胚胎植入—子宮內膜容受性是關鍵

徐慧穎，李娜，張云山

（天津市中心婦產科醫院，天津 300100）

1978年7月世界第一例試管嬰兒Louise Brown誕生至今，試管嬰兒技術經歷近四十年，已取得突飛猛進的發展。但是，其臨床妊娠率只維持在30%～40%左右。這其中影響其成功率的一個關鍵因素就是胚胎反復植入失?。╮epeated implantation failure，RIF）。子宮內膜容受性降低是胚胎RIF的主要原因。

一、胚胎植入過程

胚胎植入是一個連續動態過程。在此過程中，子宮內環境會發生一系列改變。這些變化均為胚胎植入提供良好的環境［1］。胚胎植入過程分三個階段［2，3］：（1）定位（apposition），即漂浮的囊胚和具有容受性的子宮內膜發起對話，囊胚透明帶溶解消失，隨后以其內細胞團所在的滋養層細胞接觸子宮內膜；（2）黏附（adhesion），即囊胚滋養層細胞黏附到子宮內膜上皮細胞的胞飲突。囊胚產生層粘連蛋白（laminin）與子宮內膜上的受體蛋白結合，促使囊胚黏附到子宮內膜。此過程中，胚胎與子宮內膜之間的交流主要依靠特殊的配體－受體間的相互作用（主要是整合素）來完成；（3）侵入（invasion），即囊胚黏附之后，合體滋養層細胞分泌蛋白水解酶消化其接觸的內膜組織，滋養層細胞穿透基膜侵入基質到達子宮血管旁，從而使胚胎和母體之間建立血液聯系。此過程還需要不同的金屬蛋白酶（MMPs，如MMP9、MMP2等）參與。

囊胚植入過程中，蛻膜組織發出信號促使囊胚進一步發育［4］。子宮源性信號物質如降鈣素（calcitonin）、胰島素樣生長因子結合蛋白1（IGFBP-1）以及溶血磷脂酸（LPA）等可維持胚胎發育速度并使其與子宮內膜的發育保持同步化［5］。

胚胎完全植入內膜組織內是在妊娠第9天末，這時侵入的缺口封閉。缺口愈合過程中有多種細胞因子參與，如白介素-6（IL-6）、白介素-8（IL-8）、白血病抑制因子（LIF）和腫瘤壞死因子α（TNFα）等［6］，它們能夠將免疫細胞募集到蛻膜部位。同時，自然殺傷細胞（NK）和樹突狀細胞（DC）在胚胎植入過程中也起重要作用。人類和小鼠模型研究顯示，在胚胎植入部位有大量免疫細胞聚集，其中65%～75%是子宮特異性自然殺傷細胞（uNK），10%～20%是抗原提呈細胞（APC），如巨噬細胞和樹突狀細胞［7］。這些細胞會在局部產生一系列抗炎細胞因子，并且能夠分泌促進組織重建及血管再生所需酶類［8］。同時，巨噬細胞還可以在妊娠過程中的各個階段清除滋養細胞凋亡后殘存的碎片。此外，蛻膜組織中的巨噬細胞和樹突狀細胞能夠在母體－胎盤接觸部位起到關鍵性作用［9］。

二、胚胎RIF原因

胚胎RIF是指在經過多次體外受精－胚胎移植（IVF-ET）治療后，移植胚胎不能著床。但是，對于移植周期數及在這些移植周期中移植胚胎的總數并沒有統一標準。因此，不同生殖中心采用的RIF定義并不相同。有學者建議將RIF定義為：至少連續三個IVF治療周期胚胎植入失敗，且每一周期中有一或兩個高質量胚胎［10］。

胚胎RIF原因包括胚胎發育潛能異常、子宮內膜容受性降低以及胚胎和子宮內膜同步化異常［11］。染色體異常是胚胎發育異常的主要因素。胚胎染色體異常率隨著母體年齡增大而升高，且不育夫婦中胚胎異常率的發生明顯高于正常夫婦。子宮內膜容受性在胚胎植入過程中起主導作用，是胚胎反復植入失敗最主要的原因。

三、子宮內膜容受性

1．概念：子宮內膜容受性是指子宮內膜對囊胚的接受能力。1986年，Psychoyos［12］在小鼠模型中首次開展子宮內膜容受性研究，之后子宮內膜容受性在胚胎植入過程中的重要性也在其他動物中得到證實。研究表明，在人類和嚙齒類動物中，只有在短暫的特定時期內子宮內膜才允許胚胎著床，這一特定時期稱為“著床窗口期”，在人類相當于月經周期第20～24天或排卵后6～8d［2］。在這個時期，卵巢分泌的雌激素及孕激素促使子宮內膜細胞增殖、分化，并且還會分泌一些影響滋養層細胞發育的分子［13］。在此之后，子宮內膜不再接受胚胎植入。因此，胚胎準確及時到達子宮內膜是其成功著床的關鍵。

