2016 年生殖醫學進展回眸

孫瑩璞

撰寫 | 孫瑩璞 （鄭州大學第一附屬醫院生殖醫學中心）

責編 | 黃美清

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根據世界衛生組織的定義，不孕症是一個病因非常複雜，並且需要得到正確評估和治療的疾病。

目前，體外受精 - 胚胎移植（IVF-ET）及其衍生技術（俗稱「試管嬰兒」技術）是治療不孕症不可替代的重要手段。

和 20 世紀試管嬰兒技術剛起步時相比，現在的臨床妊娠率已經有了非常大的提高。

據統計，全球目前已有超過 600 萬的試管嬰兒出生，造福了無數的不孕家庭。

縱觀生殖醫學近年來的發展歷程，每一次臨床數據的提高，都離不開基礎醫學和實驗室技術的變革和支持。

因此，在過去的 2016 年，為了進一步提高不孕症的治療效果，讓更多不孕患者能順利分娩一個健康的嬰兒，許多新的技術開始應用於臨床，並取得可喜的成果。

本文針對這些新的技術及其安全性進行總結，並對業內同道在過去一年取得的成果進行分享，同時筆者也對生殖醫學在今後的發展前景，發表自己的一點淺薄之見。

生殖醫學新技術及其進展

近年來，關於人類胚胎基因修飾的問題一直存在很大的爭議。

這些新技術除了被大家所熟知的CRISPR基因修飾技術外，還有線粒體移植技術以及人造配子技術。

2015年，我國中山大學黃軍教授就曾因為利用CRISPR技術修改人類胚胎基因，在全球學術界引起軒然大波。

當時許多學者在Nature雜誌中提出了對此項技術應用於臨床的擔憂，因為該技術對後代安全性到底有何種影響根本無法預測。

然而，僅僅數月之後，在美國華盛頓的一個高峰論壇會議上，學者們提出在法律和倫理允許的前提下，進行基礎研究和臨床前期研究的基因修飾技術是可行的；同時認定，在生殖細胞基因修飾技術的安全性和有效性未得到充分證實時，將該技術用於臨床是不負責任的。

但是，據歐洲人類生殖與胚胎學會前主席AnnaVeiga所言，目前有至少5家不同的公司已經將CRISPR-Cas9基因修飾技術應用於臨床基因治療，如愛滋病感染的治療等。

因此，歐洲人類生殖與胚胎學會倫理委員會和人類基因協會開始提出新的推薦意見，以進一步推進基因修飾技術在人類輔助生殖中的應用，期待在不久的將來，在不違背法律和倫理的前提下，該技術能夠安全有效地為更多的不孕症患者服務。

線粒體疾病是線粒體功能不正常導致的一系列疾病，主要病因是由於遺傳缺損引起線粒體代謝酶缺陷，致使ATP合成障礙、能量來源不足。

隨著近年來醫學技術的進步，越來越多的線粒體疾病患者得以診斷，有資料表明該疾病發病率可高達1/5000。

由於傳統的胚胎植入前遺傳學診斷（PGD）技術不能完全適用於線粒體基因突變的檢測，因此線粒體移植（生髮泡移植、紡錘體移植、原核移植或極體移植）技術被認為是解決該問題的一個有效辦法。

