18歲時較NC同齡兒童有著更高的血壓及血糖，同時皮下脂肪量也較多。IVF子代早期體重的異常可能與心血管疾病密切相關，但是需要更多的研究去追蹤IVF子代到成年期。

3 ART子代出生缺陷的發生率

3.1 一般出生缺陷 IVF子代的出生缺陷的發生率早在1980年初就已被關注，在ICSI技術出現后則更受重視。ART子代在排除不孕因素影響后，出生缺陷發生率仍較NC子代增加 40%［18］。Agarwal等［19］報道，ICSI出生嬰兒的先天畸形發生率高達7.9%，高于NC嬰兒的2.7%。Reefhuis等［20］對美國ART子代進行研究時發現，ART子代心臟中隔缺陷、唇裂、食管閉鎖及肛門閉鎖的發生率較NC子代增加。瑞典對2001年到2007年出生的15570 例IVF單胎與5689 157例NC單胎進行比較，排除出生年齡、父母年齡、胎產次、吸煙等因素影響，研究結果示:在心血管畸形、肢復位缺陷、神經管缺陷、食管閉鎖等方面上IVF子代發生風險較NC子代增高［21］。另外，德國對4～6歲的276例ICSI足月單胎兒與273例NC單胎進行比較時，發現 ICSI男孩有高比例的隱睪［22］。有關ART技術本身與出生缺陷的發生關系目前尚不清楚，由于大多數接受ART治療的孕婦都有不孕病史，且經歷了許多針對不孕癥的治療，這些ART嬰兒的出生缺陷究竟是孕婦的原發病導致的還是其后各種治療引起的，仍需要大量的資料來加以證實。

3.2 基因印跡缺陷 印跡基因是指只表達親本一方的遺傳信息，而另一方處于關閉狀態的一類基因。印跡基因參與胚胎發育、胎盤功能和神經發育，印跡基因表達異常與人類多種疾病、發育異常和惡性腫瘤有關，常見的有:安吉曼綜合征(angelman syndrome，AS)、臍疝-巨舌-巨大發育綜合征(beckwith-Wiedemann syndrome，BWS)和普-威綜合征(prader-Willi syndrome，PWS)等。近年來，有觀點認為ART可能帶來表觀遺傳改變，但是具體的機制尚不清楚，可能包括:不孕因素、促排卵相關激素、體外操作及體外培養［23-24］。

大部分動物實驗顯示:胚胎體外培養可導致印跡基因改變;歐洲、美國、澳大利亞的研究顯示:ART與BWS密切相關，ART出生的患BWS子代超過90%有印跡基因缺陷，而非ART出生的患BWS子代只有40% ～50%;同樣，有關ART與AS的發生率研究中，大部分ART出生患 AS子代中有印跡基因缺陷［25］。ART子代印跡基因疾病的分子遺傳學研究提示，ART的操作過程可能導致卵子 SNRPN DMR和KvDMR1的印跡中心甲基化建立受損或已建立的甲基化丟失［11］。另外，動物研究還發現促排卵獲得的小鼠胎盤中有IGF2高表達［26］，體外培養小鼠胚胎后導致印跡基因IGF2及H19高表達［27］。由于絕對的印跡基因疾病發生概率很小(＜1/12000 )，所以有關印跡基因缺陷疾病仍需要對ART子代進行大樣本的研究。

4 ART對其子代的神經系統發育影響

4.1 認知發育 ART出生兒與NC出生兒在神經系統發育上是否在差異，一直被學者們所關注。較多學者認為，ART出生兒與NC出生兒在神經系統發育方面不存在差異。Sutcliffe［28］對1 ～2 歲ICSI單胎與同齡NC 單胎比較，未發現他們神經發育有差異。Koivurova［9］等對299例 IVF子代與588例 NC子代，年齡層包括12個月、18個月、2歲、3歲，兩者在神經運動發展方面也沒有發現差異。另外，由5個歐洲國家合作，收集了5歲的ART兒童，其中ICSI 511例、IVF 424例、NC 488例，發現這三者在認知與運動發展評估之間并沒有差異［13］。其它關于4～6歲、10歲ICSI單胎在認知及運動發展上也沒有顯著性差異。PGD子代的神經發展方面的研究有著類似的結果，Nekkebroeck［29］對2歲單胎兒包括541例PGD、535例ICSI及NC 553例，他們在神經發育、社會感情上及語言學習上并無差異。

但是，一些研究則認為ICSI及IVF子代與NC子代相比，更易出現發育延遲;IVF子代在視-知覺及與運動相關的精細調控神經，較NC子代存在更多風險，而這些可能與ART相關的早產及低出生體重導致的大腦損傷有關［30］。另外，荷蘭研究者調查后發現，與NC同齡單胎兒童相比，ICSI 5～8歲單胎兒童他們的平均IQ相對較低［12］。