2．子宮內膜容受性的調節機制：子宮內膜容受性的建立機制極其復雜，此過程需要卵巢性激素、子宮內膜局部分子以及胚胎及其分泌的胚胎性因子等參與。

卵巢分泌的雌激素和孕激素在子宮內膜容受性形成方面發揮重要作用。在胚胎植入過程中，孕激素不僅能促使子宮內膜基質發生蛻膜化，而且能調節子宮內膜容受性相關因子表達［14］。排卵前足夠的雌激素刺激和排卵后孕激素對內膜的持續影響是子宮內膜容受性建立的必要條件。在著床窗口期，雌、孕激素分泌達到高峰，此時期正是子宮內膜容受性最好的時期。此外，子宮內膜上雌激素受體和孕激素受體的比例也影響宮內膜容受性，當子宮內膜雌激素受體數量降低時，即使卵巢分泌的雌、孕激素水平正常，也會導致子宮內膜容受性形成缺陷。

在著床窗口期，成纖維細胞樣的子宮內膜基質細胞轉變成大而圓的蛻膜細胞［15］，子宮內膜上皮細胞頂端出現胞飲突［16］。同時，子宮內膜在雌、孕激素調節下產生許多容受性相關因子，包括細胞因子、生長因子和粘附分子等，這些均在胚胎成功著床過程中起關鍵作用。

細胞因子通過與細胞表面受體結合，在母體－胚胎間起到信號轉導作用。參與調節子宮內膜功能的細胞因子主要有 LIF、IL-6和IL-1等。LIF是IL-6家族成員，是影響子宮內膜容受性最關鍵的細胞因子之一［17］，主要影響子宮內膜接受囊胚植入的能力。1994年，Stewart等［18］首次證實了LIF在胚胎植入過程中的重要性，該研究結果表明，LIF缺乏時胚胎移植成功率相對于補充LIF后明顯低下。一般認為，IL-1在啟動胚胎著床過程中具有重要作用。

粘附分子的功能主要是介導細胞與細胞間的粘附、細胞與細胞外基質的粘附以及信號轉導等?，F已證明其中的整合素和選擇素等在子宮內膜上的表達有高度的時間和組織特異性，能夠調節子宮內膜的結構和粘附能力，并促進子宮內膜對囊胚的接受性。這些因子比例失調會引起胚胎著床失敗。在胚胎植入前期，人囊胚分泌的整合素增加，此階段中整合素對于囊胚分裂和發育以及粘附到子宮內膜上皮表面起到重要作用［5］。

四、子宮內膜容受性臨床評估

目前，臨床上評估子宮內膜容受性的方法主要有：

1．陰道B超：子宮內膜在卵巢激素作用下發生周期性變化，這種變化在超聲上主要用子宮內膜厚度、體積、形態及回聲強弱性等參數來評估。臨床上最常用的是測量子宮內膜厚度和觀察子宮內膜形態。目前認為，當子宮內膜厚度在10～14mm、形態為三線型時，子宮內膜容受性好，對胚胎種植的接受力強，胚胎著床成功率高。

2．血液中雌、孕激素水平測定：一般認為，血液中雌激素和孕激素水平共同達到高峰時，子宮內膜的容受性最好。

3．子宮內膜活檢組織學分期：1950年，Noyes等描述了排卵后子宮內膜的時相變化，這一研究當時被認為是評估子宮內膜分化和成熟程度的“金標準”，臨床上一般選擇月經周期第21～23天的子宮內膜。然而，此項技術在評估子宮內膜容受性和不育原因方面的臨床價值具有一定的局限性。此外，該技術是一種侵入性檢查方法，會對內膜造成一定創傷，因此目前臨床上應用較少［19］。

五、子宮內膜容受性生物標記物研究新進展

隨著內膜因素在RIF中的作用越來越受到重視，對子宮容受性有診斷潛力的生物標記物的研究也日益增多。主要有以下幾個方面：

1．著床窗口期表達的整合蛋白。

2．內膜基因組學：目前已被證實與RIF密切相關的基因有14個。

3．蛋白組學：對蛋白質進行極微量的定量檢測。2009年，Domínguez等［20］在同一月經周期尿LH峰后的第2天和第7天（月經周期的第16天和第21天）收集8名育齡婦女的子宮內膜組織進行活檢，并運用Cydye熒光差異凝膠電泳法（DIGE）提取和標記蛋白質，最后采用雙向凝膠電泳法進行分離。結果顯示，在著床窗口期人子宮內膜存在不同蛋白組學的表達，其中膜聯蛋白A2（annexinA2）和stathmin 1蛋白（也稱原癌基因蛋白18）表達增加，表明此兩種蛋白質對子宮內膜容受性具有一定作用。