雖然早在2015年2月，英國議會已經通過該技術，但英國人工授精與胚胎管理局（HFEA）一直未批准將其應用於臨床。

但是，在2016年4月，世界首例「三親」試管嬰兒在美國紐約新希望生殖醫學中心張進醫生及其團隊的努力下，成功誕生。

目前美國仍不允許該技術的應用，該團隊不得不選擇在墨西哥完成技術操作。

在此後不久，英國HFEA宣布通過該技術安全性的審核，英國相關診所可允許為患有線粒體疾病的家庭實施該項技術。

在不孕症診治的日常工作中，配子（卵子或精子）捐獻-體外受精胚胎移植助孕技術是非常普遍的。

然而，由於卵母細胞本身的一些特殊性，以及我國相關法律的規定，暫時沒有卵細胞庫可供使用，因此對於卵巢早衰等疾病的患者而言，迅速獲得卵源顯得十分困難。

為了通過誘導幹細胞分化得到卵細胞，近年來相關研究對此開展了廣泛的研究，但關於卵源幹細胞是否存在的爭論一直沒有定論。

另外，雖然精子庫的存在，為許多無精子症患者提供了生育的可能，但終究難以實現生育和自身有血緣關係的後代。

因此，人工製造配子的研究技術顯得尤為重要。

在2016年初，我國科學家首次實現小鼠胚胎幹細胞體外分化並獲得具有功能的精子細胞，隨後利用這些人工精子可以成功獲得健康後代，該成果發表於著名雜誌StemCell上。

雖然該技術在靈長類動物中尚未得以驗證，能否成功應用於人類更是不得而知，其安全性也需更多的研究來支持，但該研究結果提示我們，依賴於配子捐獻的人類輔助生殖技術，有被人工配子技術取代的可能。

2016 年生殖醫學重要成績

01

繞過「受精」這一過程而直接培育出後代

2016 年 9 月Nature Communication雜誌發表了英國 Anthony Perry 的研究。

研究顯示，將小鼠精子注入改造過的失活胚胎中，即繞過受精這一關鍵步驟後，仍然能夠產生健康的後代。

該研究首先將小鼠胚胎細胞經過特殊處理後，形成只含有一組不配對染色體及不具有發育潛能的孤雌單倍體。

而這些經過特殊處理的細胞被注入精子並移植到子宮之後，能夠發育至正常的胚胎並順利分娩出健康小鼠。

後續觀察隨訪表明，這些小鼠能夠繼續正常繁殖至少兩代以上。

這項研究顛覆了生殖科學中的傳統觀點：只有一個卵母細胞和精子結合受精後，才能夠形成胚胎並產生後代。

02

經歷過體外受精（IVF）治療並不增加乳腺癌風險

在IVF 治療過程中，大多數的方案均會使用促排卵藥物，造成體內超生理雌激素狀態的出現，因此IVF 治療中促排卵藥物的應用是否會增加乳腺癌的風險，一直是眾多學者所關心的話題。

然而，由於乳腺癌本身發病率並不高，且IVF 治療後需要長時間的隨訪，因此一些小樣本的短期隊列研究並不能夠充分說明兩者之間的關係。

2016 年7 月，來自荷蘭的一項大型隊列研究表明，IVF 促排卵治療和乳腺癌之間沒有關係。

該研究共納入了 1983—1995 年期間 19 158例接受IVF 治療的女性，而對照 組 是 1980—1995 年 5950 例接受普通不孕症治療（如人工授精、克羅米芬或其他低劑量促排卵藥物治療）的女性。

在之後平均長達 21.1 年的隨訪中發現，接受 IVF 治療的女性乳腺癌發病率為 3.0%，並未顯著高於接受普通不孕症治療的女性（發病率為 2.9%），該數值和荷蘭同時期正常人群中乳腺癌的發病率相比也無明顯差異。

該研究甚至發現，和進行 1~2 個 IVF 周期的患者相比，進行 7 次及以上IVF 周期的女性乳腺癌發病率反而更低。

在人類輔助生殖技術不斷飛速發展的今天，越來越多的不孕症患者開始接受 IVF 治療，該研究打消了許多學者對乳腺癌風險增加的擔憂，同時也期待我國相關研究數據的發表。

03

TUBB8 基因突變致人類卵子減數分裂阻滯

人類的繁衍起源於卵細胞和精子結合後形成的受精卵，而卵細胞成熟障礙的出現，完全阻礙了受精卵的形成，對人類的繁衍和生殖造成了非常嚴重的影響。

在人類輔助生殖技術臨床工作中，反覆多個助孕周期出現卵成熟障礙的情況並不少見，這給患者造成了極大的經濟和心理負擔。

2016 年，復旦大學王磊等學者利用外顯子組測序技術對具有卵細胞成熟障礙的24 個患病家系進行研究，在國際上第一次發現人類TUBB8 基因的突變會導致卵細胞減數分裂阻滯。

