1.四川大学华西第二医院妇产科,四川 成都 610041;
2.四川大学华西第二医院出生缺陷与相关妇儿疾病教育部重点实验室,四川 成都 610041;
3.四川大学华西临床医学院,四川 成都 610041)
资助项目: 四川省科技厅重点研发项目(2020YFS0127)
通讯作者:秦朗,E-mail:cacier@126.com
摘要: 近年来,女性生育力保存问题备受学者关注。随着生育力保护人群的逐渐增多,人们越来越需要有关生育力保护的方法和技术。目前,生育力保存的所有技术中,细胞冷冻保存是核心技术。可行的女性生育力保存技术包括胚胎冷冻、卵子冷冻以及卵巢组织冷冻和体外成熟培养等技术。上述多种技术方法的联合应用,为生育力保存的实施提供了更为丰富的选择。生育力保存技术以及相关基础研究的进步与不断创新,对于生殖医学的发展与进步具有极其重要的推动意义。本文围绕生育力保存这一核心问题,就女性生育力保存的常用技术及相关进展做一系统综述。
关键词: 生育力保存;胚胎冷冻;卵子冷冻;卵巢组织冷冻
传统的生育力概念是指产生后代的能力。影响女性生育力的因素比较复杂,卵巢、输卵管、子宫、宫颈和阴道以及内分泌环境等条件均影响着生育的全过程。随着年龄的增加,尤其是在35岁之后,女性生育力呈现出明显下降趋势。生育力保护与保存是指使用手术、药物或者实验室手段对存在不孕或不育风险的成人或者儿童提供帮助,保护其产生遗传学后代的能力。近来,女性生育力保存研究成为生殖医学领域关注的热点[1]。随着生育力保护人群的逐渐增多,人们越来越需要有关生育力保护的方法和技术[2-4]。目前,生育力保护的适用人群主要包括:癌症患者,推迟生育年龄的患者,因妇科良性疾病行手术患者,卵巢功能早衰病人以及自体免疫性或血液系统疾病患者等[5-6]。
目前,生育力保存的所有技术中,细胞冷冻保存是其核心技术。可行的保存女性生育力的技术包括胚胎冷冻、卵子冷冻以及卵巢组织冷冻[7-8]。卵子冷冻以及胚胎冷冻作为常用的生育力保存技术,均具有一定的局限性[9]。卵细胞胞浆体积大、水分含量高,对热和渗透压极敏感,冷冻及解冻过程造成的损伤以及冷冻液的细胞毒性均可能影响成熟卵子冻存后的存活率。此外,成熟卵母细胞数量有限,可收集到的限定时间较为短暂、且较难掌握,过早、过晚均存在无法获得卵子的可能。因此,低存活率、高非整倍体率、收集时间有限,每次可收集到的卵子有限,且成功率难以控制,这些因素使得卵细胞冻融技术的临床应用存在很大的局限性,目前应用价值有限。
相比卵母细胞冷冻技术而言,胚胎冷冻技术更为成熟,但胚胎冷冻技术的实施对于生育力保存患者而言具有一定的局限性。癌症治疗前控制性促排卵以取得足够数量的卵子是决定和保证IVF 技术成功的关键,决定了IVF 周期胚胎的数量、质量,但IVF周期前准备、进入周期实施至结束需要一定的时间周期,不仅不利于及时进行相关的临床治疗,而且可能会延误癌症治疗的最佳时机。此外,促排卵治疗的应用还有促进部分癌症(如对雌激素敏感的)进一步发展的可能。同时,对于发育前月经尚未来潮的女孩或未婚妇女促排卵存在应用上的局限性 [10]。
卵巢组织冷冻是女性生育力保存的重要技术,相比胚胎冷冻与卵母细胞冷冻,卵巢组织冷冻具有其独特优势[11]。人卵巢自体移植不需要预先进行卵巢刺激,不会耽误癌症治疗,可同时恢复卵巢内分泌和生殖功能,可能是青春期前的女孩或患有雌激素敏感恶性肿瘤的年轻女性唯一生育力保存方案。育龄期妇女卵巢内有数十万计的卵泡群体。因此,冷冻保存年轻女性卵巢组织可大批量地保存卵泡。卵巢皮质组织中卵泡多数为原始卵泡,其体积小,代谢率低,对温度的敏感性相对较低,跟成熟卵泡相比更有利于冷冻保护剂的渗透,更易耐受冷冻以及复苏过程中造成的损伤。