韓樹標(biāo),韓偉,黃國(guó)寧
(重慶市婦幼保健院,重慶 400013)
以體外受精-胚胎移植(IVF-ET)為代表的人類輔助生殖技術(shù)為廣大不育不孕患者提供了生育自己孩子的可能。但是在目前的IVF中仍有約1%~10%的病例會(huì)發(fā)生受精完全失?。?]。IVF受精失敗不僅僅影響輔助生殖技術(shù)的成功率,同時(shí)也給患者帶來巨大的心理及經(jīng)濟(jì)壓力。目前IVF實(shí)驗(yàn)室針對(duì)不明原因不育或者其他可能存在受精失敗的患者,一般采取IVF和卵胞漿內(nèi)單精子注射(ICSI)分半(Half-ICSI),或者短時(shí)受精結(jié)合早期補(bǔ)救ICSI(即授精后5~6h補(bǔ)救ICSI)等措施來避免完全受精失敗的出現(xiàn)。在這些措施中應(yīng)用較多的是短時(shí)受精結(jié)合早期補(bǔ)救ICSI方法,獲得了較好的成功率,挽救了部分受精失敗的周期。本文主要從短時(shí)受精對(duì)臨床結(jié)局的影響、卵母細(xì)胞受精失敗的判斷、實(shí)施早期補(bǔ)救ICSI的時(shí)機(jī)等影響補(bǔ)救ICSI臨床治療成功率方面探討補(bǔ)救ICSI技術(shù)在人類輔助生殖技術(shù)的臨床應(yīng)用。
實(shí)施補(bǔ)救ICSI的前提是短時(shí)受精,即授精后早期拆除顆粒細(xì)胞觀察是否受精,以便于挽救受精失敗的周期。但是與常規(guī)受精相比,短時(shí)受精的受精率以及對(duì)胚胎發(fā)育的影響有待進(jìn)一步驗(yàn)證。
首先,哺乳動(dòng)物自然受精是一個(gè)嚴(yán)格有序的生理過程,主要包括:精卵識(shí)別、精子發(fā)生頂體反應(yīng)并穿過透明帶、精子與卵子質(zhì)膜融合、卵子皮質(zhì)反應(yīng)與多精入卵的阻止以及雌雄原核的形成融合并最終啟動(dòng)卵裂[2]。根據(jù)這一生理過程,早期人類輔助生殖技術(shù)中一般采用精卵共培養(yǎng)16~18h后,然后拆除顆粒細(xì)胞觀察是否受精,又稱為常規(guī)受精。常規(guī)受精作為一種傳統(tǒng)的受精方式,由于操作簡(jiǎn)便一直為大多數(shù)生殖中心采用。但Gianaroli等[3]的研究表明,長(zhǎng)時(shí)間的精卵共孵育可能會(huì)產(chǎn)生高的活性氧(ROS)影響胚胎質(zhì)量。同時(shí),胚胎暴露于ROS環(huán)境中可能會(huì)導(dǎo)致透明帶的硬化,而損傷胚胎的種植潛能[4]。Gianaroli等[5]研究表明,精卵共孵育4h與15min相比,穿過顆粒細(xì)胞層抵達(dá)卵母細(xì)胞周圍的精子數(shù)量并無顯著增加。這些結(jié)果表明,受精過程中長(zhǎng)時(shí)間的精卵共孵育可能是沒必要的,同時(shí)還會(huì)影響胚胎質(zhì)量。
其次,相對(duì)于常規(guī)受精,短時(shí)受精更符合人體的自然受精過程。正常的人類精卵相互作用和受精發(fā)生在性交后20min內(nèi),完成精卵結(jié)合、精子穿過透明帶、開始受精、皮質(zhì)反應(yīng)以及透明帶硬化等一系列生理事件。在自然受精過程中,雖然一次性交會(huì)射出大量精子,但僅有極少數(shù)精子可以抵達(dá)卵母細(xì)胞,只有一個(gè)精子進(jìn)入卵母細(xì)胞完成受精。短時(shí)受精后胚胎脫離精子移入新的培養(yǎng)環(huán)境中,更符合正常受精后胚胎周圍的微環(huán)境。Suresh等[6]研究表明,與過夜受精相比精卵共孵育2h受精可顯著提高胚胎質(zhì)量、臨床妊娠率以及胚胎種植率。張寧媛等[7]通過自身對(duì)照的方式研究短時(shí)受精與常規(guī)過夜受精對(duì)受精結(jié)局的影響,結(jié)果表明,3h精卵共孵育不影響受精結(jié)局。Xiong等[8]2011年的研究表明,與20h組相比,精卵共孵育6h不影響正常受精率和臨床結(jié)局。2013年Zhang等[9]對(duì)近幾年的文章進(jìn)行系統(tǒng)薈萃分析,結(jié)果提示,與常規(guī)受精相比,短時(shí)受精可以提高臨床妊娠率和胚胎種植率。綜上,短時(shí)受精可以與常規(guī)受精一樣安全有效地應(yīng)用于人類輔助生殖技術(shù)。