4．胚胎移植時抽吸內膜分泌物：基因組和蛋白組學的臨床局限性在于：第一，胚胎種植期間不能進行活檢；第二，無法確定與種植相關的蛋白；第三，無法觀察到胚胎種植前子宮內膜情況。因此，2009年，Boomsma等［21］對210名進行體外受精（IVF）的育齡婦女在胚胎移植時抽吸內膜分泌物，對其中的17種因子進行分析，胚胎移植后收集每日尿液樣本并測定其HCG濃度，采用多變量邏輯回歸分析方法分析數據。結果表明單核細胞趨化蛋白-1（MCP-1）和干擾素誘導蛋白-10（IP-10）水平與胚胎植入關系密切，IL-1β和TNF-α與臨床妊娠關系密切。監測子宮內膜分泌的細胞因子為研究子宮內膜在人類胚胎植入過程中的作用提供了一種新型、無創方法。

5．子宮內膜容受性芯片：子宮內膜容受性芯片是依據人類子宮內膜容受性轉錄組學標記基因而定制的芯片，通過比較檢測樣本的基因譜，從而可以評價子宮內膜容受性。該芯片在臨床上最重要的貢獻在于其能夠客觀診斷移植窗口期，從而產生了“個體化胚胎移植”這一新的理念。同時，該方法具有準確性高、穩定性好等特點，相對常規組織學檢查具有明顯優勢，具有廣闊應用前景［22］。

六、改善子宮內膜容受性方法

RIF主要是由子宮內膜對胚胎的接受力降低所致。因此，臨床上改善子宮內膜容受性就顯得極其重要。

對于子宮內膜過薄的患者可以用藥物適當增加其內膜厚度。子宮內膜器質性病變可以通過手術等去除。目前，主要研究的是在孕前對子宮內膜進行搔刮后子宮內膜容受性的變化。早在1907年，Loeb等［23］就通過研究發現，在孕前對豚鼠的子宮內膜進行搔刮有利于蛻膜的形成。這是因為損傷介導的炎癥反應有助于內膜充分發育從而支持胚胎著床。此外，據Raziel等［24］報道，對多次移植失敗患者進行子宮內膜活檢，與未接受治療的患者相比，其臨床妊娠率分別為30%和12%，植入率分別為11%和4%。也有研究發現對反復植入失敗婦女進行宮腔鏡治療后的IVF周期中其臨床妊娠率得到大幅度提高。

此外，有研究表明宮腔灌注有助于改善子宮內膜容受性。2011年Gleicher等［25］報道，對雌激素和血管擴張藥物治療抵抗的4名子宮內膜過薄患者，宮腔灌注粒細胞集落刺激因子（GCS-F）后患者的子宮內膜厚度增加到7mm以上，之后4名患者均移植胚胎并成功妊娠。子宮內膜厚度可在灌注GCS-F后的48h內增加到適合胚胎植入的厚度。對于目前大部分雌激素治療抵抗的子宮內膜過薄患者，宮腔灌注GCS-F是一種有效方法。2011年，Mansour等［26］對302名不孕女性進行了一項隨機對照試驗，實驗組移植前宮腔內灌注500UHCG，對照組不給予HCG，結果顯示實驗組胚胎植入率和妊娠率顯著高于對照組（分別為75%vs．60%和41．6%vs．29．5%），表明移植前宮腔內灌注 HCG可提高植入率和妊娠率。研究表明，HCG可以顯著增強子宮內膜營養蛋白（trophinin）表達，進而使植入前胚胎絨毛頂端細胞與子宮內膜上皮細胞之間的粘附更加牢固，使胚胎植入過程能夠順利進行［27］；HCG可誘導子宮內膜上皮細胞產生更多的前列腺素E2（PGE2）［28］，而PGE2具有促進子宮內膜細胞增殖、分化和增強血管滲透性的作用，從而促進子宮內膜重塑化進程以及早期胚胎的粘附過程［29］；HCG還具有延遲子宮內膜蛻膜化進程、延長子宮內膜種植窗等功能，從而有助于提高胚胎的種植率和妊娠率［30］。

以上資料說明，診斷性刮宮、宮腔鏡檢查以及宮腔灌注［31］等在一定程度上可以改善子宮內膜容受性。

七、小結

胚胎植入失敗是目前輔助生殖技術面臨的嚴峻考驗，直接影響IVF-ET成功率，而子宮內膜容受性又是影響胚胎成功著床最關鍵的因素。因此，探討子宮內膜容受性形成機制、分析其相關影響因素以及深入研究各因素之間的相互作用，仍然是目前研究人員的工作重點。隨著一些新型的對子宮內膜容受性有診斷潛力的標記物的發現，研究者應該共同合作以確認最有效的診斷標記物，并重新理解內膜在種植中的作用以及進一步研究新的更有效的治療方法。相信，在對子宮內膜容受性相關內容有全面掌握之后，胚胎反復植入失敗這一問題在臨床上一定能夠得以解決。

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