經過後續深入研究發現，TUBB8 的主要功能和微管蛋白的表達有關，而 TUBB8發生突變後，破壞了微管表達方式，改變了體內微管動力。

這對卵母細胞減數分裂中紡錘體的正常組裝有非常大的影響，從而造成卵細胞成熟障礙，最終導致女性不孕。

該研究的發現為卵細胞成熟障礙的病因以及後續的分子治療提供了理論依據。

04

多囊卵巢綜合症患者凍存胚胎移植活產率更高

在 IVF 治療過程中，卵巢過度刺激綜合徵是常見的併發症之一，嚴重時可危及患者生命。

而多囊卵巢綜合徵（PCOS）患者通常是典型的高反應人群，在 IVF 治療中使用促排卵藥物後，極其容易出現卵巢過度刺激。

為了降低新鮮取卵周期PCOS 患者卵巢過度刺激的發生率，通常會選擇減少移植胚胎數目，或者全胚冷凍數日後行凍融胚胎解移植。

和新鮮周期移植相比，凍融胚胎移植可以降低卵巢過度刺激的風險，但其妊娠率以及新生兒的健康情況並不清楚。

我國陳子江教授課題組聯合其他中心開展的多中心隨機對照研究，共納入 1508例 PCOS 患者，結果顯示：和新鮮移植的 PCOS 患者相比，凍融胚胎移植患者的活產率明顯增高，為 49.3%（對照組為 42.0%）；而其流產率 明 顯 降 低， 為 22.0%。

另外，兩組患者新生兒併發症差異無統計學意義，但凍融胚胎移植患者妊娠後先兆子癇的發生率略高於新鮮胚胎移植患者。

該課題組成果已在國際著名雜誌The New England Journal of Medicine上發表。

05

宮腔鏡檢查和 IVF 妊娠率

在進行IVF治療前，對不孕症患者進行宮腔形態評估是十分必要的，但關於宮腔形態評估的方式目前業內並無統一意見。

由於宮腔鏡檢查能夠更加直接全面的觀察宮腔形態以及內膜病變，並且可以進行簡單處理，因此有學者認為助孕前宮腔鏡檢查能夠提高IVF妊娠率。

但2016年6月國際著名雜誌The Lancet上發表的兩篇多中心隨機對照研究的結果並不支持上述觀點。

其中在歐洲多個國家開展的TROPHY研究，旨在評價宮腔鏡檢查在反覆IVF失敗（2～4個周期）患者中的作用。

在2010—2013年的4年時間內，分別有350例反覆失敗的患者在下次IVF前接受了宮腔鏡檢查，和352例反覆失敗直接進行IVF助孕的患者納入了研究，所有患者超聲檢查均提示宮腔形態正常。

研究結果顯示，兩組的繼續妊娠率和活產率分別為57%與54%（RR=1.06，95%CI：0.93～1.20，P=0.41）和29%與29%（RR=1.0，95%CI：0.79～1.25，P=0.96）。

而另外一項在荷蘭開展的inSIGHT研究中，共納入了750例超聲提示宮腔形態正常的患者，其中373例在IVF前接受了宮腔鏡檢查，而另外377例患者直接進行IVF助孕。

兩組患者的活產率分別為57%和54%

（RR=1.06, 95%CI：0.93～1.20，P=0.41）。

這兩個隨機對照研究均表明，無論對於普通不孕症患者，還是反覆IVF失敗患者，若超聲提示宮腔形態正常，在IVF前進行宮腔鏡檢查並不影響妊娠結局。

06

無創胚胎染色體篩查技術試管嬰兒

雖然近年來IVF臨床妊娠率不斷提高，但遠遠未能滿足日益增多的不孕症患者的需求。

尤其是對於高齡或者卵巢儲備功能低下的患者而言，臨床妊娠率本身並不高，但妊娠後胚胎停止發育的情況並不少見。

在自然妊娠中，胚胎停止發育的主要原因為胚胎染色體異常；其中最常見的是染色體數目異常，同樣，對於進行IVF助孕的患者，如何能夠在胚胎植入前，將染色體異常的胚胎篩選出來顯得非常重要。

