摘要

虽然辅助生殖技术(assisted reproductive technology,ART)的发展使不孕不育夫妇的临床妊娠率获得显著提升,但反复种植失败(repeated implantation failure,RIF)患者的妊娠成功率依然很低。RIF造成了胚胎资源的浪费、增加了患者的经济负担、加重患者的身心创伤,如何提高RIF患者的内膜容受性以期改善妊娠结局已成为目前辅助生殖领域亟待解决的临床难点和科研热点问题。宫腔灌注作为一种改善子宫内膜容受性的临床治疗方法在RIF患者中的使已较为普及,粒细胞集落刺激因子(granulocyte-colony stimulating factor,G-CSF)、人绒毛膜促性腺激素(human chorionic gonadotropin,hCG)、外周血单核细胞(peripheral blood mononuclear cells,PBMCs)是目前用于宫腔灌注的主要药物,宫腔灌注及这些药物对子宫内膜及子宫微环境发挥其特定的作用,改善RIF患者的妊娠结局。本文回顾了宫腔灌注G-CSF、hCG、PBMCs及其它药物对RIF患者妊娠结局及其相关机制的研究,旨在对宫腔灌注对RIF患者的影响作一综述。


【关键词】  宫腔灌注;反复种植失败;不孕症;生殖技术,辅助


基金项目:国家自然科学基金(81960279);国家青年基金(81401261);甘肃省自然科学基金青年科技项目(18JR3RA361);默克中国生殖医学研究基金(MerckSerono_CREATE?201615);兰大一院2018年度院内基金(ldyyyn2018-55)

DOI:10.3760/cma.j.cn101441-20190805-00343

 

不孕症已成为影响人类生活的一大全球公共卫生问题[1],虽然辅助生殖技术(ART)为很多不孕不育夫妇带来了希望,但仍存在较低的妊娠率。胚胎植入是受多种因素精确调节的复杂过程,需要胚泡定位、黏附、合体滋养层分化为细胞滋养层、胚胎和内膜的同步发育及孕妇体内足够量的孕酮。内膜的容受性是影响成功妊娠的主要因素之一,有研究表明,反复种植失败(repeated implantation failure,RIF)患者中三分之二的原因是子宫内膜容受性不足,胚胎因素仅占其中的三分之一[2];而且Hashimoto等[3]采用子宫内膜容受性基因表达谱芯片研究了50例RIF患者的子宫内膜,研究表明有12例患者的子宫内膜处于非容受性状态,这一研究显示,子宫内膜的容受性异常有可能造成RIF。因此子宫内膜容受状态的缺陷已成为影响RIF患者成功妊娠的主要原因之一,如何改善RIF患者内膜容受性已成为临床医生的棘手问题。宫腔灌注作为一种新的治疗方法以其操作简单、创伤性小等优点逐渐开展应用于临床治疗,而粒细胞集落刺激因子(G-CSF)、人绒毛膜促性腺激素(hCG)、外周血单核细胞(PBMCs)作为宫腔灌注的主要三大药物也逐渐被广泛应用于体外受精-胚胎移植(in vitro fertilization and embryo transfer,IVF-ET)患者,尤其是RIF患者。近年来,国内外对于子宫内膜容受性在辅助生殖领域的研究越来越多,如何改善子宫内膜容受性,提高RIF患者的临床妊娠率也是众多临床医生面临的问题和挑战。


一.RIF

国际上目前对于RIF尚无统一的定义标准,多数学者将年龄小于40岁,移植次数大于等于3 次,新鲜或冻融移植周期累计至少移植4枚优质胚胎数仍未能妊娠者,称为胚胎反复移植失败[4]。随着ART的快速发展及胚胎实验室技术和条件不断提高与改善,IVF-ET的临床妊娠率已经提高到了50%左右[5],但对于RIF患者成功妊娠率依然徘徊于20%。RIF受多种因素的综合影响,主要包括子宫内膜容受性低下、免疫功能异常、胚胎发育及染色体异常等,而RIF的发生既可能是单因素所致,也可能是多因素共同影响所为,还有一些原因不明。虽然现在对RIF患者提供了一系列治疗,但尚未确定有效的治疗方法。子宫内膜容受性低下被认为是导致RIF的重要原因,所以越来越多的临床医生和研究者重点关注如何提高RIF患者的子宫内膜容受性,进而提高临床妊娠率,以期改善妊娠结局。