受精失敗的判斷是實(shí)施早期補(bǔ)救ICSI的關(guān)鍵步驟,因?yàn)橹挥性谠缙趯?duì)卵母細(xì)胞受精與否進(jìn)行精確判斷,才可以實(shí)施早期補(bǔ)救ICSI。在常規(guī)IVF受精過程中,受精的判斷是在加精后20h左右,雌雄原核形成后,主要根據(jù)雌雄原核的個(gè)數(shù)結(jié)合第二極體情況,判斷是否受精。
短時(shí)受精與否的判斷標(biāo)準(zhǔn)是第二極體的排出,第二極體的判斷主要受實(shí)驗(yàn)室胚胎技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)等的影響(圖1)。
圖1 短時(shí)受精后第二極體排出情況
其次,受精后的觀察時(shí)機(jī)也是影響第二極體觀察的最重要因素。Van den Bergh等[10]研究表明,受精后2h有56.6%的卵母細(xì)胞排出第二極體,到了3h第二極體的排出率將增加到78.3%。南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬鼓樓醫(yī)院對(duì)常規(guī)IVF受精的正常受精周期,回顧性分析第二極體排出時(shí)間,結(jié)果發(fā)現(xiàn)授精后3h即有78.7%的卵母細(xì)胞排出第二極體,到了6h第二極體的排出比率可以增加到92.9%[11]。提示成熟度適當(dāng)?shù)穆涯讣?xì)胞如果受精,在6h應(yīng)該排出第二極體。因此,早期受精判斷為完全受精失敗是有依據(jù)的。
一旦受精失敗,患者將可能由于沒有可移植胚胎而被迫取消周期,將給患者帶來巨大的心理及經(jīng)濟(jì)壓力,同時(shí)也增加了臨床醫(yī)生的壓力。2003年Chen等[12]率先提出早期補(bǔ)救的理念并應(yīng)用于臨床治療,將補(bǔ)救ICSI的時(shí)間定在加精后6h,通過對(duì)第二極體排出作為早期判斷受精與否的標(biāo)準(zhǔn),對(duì)無第二極體的卵母細(xì)胞實(shí)施補(bǔ)救。結(jié)果表明,補(bǔ)救后受精率及臨床結(jié)局均有顯著提高。南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬鼓樓醫(yī)院2006~2008年的早期補(bǔ)救ICSI新鮮胚胎移植周期的妊娠率為57.3%[11]。顯而易見早期補(bǔ)救ICSI技術(shù)可以作為受精失敗的補(bǔ)救措施。
目前一般是在授精后5~6h實(shí)施早期補(bǔ)救ICSI。Sirard等[13]的研究表明,授精5h后,大部分卵母細(xì)胞已經(jīng)趨于老化,錯(cuò)過了受精的最佳時(shí)機(jī),雖然此時(shí)實(shí)施補(bǔ)救ICSI不會(huì)影響雌雄原核的形成,但是維持胚胎正常分裂的一些細(xì)胞因子或mRNA發(fā)生了降解或修飾,從而失去了原有功能,而影響胚胎的發(fā)育速度和質(zhì)量,甚至?xí)绊懪咛サ陌l(fā)育潛能。我們中心的數(shù)據(jù)也顯示,實(shí)施補(bǔ)救ICSI的時(shí)機(jī)與臨床結(jié)局呈負(fù)相關(guān),即補(bǔ)救ICSI時(shí)機(jī)越早,其臨床結(jié)局越好[14]。因此,在可能的條件下,應(yīng)盡量提前對(duì)確定不受精的卵母細(xì)胞實(shí)施補(bǔ)救ICSI。
綜上所述,對(duì)于可能存在受精失敗的周期,采用短時(shí)受精不影響其卵母細(xì)胞正常受精,且可通過早期觀察,判斷受精是否成功。為受精失敗的周期實(shí)施早期補(bǔ)救ICSI,可挽救部分由于受精失敗而導(dǎo)致取消的周期。
[1] Mahutte NG,Arici A.Failed fertilization:is it predictable?[J].Curr Opin Obstet Gynecol,15:211-218.
[2] 陳大元 主編 .受精生物學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,2000:170-174.
[3] Gianaroli L,Magli MC,F(xiàn)erraretti A,et al.Reducing the time of sperm-oocyte interaction in human in vitro fertilization improve the implantation rates[J].Hum Reprod,1996,11:166-171.
