囊胚移植

引言
 
在过去的30年里，人类辅助怀孕许多重大进展方面的基础研究已经达到了顶峰。其中的一个例子便是更多生理培养条件的近期进展。按照 惯例，使用这些培养条件，我们已经可以将人类胚胎培养至囊胚期( Gardner and Lane1997)。关于胚胎移植的日期，诊所现在已有了更多选择，因而增加了行程安排的灵活性。随后，问题出现了，即对于人类来说，IVF
后的胚胎移植有一个最佳日期。在该章节中，我们将讨论囊胚移植的可能优势，并回顾以前的临床资料。在人类IVF中，囊胚移植有很多潜在益处，具体的益处总结见表56.1。并不是所有的精子或卵母细胞都一定能产生一个可自行生产发育的胚胎。培养人类胚胎，使其经过卵裂期，也就是经过 胚胎基因组激活然后方可恰当地研究胚胎。决定动物模型中移植结果的一个关键性因素是胚胎与女性生殖道的同步。在至今为止研究过的全部哺乳动物物种中，包括非人类灵长类动物，与桑葚胚移植或囊胚移植相比，在致密化之前(因而也是在第一运输上皮细胞出现之前）将胚胎移植到子宫内会导致妊娠率严重下降。致密化后进行胚胎移植有其重大意义，一方面是因新陈代谢的出现，胚胎能够更好地控制其动态平衡，另一方面是可以使胚胎新陈代谢与可用营养物同步。尽管人类卵裂期胚胎可以在子宫内发育，体内卵裂期胚胎停留在输卵管内直到第4天，也就是说，绝大部分IVF案例中都执行异步移植。在所有动物模型中，胚胎和子宫的异步性并不一定对应最佳移植结果。而且，据证实，女性接受促性腺激素治疗后，其管道内的环境并不如自然循环中的管道环境那么有利于胚胎发育。这种观察结果提出了这么一种担忧:患者接受外源性促性腺激素之后，其子宫环境的适合性变得如何?临床资料也支持以下假设，即过度刺激之后患者的子宫环境速受损害。因此，胚胎在这种变化的子宫环境中最好停留尽可能短的时间，这种短期停留可以通过囊胚移植来实现。最终，已有研究证实存在大量的子宮收缩后hCG，它会随着时间急剧减少。在胚胎发育的第5天之前，这种收缩已经停止了，因而也最小化了从子宫内机械排出胚胎的可能性。随后，现实显示，使用囊胚期的人类胚胎来进行移植有良好的生理基础。
表56.1在人类INF中，囊胚移植的潜在益处
 
通过形态评估和分级，可以辨别那些具有有限发育潜力和最高发育潜力的胚胎
平估胚胎后基因组激活
使胚胎期与女性生殖管道同步，从而减少胚胎上的细胞压力
最小化胚胎与过度刺激的子官环境接触
在第5天前缩小子宫收缩，因而降低胚胎被排除子宫的可能性
较高的着床率，导致移植胚胎的数量减少
能够承受卵裂期胚胎活检，而且在活检后分裂球必须转移到另一地方进行分析时:，不需要进行冷冻保存
能够承受滋养外胚层活检而不是卵裂期活检，因而可以增加待分析细胞的数量(一般为6-8个)，并克服取样胚胎组织时的伦理/亲教顾虑
承受冷冻保存的能力增强
IVF的整体效率提高
 
在IVF实验室中，如何获取有生育能力的人类囊胚?
 