二.宫腔灌注

宫腔灌注指用移植管经阴道进入宫颈口,穿过宫颈内口后将药液缓慢推入宫腔内以达到刺激子宫内膜,改善子宫内膜容受性的一种方法。常在移植胚胎前1~3 d进行。其作为一种创伤小、操作便捷的一种临床治疗方法已广泛应用于临床,尤其是对RIF患者。应用宫腔灌注G-CSF、 hCG、PBMCs等药物,以改善内膜容受性,提高胚胎种植率。本文回顾宫腔灌注不同药物对RIF患者妊娠结局及其相关机制的研究,旨在对宫腔灌注对RIF患者的影响作一综述,为临床治疗提供一定的指导作用。


1.宫腔灌注对RIF患者妊娠结局的影响


(1)宫腔灌注重组人G-CSF:G-CSF是一种糖蛋白,主要作用于中性粒细胞促进其增殖、分化和活化[6],其常规用于动员造血干细胞[7]、促进骨髓间充质干细胞增殖[8]来治疗相关疾病。在1998年发表的一篇病例报道中,有2例中性粒细胞减少的孕妇于妊娠末期接受G-CSF治疗并安全分娩,证明G-CSF在体外受精中是安全的[9]。早在2009年Scarpellini和Sbracia[10]的一项随机临床试验证实了G-CSF在不明原因复发性流产患者中可以降低流产率。近年来G-CSF引起妇产科及生殖领域的关注,尤其是在复发性流产和不孕患者中,且在临床应用逐渐增多,国内外多项临床试验也验证了G-CSF在不孕患者中的作用。有研究表明[11-14],宫腔灌注G-CSF可以增加薄型子宫内膜患者的临床妊娠率。高明霞等[15]的研究也指出宫腔灌注G-CSF可以明显增加子宫内膜厚度,从而改善妊娠结局。最新研究证实宫腔灌注G-CSF可以显著改善RIF患者的临床妊娠率[16-17],但是对于正常IVF-ET患者的临床妊娠结局无明显改善[18]。以上研究可以看出宫腔灌注G-CSF尤其对RIF及薄型内膜患者有一定的疗效,临床上为改善这类不孕患者的妊娠结局,很多临床医生在进行胚胎移植前使用宫腔灌注G-CSF,这可能与其对子宫内膜及子宫内环境的影响有关。


目前对G-CSF对子宫内膜的机制研究也逐渐增多,有研究发现在胎盘滋养层细胞、蜕膜基质细胞、颗粒化黄体细胞、子宫内膜腺细胞、滤泡细胞中存在G-CSF受体,G-CSF通过其受体介导而发挥作用[19]。同时也有报道G-CSF可通过旁分泌或自分泌的方式诱导cAMP的产生,介导人子宫内膜基质细胞的蜕膜化[20],对胚胎成功植入发挥着重要作用。另外G-CSF还可以促进囊胚发育,帮助胚胎植入,促进胎儿和胎盘的发育[21]。在免疫调控方面,G-CSF可能通过将T细胞因子分泌谱转换为Th2反应,并促进产生IL-10的调节性T细胞和耐受性树突状细胞分化,改善子宫围着床期的免疫微环境,调控内膜容受性[22]。孙亚喃[23]通过体外培养原代子宫内膜细胞得出子宫内膜上皮细胞在 G-CSF为500 ng/L的浓度下体外培养48 h,子宫内膜基质细胞在G-CSF为500 ng/L的浓度下体外培养72 h,细胞存活率最高,进一步证明了G-CSF对子宫内膜细胞的增殖作用。由此可见,G-CSF不仅可以促进子宫内膜细胞增殖、基质蜕膜化,而且可以调节子宫微环境及内膜相关因子、受体的表达使子宫内膜处于容受性状态,为胚胎植入提供有利条件,有可能成为改善子宫内膜状态的一种新的治疗方法。此外一项实验研究显示在晚卵泡期G-CSF参与卵泡聚集和排卵,在排卵过程中发挥着重要的作用[24]。有研究提出可以通过监测卵泡中G-CSF水平评估妊娠状态[25]。然而,G-CSF对于子宫内膜上皮细胞和基质细胞促增殖作用的最佳浓度及时间不同,因此,临床上进行宫腔灌注时要注意患者的月经周期,选择合适的时期灌注。