4.2 腦性癱瘓的發病率 Stromberg［31］等對1982年到1995年在瑞典出生的5680 例IVF子代進行研究，發現 IVF嬰兒患腦性癱瘓(cerebral palsy，CP)的風險是 NC子代的3.7倍，其中單胎妊娠的IVF子代患CP的風險達到NC單胎子代的2.8倍，而IVF雙胎同NC雙胎患CP的風險并無明顯差異。Pinborg等［6］觀察了丹麥1995年－2001年出生的ART單胎兒6052 例，發現ART兒童患CP的風險較正常兒增加了80%。Hvidtjorn［32］等進一步比較了丹麥1995年－2003年出生的9255 例IVF胎兒、394713 例NC胎兒，在排除了母親年齡、性別、胎次、教育水平的影響，IVF患CP的風險仍是正常兒的1.57倍，但是，在去除早產兒或多胎妊娠兒后，兩者之間并沒有差異，加入兩者之一，又出現顯著差異，因此ART相關的早產及多胎妊娠可能是影響CP發生率的重要因素之一。

4.3 癲癇的發生率 ART出生兒是否增加了患癲癇的風險率存在較多爭議。Kallen［33］發現IVF子代患癲癇風險較NC子代明顯增加。Sun［34］等對丹麥1996年 －2002年出生的0～6歲之間子代研究發現:低生育能力夫婦的單胎兒癲癇患病率是正常夫婦的單胎兒的1.5倍，而不孕夫婦經ART治療后患病風險提升到1.71倍，但排除早產兒時，這些數據失去了統計學意義。由此可見，除父母的低生育能力外，早產也是ART增加癲癇風險的可能因素之一。

5 ART子代心理發育情況

與自然妊娠相比，不孕夫婦在接受不孕治療時需要承受更多的心理壓力和焦慮，這些因素可能使他們不能很好地適應做父母的角色，而父母與小孩之間的關系間接影響著小孩的行為發育和感情健康。由多個歐洲國家合作的一項研究，比較了4～5歲的436例 IVF、540例ICSI及542例NC，三者在父母壓力、婚姻問題、感情及行為問題上沒有明顯差異［33］。另一項研究，跟蹤4～8歲IVF兒童到12歲，在精神、行為學問題上未發現異常;相反，IVF子代的母親與NC子代的母親相比有著更少的壓力［34］。Ponjaert-Kristoffersen等［22］認為，ICSI子代同NC子代相比，有更少行為問題，更少的來自父母的壓力。Banerjee等［13］，最近做了一項關于PGD后兒童的社會心理學研究，PGD出生的兒童的行為和心理發育也沒有明顯的異常。由于受一些條件的限制，有關各種類型ART出生兒的心理學發育情況仍需要更大樣本及長期的跟蹤隨訪研究。

6 ART子代患癌癥風險

有關ART出生兒患癌癥風險的報道并不多。瑞典研究者對1982年－2005年出生的26692 例IVF出生兒進行隨訪，發現有53例患癌癥，為 NC子代的1.42倍，包括18例血癌(其中15例急性淋巴細胞白血病)、17例眼或中樞神經癌、12例實體癌及6例朗格漢斯細胞組織細胞增多病。研究認為，這些可能與早產及新生兒窒息有關［35］。Moll等［36］在 2000 年到2002年期間的出生的IVF子代中，發現了5例視網膜母細胞瘤患者，與自然妊娠兒比其危險性增加5～7倍。同樣，對從1995年到2007年丹麥出生的40330 例IVF子代的研究，發現IVF子代較NC子代患視網膜母細胞瘤明顯增加［37］。另外，Kallen［38］等也在 16280 例 IVF 兒中發現了5例朗格漢斯細胞組織細胞增多病，是正常人的0.9倍(但無統計學差異)。由于這些惡性腫瘤的發生率非常低，而且大部分癌癥發生于成年，對于ART子代相關的癌癥風險的研究仍非常有限。

綜上所述，隨著逐漸發現的ART出生缺陷病例，有關ART技術可能存在影響生殖健康隱患日益引起人們的關注。由于受各種條件的限制及方法學上的一些缺陷，在生長發育、體格健康、神經發育學、先天性出生缺陷等方面仍存在著較多爭議［39］。目前，對ART子代的研究也只限于較小的年齡，高血壓、糖尿病及其它心血管疾病一般是在成年后出現，一些疾病特別是大部分癌癥，也都是在中老年時期發生，所以長期跟蹤隨訪成為必要。另外，關于ART子代的生育能力的研究很少，似需要更多的實驗研究及長期的隨訪。

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