   为了最优化胚胎培养和囊胚移植，你需要考虑到个治疗循环的全部方面，正如图56.1所示例的那样环境的改善及胚胎实验室的质量、培养液的质量以及用于生成胚胎和胚胎选择方法的设备质量都对胚胎移植结果有积极影响。其后，为了获得由其他程序确立的结果，除了培养液之外，其他方面的改变无疑是必需的。
 
囊胚移植方面的临床资料
   Huisman等在一个回顾性分析中比较了第2天、第3天和第4天移植。分析发现整体着床率和妊娠率都没有显著变化。有趣的是，当第四天出现空泡桑椹胚时，达到了40%的着床率。与之相反，如果没有出现空泡桑椹胚，第2天、第3天、第4天的着床率在12.7%和14.4%之间变化。Scholtes和Zeilmaker执行了一项随机试验，比较第3天胚胎移植和第5天胚胎移植。第5天移植的着床率和妊娠率分别对应为23%和40%，而第3天移植的着床率和妊娠率分别为15%和28%。这些研究表明，如果一个胚胎在第4天或第5天发育到了一个恰当的阶段，与第2天或第3天移植的胚胎相比，前者的发育能力会增强。有趣的是，以上研究使用 Earle和Eam'sF10混合溶液来进行培养，这两种溶液都不含许多成分的生理浓聚物。同时，尽管从技术上来说的确是使用了两种溶液却不能描述成是顺序的。因此，当比较来自不同研究的资料时，必须要相当仔细，因为不同的培养条件可以支持相似的囊胚发育率，但却会导致着床率极其不同。
随着引入顺序培养液，并用其来说明人类胚胎和母体环境的变化，已有很多研究关注IVF中人类胚移植方面。有些患者对促性腺激素反映良好或在第3天有多于4个8细胞胚胎，对这些患者使用更多的生理培养体系，以支持人类胚胎发育。对预后良好的悲者使用以上方法
后，着床率出现显著升高，并促进了高妊率(70%)的确立，而移植胚胎的数量则减少。其后，已有研究使用囊胚移植来有效地降低高位多胎妊娠的发生率，并极大地推动了在人类辅助杯孕中使用单胚胎移植(SET)的举措。
现在，研究者已经成功地使用囊胚移植来治疗胚胎质量较差的想者，多次IWF失败的患者、卵母细胞和胚胎数量较少的患者以及卵母细胞捐赠者。甚至有人提议将囊胚移植作为胚胎植入前遗传诊断的一种替代选择，成者至少是一种补充。尽管上述所列的例子显示，延长的胚胎培养与IVF成功率的升高有关，仍有很多报告质疑延长培养的好处。
    父母方面的因素也会影响囊胚发育以及其后的着床率。随着母亲年龄的增加，能提取到卵母细胞的数量和质量都会下降，因而影响囊胚移植的结果。据显示，囊胚培养的成功与否也受父亲方面的影响。囊躯形成受到用于卵胞浆内靠子注射的精子来源的影响。与之密切相关，囊胚移植的着床率和临床妊娠率出现下降，而生精障碍的严重性则升高。
使用顺序培养液的17个前瞻性随机试验已经检测了移植日期对IVF循环结果的影响。在这17个试验中，有8个报告说，当在囊胚期第5天而不是卵裂期移植胚胎时，IVF 循环结果明显变好。这种“变好”是由增大的着床率或妊娠率来定义的(有一个研究只报告了妊娠率)。
与之相反，只有一个研究发现在卵裂期移植胚胎时，结果会变好。剩下的8个试验发现，不同的移植日期对应的着床率没有任何差异。有趣的是，有一个 Cochrane综述比较了卵裂期胚胎移植与囊胚期胚胎移植，并得出如下结论:在使用顺序培养液的临床试验中，囊胚移植后，“着床率出现重大提高”。
所以，如何解决结果中的这些差异?在显示第5天移植较好的试验中，有7个试验是建立于预后相对良好的患者基础之上的。因此我们从中可知，对于年轻患者或卵巢储备良好的患者来说，囊胚移植是一种切实有效的治疗方法。当然，还有一些后续资料可支持这一假设。
遗憾的是，在17个试验中，关于所使用的培养体系的信息是有限的。尽管大部分案例中都列出了培养液类型，而所使用的培养体系中的其他成分方面的信息却是有限的。另 外，也缺失一些重要的实验室信息，例如恒温箱的数量和类型、空气调节系统的类型等等。着手记录这些参量将会是极有价值的，可以使用记录资料来测定这些参量对VF结果的影响。
 