(2)宫腔灌注hCG:hCG是由合体滋养层细胞合成和释放的一种激素,在胚胎植入和妊娠早期具有诱导卵母细胞成熟和支持黄体功能的作用。在RIF患者的治疗中宫腔灌注hCG作为一种安全、有效的方法也普遍应用于ART治疗中,国内外学者对宫腔灌注hCG也进行了大量的临床试验。马荣花等[26]回顾性分析了胚胎移植前宫腔内灌注hCG对冻融胚胎移植(frozen-thawed embryo transfer,FET)反复着床失败患者妊娠结局的影响指出移植前宫腔内灌注hCG可提高反复着床失败FET患者的胚胎着床率和临床妊娠率,在一定程度上改善了子宫内膜容受性。王薇等[27]的一项临床试验得出RIF患者在FET周期添加小剂量hCG可以通过促进血管生成丰富子宫内膜的血流供应,从而增加子宫内膜厚度,提高胚胎种植率及临床妊娠率。文章对512例RIF患者进行前瞻性研究得出hCG通过促进血管生成丰富子宫内膜的血流供应,从而增加子宫内膜厚度,提高胚胎种植率及临床妊娠率。Liu等[28]的一项前瞻性队列研究表明,宫内注射hCG可显著提高RIF患者FET周期的临床妊娠率、着床率和活产率,对于年轻RIF患者,这种治疗更能改善妊娠结局。Huang等[29]的一项前瞻性随机对照临床试验比较了宫腔灌注hCG、安慰剂组(宫腔灌注生理盐水)和对照组(不行宫腔灌注操作)的2次及2次以上种植失败(two or more implantation failures,TIFs)患者的妊娠结局,结果显示在hCG组和安慰剂组患者妊娠率显著高于对照组,但这两组之间的妊娠率差异无统计学意义。同时Huang等[30]还研究了对于第一、第二、第三次种植失败患者宫腔灌注hCG对其妊娠结局的影响,指出妊娠率随着移植失败次数增多而下降,hCG可以明显改善患者的临床妊娠率和胚胎种植率。另外,Navali等[31]的一项在拮抗剂方案中对取卵后患者行宫腔灌注hCG治疗的RCT研究表明取卵后子宫内给予hCG可提高着床率、生化妊娠率及临床妊娠率。基于此,可以看出宫腔灌注hCG对胚胎植入发挥着重要作用,尤其对于RIF患者,以改善内膜容受性而增加临床妊娠率。但对于宫腔灌注hCG对于胚胎植入的具体影响、hCG灌注剂量及灌注时间等方面还需进一步研究。


近些年的研究显示,hCG参与子宫内膜由增生期向分泌期的转化过程及子宫内膜种植窗时期多种细胞因子的分泌[32],是早期妊娠中评估胎儿状态的监测指标。此外hCG可启动及调控胎盘滋养细胞的侵入、调节胚胎植入时的免疫耐受及胚胎着床部位血管的生成[33]。还有研究表明,在机日联合使用低剂量的hCG可以有效降低卵巢过度刺激综合征(OHSS)的发生[34]。同时Licht等[35]的研究指出,hCG对调控子宫内膜的激素有直接的调控作用,促进白血病抑制因子(LIF)、血管内皮生长因子(VEGF)等容受性因子表达上调而使IGFBP-1、TIMP1-3非容受性因子表达下调。因此,在胚胎移植期间,宫腔灌注hCG作为一种临床治疗方法已被运用于ART中,以改善IVF-ET患者的妊娠结局。