[4] Dirnfeld M,Shiloh H,Bider D,et al.A prospective randomized controlled study of the effect of short coincubation of gametes during insemination on zona pellucida thickness[J].Gynecol Endorinol,2003,17:397-403.
[5] Gianaroli L,F(xiàn)iorentino A,Magli MC,et al.Prolonged spermoocyte exposure and high sperm concentration affect human embryo viability and pregnancy rate[J].Hum Reprod,1996,11:2507-2511.
[6] Kattera S,Chen C.Short coincubation of gametes in in vitro fertilization improves implantation and pregnancy rates:a prospective,randomized,controlled study[J].Fertil Steril,2003;80:1017-1021.
[7] 張寧媛,孫海翔,胡婭莉,等 .短時(shí)受精聯(lián)合早期補(bǔ)救性卵細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)單精子注射在完全受精失敗周期的臨床應(yīng)用[J].中華男科學(xué)雜志,2009,15:538-541.
[8] Xiong S,Han W,Liu JX,et al.Effects of cumulus cells removal after 6hco-incubation of gametes on the outcomes of human IVF[J].J Assist Reprod Genet,2011,28:1205-1211.
[9] Zhang XD,Liu JX,Liu WW,et al.Time of insemination culture and outcomes of in vitro fertilization:a systematic review and meta-analysis[J].Hum Reprod Update,2013,19:685-695.
[10] Van den Bergh M,Bertrand E,Englert Y.Second polar body extrusion is highly predictive for oocyte fertilization as soon as 3hr after intracytoplasmic sperm injection(ICSI)[J].J Assist Reprod Genet,1995,12:258-262.
[11] 黃國(guó)寧,孫海翔 .體外受精-胚胎移植實(shí)驗(yàn)室技術(shù)[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2012:95-115,163-175.
[12] Chen C,Kattera S.Rescue ICSI of oocytes that failed to extrude the second polar body 6hpost-insemination in conventional IVF[J].Hum Reprod,2003,18:2118-2121.
[13] Sirard MA,Richard F,Blondin P,et a1.Contribution of the oocyte to embryo Quality[J].Theriogenology,2006,65:126-136.
[14] Liu W,Liu J,Zhang X,et al.Short co-incubation of gametes combined with early rescue ICSI:an optimal strategy for complete fertilization failure after IVF[J].Hum Fertil(Camb),2013,available online on December 6,[Epub ahead of print].