在17个研究中，除了一个研究之外，其余所有研究都表明关于着床率和妊娠率，其对囊胚移植没有任何负面影响。因此，某些研究程序已经接受如下观点，即囊胚移植对全部患者都是有利的。在这些诊所中，延长培养和第5天移植这些操作都导 致INF结果变好。当然，这些分析都是回顾性的。
胚胎的选择
通过将人类胚胎培养至囊胚期，你不仅可以观察胚胎后基因组激活，还可以评估已分化的两种细胞类型，具体是指内细胞群(ICM)和滋养外胚层。研究者已经研发了分级系统，以顺应囊胚扩张的程度、ICM的分化以及ICM的形状。在一个随机试验中，研究者确立了一个分级系统，该分级系统将ICM分化而非仅仅囊胚扩张考虑在内。研究发现，在选择具有较高着床可能性的胚胎时，该分级系统更为有效。使用图像分析系统来进一步捕获和描绘与后续妊娠有关的关键形态特性，也可以改善囊胚选择。一个分级为4AA的人类囊胚，分级4AA即指着床可能性大于60%。显然，这种胚胎应该单独移植。
但是，如果仅评估形态学，则只能提供极少的胚胎生理学方面的信息。着床率的进一步増大将来自以下两个方面：一是应用非侵袭性的方法来评估囊胚的新陈代谢，二是鉴别由胚胎在阶段特异性时期产生的特定因素。有人设想，分析囊胚生理学将会大大支持
采用SET。
累积妊娠率和冷冻保存的影响
在囊胚培养的引入之初，很多诊所并不认可囊胚培养，因为囊胚冷冻保存的成功性较差。然而，随着更多适宜的冷冻程序的发展，现在，使用冷冻-解冻囊胚可能获得大于30%的着床率和大于60%的持续妊娠率。这些数据显示囊胚冷冻保存实际上是非常有效的。事实上，已有两个研究指出，囊胚冷冻保存比卵裂期胚胎的冷冻保存更为有效。因此这些资料显示，适当的囊胚冷冻保存将能协助增大某一指定IVF循环的整体效率。
人类囊胚冷冻保存方面的进展将会以玻璃化的形式出现。现在，玻璃化已经成为冷冻保存鼠和牛的胚胎的首选方法。而且，在临床实验室中，玻璃化这种简洁程序终会取代缓慢冷冻，这只是时间早晚的问题。关于人类囊胚的玻璃化，目前已发表了出色的相关资料。研究
者担心在玻璃化过程中胚胎会直接接触液氮，但是这种顾虑已经大大缓解了，而且目前已经可以使用新型闭合系统。
使用SET
已有研究证实，囊胚移植减少了移植所需胚胎的数量，因而也大大降低了高位多胎妊娠的发生率。然而，尽管我们现在可以认为三胎妊娠现象只存在于VF档案中，许多研究程序的整体多胎率并没有剧烈下降。这是因为当移植两个胚胎时，双胎率仍然较高。避免这一问
题的唯一方法是实施单囊胚移植。
在比较单囊胚移植和双囊胚移植的第一个前性机试验中，研究对象为第3天FSH≤10mlU/ml且在施用HCG当天有至少10个直径大于12m的卵泡的患者群体(年龄范围为26-43岁)。该研究显示，它可以在不出现任何双胞胎的情况下确立一个60.9%的持续妊振率。值得注意的是当移植两个胚胎时，妊率升高至76%，但双胎率为47.7%。
对于某一类患者来说，卵泡移植应该成为治疗的首选。这类患者便是卵母细胞捐赠者。 Schoolcraft和canner断言，执行一个第3天移植的捐卵接受者的着床率为42%，与之相比，接受囊胚移植的患者在捐卵循环中可获得65%的着床率(胎儿心博)。对于第5天移植和第3天移植，结果妊娠率对应为80和68%。至今为止，在科罗拉多州生殖医药中心，已经在近1000例拥赠者病例身上使用了第5天移植，并获得对应为68%和85%的结果着床率和妊率。但是，在怀孕了的这些捐赠者中，只有40%的人为单胎妊娠，明确突出了在这些案例中使用SET的必要性。