傳統的PGD/胚胎植入前遺傳學篩查（PGS）的確能夠有效地區分大多數染色體異常的胚胎，但由於活檢這一操作對胚胎有一定的損傷，因此對開展無創胚胎染色體篩查（NICS）技術的要求日益增高。

由於胚胎在發育過程中，其代謝後產生（如存在於囊胚腔內或者培養液中）的DNA同樣可以用於胚胎染色體情況的檢測，並且和利用胚胎滋養外胚層進行檢測的結果高度一致，因此NICS技術的樣本是胚胎培養過程中所使用的培養基，而非胚胎本身的部分細胞，以此來實現其無創性，這也是和PGD/PGS最大的不同之處。

2016年，我國學者將NICS技術成功應用於臨床，已有6例患者獲得臨床妊娠，其中5例已分娩健康嬰兒。

07

胚胎植入前 PGD/PGS 的發展

自20世紀90年代世界首例PGD試管嬰兒誕生以後，PGD技術一直在飛速發展，尤其是近年來隨著高通量測序和二代測序等技術的臨床應用，PGD技術能夠為更多染色體結構或數目異常以及單基因病的患者提供更優質高效的服務。

僅在2016年，我國就有多個生殖服務中心勇於創新，在PGD臨床應用方面取得了非凡的成績。

其中鄭州大學第一附屬醫院應用國際上先進的單細胞「核映射（Karyomapping）及SNP晶片」技術對具有家族性亨廷頓舞蹈症病史的女性進行單基因遺傳病PGD技術，成功阻斷亨廷頓舞蹈症致病基因遺傳給後代，並誕生一名健康女嬰；在解放軍總醫院，採用先進的Mate-Pair高通量測序的方法，不僅篩查全基因組範圍內染色體數目異常，還能檢測到染色體的結構異常，並誕生了首例平衡易位試管嬰兒。

另外，我國首例利用MALBACTM技術成功阻斷顯性多囊腎的健康嬰兒於2016年在上海長征醫院順利誕生，標誌著PGD在高發性單基因病中的應用又取得了突破性進展。

和PGD相比，PGS的發展稍晚，且其側重點主要是針對高齡或有多次不良孕產史的患者，通過對染色體的檢測，分析是否存在染色體數目異常（三體、單體和多體）以及結構異常（染色體缺失或重複）。

然而，近年來，隨著PGS病例的不斷增多，不斷有學者對該技術的有效性和安全性提出質疑。

有學者認為，胚胎在發育的過程中，有自我淘汰的功能，因此除了少數染色體異常的胚胎能夠存活並成功分娩外，其他的均不能正常發育。

另外，由於傳統的卵裂期對胚胎進行活檢，對胚胎的損害較大，即使是囊胚期對滋養外胚層細胞的活檢，也不能夠做到完全無創，目前缺乏足夠的數據對該操作的安全性進行評價。

因此，對於PGS在臨床中的應用，我們希望在開展更多高質量大樣本的隨機對照研究後，再進行客觀地評價。

回顧2016年生殖醫學中獲得的臨床技術新突破，均是建立在基礎科學研究創新之上。

我們期望在今後的發展中，醫學科技不斷創新，能幫助更多的不孕症患者早日獲得健康的寶寶。

同時，在我國生殖醫學迅速發展的大環境下，也希望更多的生殖醫學中心能夠開展合作，實現數據的客觀上傳與共享，為臨床決策提供更加具有價值的指導意見。

【摘自中華醫學信息導報2017年第7期】

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