同时,这些原始卵泡尚未进入第二次减数分裂,纺锤丝尚未形成,不易受到冷冻的影响。因此,理论上这些卵母细胞冷冻损伤的影响相对较小。此外,成人冷冻卵巢组织的获取不受排卵周期的限制,可在腹腔镜微创手术下取出部分卵巢皮质并冷冻保存,使大量未成熟卵母细胞在未经过促排卵的情况下保存下来。待病人病情缓解后可通过冻融卵巢组织自体移植或者分离出卵泡进行培养来获得成熟卵母细胞,进而恢复患者内分泌功能和生育能力。然而,相对于胚胎、卵母细胞冷冻而言,卵巢组织冷冻更为复杂和困难。组织内存在微细血管网,极易被组织周围的冰晶损伤。此外,卵巢皮质中有丰富的结缔组织网,冷冻保护剂的穿透率很低。因此,卵巢组织的冷冻仍处于实验阶段,并且,卵巢组织解冻后的体外培养和移植也是尚未完全解决的难题,卵巢组织冷冻保存和移植常规应用于临床仍需大量的深入研究[12]。
卵巢组织冷冻保存和移植存在重新引入恶性肿瘤细胞的潜在风险。卵泡体外培养与卵母细胞体外成熟技术理论上可以避免这一风险。卵泡体外培养技术是将卵巢组织中的卵泡分离,在体外环境进行培养,旨在获得具有发育潜能的卵母细胞,最终目标是通过IVF获得胚胎至产生健康子代。由于人类卵泡发育是一个多步骤的过程,因此,需要一个动态的多步骤培养系统来支持卵泡发育的每个阶段。卵泡体外生长的培养条件需要满足发育过程中卵母细胞的不断变化的需求。最终的目标是获得能够获得发育成熟的卵母细胞。但对人类而言,卵泡发育时间相对较长,建立卵泡的长期体外培养体系较为困难。
未成熟人卵母细胞体外成熟(IVM)技术,是指模拟体内卵母细胞的成熟环境,使从卵巢采集的未成熟卵母细胞在体外培养达到成熟。卵巢组织冷冻与卵母细胞IVM两种技术相结合,可避免癌症患者卵巢可能存在的恶性肿瘤重新植入患者体内的潜在风险,将给卵巢组织的冷冻保存和使用带来新的希望。IVM技术的适应人群包括需要接受放化疗的恶性肿瘤患者、易发生卵巢过度刺激的PCOS患者、卵巢反应不良和反复胚胎质量不良妇女等。此外,卵子捐赠存在卵子来源的极度困难,IVM技术将来源于手术患者卵巢组织中的未成熟卵母细胞进行培养,将为POF、遗传病携带者等需要接受供卵治疗的患者提供广泛的卵母细胞来源,在女性生育力保存和卵子库建立中有着非常重要的作用。然而,IVM技术同样具有较大的局限性。目前,IVM培养体系并不成熟,卵母细胞成熟率仍不理想。另一方面,IVM技术产生后代的安全性问题尚不明确,仍然需要大规模的研究以证实IVM技术的子代安全性问题。
卵泡体外激活(IVA)技术,是将患者中的卵巢组织取出,通过调控卵泡生长发育的Hippo与Akt信号通路的激活剂诱导原始卵泡体外激活,之后将卵巢组织移植回患者体内,获得发育成熟的卵母细胞,结合IVF技术,最终使卵巢早衰患者成功获得妊娠。该方法旨在刺激移植物中休眠卵泡的活化,并旨在移植后短期内能够获得成熟的卵母细胞。IVA主要适用于卵巢储备减少的患者,包括诊断为原发性卵巢功能不全的患者。
综上所述,目前女性生育力保存技术正在不断发展和改进中,IVM 联合卵母细胞玻璃化冷冻以及卵巢组织冷冻联合IVM技术的联合应用为女性生育力保存开辟了更广阔的途径。这些技术的联合使用为保存女性生育力提供了更灵活、可行的方案,促进了辅助生殖技术的发展[12-14]。随着实验室技术的完善和发展,越来越多的女性可以从中受益,实现成为遗传学母亲的愿望。临床医生应根据患者的年龄、有无配偶、疾病性质等特点,因人而异,选择最适应的方案。保存女性生育力技术的不断进步,对辅助生殖医学的发展有重要意义。
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