一个以前报告的前性随机试验选用预后良好的患者(小于34岁，以前设进行过IVF，在胚胎移植时至少有两个最高品质的胚胎)，在第3天实施SET和双胚胎移植(DET)，并比较两者的结果。结果显示，SET组获得了38.5%的OPR。据报告SET组的着床率为42.3%。显然，这种着床率和妊娠率是很好的，但是的确略逊于单囊胚移植所对应的结果。
因此，对于预后良好的患者来说，与SET相比，在第3天执行单囊胚移植似乎是一种更为可行的方法。在一个关于SET的前性随机试验中， Papanikol及其同事指出，与SET相比，SBT不仅确立了较高的续妊振率，而且产生了较低的流产率以及较高的出生率。
对同卵双胞胎和囊伾移植的顾虑
当在20世纪末，囊胚移植在更大范国内被采用时，有一些孤立报告指出同卵双胞胎率显著增大。据peir等的报告，在199例通过囊胚移植而怀孕的案例中，同卵双胎率为5%。但是，在2007年 同一资深作者在另一篇报告中指出，在其后的一个932囊胚移植案例中，同卵双胞率已经降至2.3%  。与从同一研究程序中的第3天移植操作观察到的结果(1.8%)相比，这一比率并没有统计上的差异。为什么一个研究组起初会有较高的同卵双胞胎率，而随后降低至与别的辅助怀孕模型中观察到的结果类似？其原因尚不清晰。但是，这些观察结果确实支持IVF概念的整体分析，因为许多变量可以影响一个特定IVF循环的结果。
结论
已经分析了IVF的成本效用，IVF对大众的负面影响包括与双胎、三胎及四胎妊相关的沉重的医疗和经济成本。有研究比较了第3天DET和SET的成本效用，比较结果显示即使SET需要更多的ART循环，其每出生一个婴儿所对应的全部成本与DET是相同的，或者比DET便宜。这是因为在DET组中，与多胎出生相关的费用会增加。因此，除了在某些国家者需要独立承担IVF治疗的费用外(在其他国家，保险公司支付分娩和新生儿护理方面的费用)，没有任何经济原因可以阻挡我们选用SET 。
对于卵母细胞捐赠者、预后良好的患者以及那些小于36岁的患者来说，单囊胚移植似乎是最有效的治疗方法。尽管有些研究以经对全部患者实施第5天移植，并且整体结果大有改善，但是还需要进一步的研究来测定囊胚移植对全部想者是否都有效。
 在人类轴助怀孕取得快速发展之时，我们应该开始考虑患者治疗的将来。有证据显示外源性促性腺激素对子宫内膜功能有不利影响，考虑到这种不利影响 。以及胚胎冷冻保存的更为有效的方法(即超速玻璃化)，我们不用在提取周期中进行移植的那一天可能很快就会到来。更确切地说，首先将胚胎培养至囊胚期然后在滋养外胚层活检之后，通过比较基因组杂交或基因芯片技术来分级胚胎形态，评估胚胎生理，并确定胚胎的全部染色体组型。一旦囊胚完成活检，并因此被分解，它便开始进行玻璃化。随后，将一个具有最高发育潜能的单整倍体囊胚移植到一个自然子宫内。囊胚是否具有最高发育潜能是通过形态分级和非侵袭性
的生理化验来确定的。这是实现正常的单胎妊娠巧妙有效的方法。