(3)宫腔灌注PBMCs:PBMCs主要由淋巴细胞和单核细胞组成。免疫因素被认为是导致着床失败的另一原因,PBMCs可以调节子宫内及围着床期的免疫微环境,而改善妊娠结局。目前宫腔灌注PBMCs被认为是一种新的治疗着床失败的方法,但目前国内外对其进行的临床试验相对较少。刘洋虹等[36]对36名RIF患者于FET前24 h行自体PBMCs宫腔灌注,证明其能提高RIF患者宫腔局部IL-6水平及IL-6/TNF-α比值,有效改善RIF患者临床妊娠率。Makrigiannakis等[37]的研究也提出宫腔灌注PBMCs显著提高RIF患者的临床妊娠率,期望成为治疗RIF患者的一种新的治疗方法。2019年,Makrigiannakis 等[38]的另一项研究同样也支持此观点。虽然上述数据证实宫腔灌注PBMCs对RIF患者的疗效,但仍缺乏多中心、大规模的临床随机对照试验。


研究显示自体宫腔灌注PBMCs治疗能提高RIF患者的临床妊娠率和着床率,其机制可能与PBMCs分泌的多种炎性因子与内膜容受性上调有关,PBMCs可分泌一些细胞因子在胚胎着床中发挥着重要作用[39]。研究表明PBMCs能诱导相关细胞因子的产生,促进人绒毛膜癌滋养层细胞(BeWo)附着于人子宫内膜上皮细胞,研究推测宫腔灌注PBMCs可能改善子宫内膜容受性,促进胚胎着床[40]。但是其具体机制目前还尚不明确。而目前宫腔灌注自体PBMCs是一项针对RIF患者行之有效的治疗方法。


(4)其它宫腔灌注药物:除了以上药物外,生长激素、血小板富集血浆(platelet-rich plasma,PRP)、丹参及相关中医药等现在也应用于宫腔灌注治疗中。也有研究者对其临床结局进行了研究,祁玉娟等[41]研究了宫腔灌注生长激素相对于生理盐水组明显提高RIF患者的临床妊娠率。唐志霞等[42]对121个周期的RIF患者给予阿托西班联合hCG宫腔灌注进行随机对照试验,结果显示FET前给予阿托西班静脉推注联合hCG宫腔灌注可提高FET着床率和活产率。常亚杰等[43]的一项临床研究认为PRP具有促进子宫内膜增殖、改善薄型子宫内膜患者临床妊娠结局的临床效果。Bos-Mikich等[44]认为PRP除了含有重要的细胞因子和由外周血单核细胞释放的生长因子外,还含有血小板,宫腔灌注PRP可以改善不孕患者的妊娠结局。同时在2017年Farimani等[45]报道了对RIF患者给予PRP治疗后成功妊娠并活产的案例。随着免疫治疗的发展,国内外研究者也开始探索PRP治疗的有效性及其临床结局。但生长激素、丹参等相关中药发表的临床试验大多都是来源于中国,且样本量小,国外对此研究甚少,其安全性、作用机理及具体的疗效尚不清楚,有待进一步考证。


2. 宫腔灌注对RIF患者内膜容受性的改善:薄型内膜和慢性子宫内膜炎(chronic endometritis,CE)是目前引起RIF的两大最常见的内膜问题,它们可降低子宫内膜容受性而致胚胎植入失败。因此改善此类RIF的妊娠结局首先必须明确引起内膜缺陷的根本原因,从而实施对因治疗以期改善内膜容受性。近年来也有许多的临床医生将宫腔灌注治疗应用于改善RIF合并薄型内膜及内膜炎症患者的治疗中。


(1)宫腔灌注对薄型子宫内膜RIF患者的影响:在ART中,通常认为内膜厚度≤7 mm称为薄型子宫内膜,已有临床试验证实宫腔灌注G-CSF可以增加子宫内膜厚度[11-14],改善薄型内膜引起的RIF患者的妊娠结局。同时也有研究评估在宫腔灌注G-CSF 72 h后可以改善内膜厚度[46],而对于年龄大于39岁的患者宫腔灌注G-CSF并未见显著疗效[47]。这说明G-CSF通过其生理作用促进子宫内膜的增殖,从而改善内膜厚度,但是年龄较大患者可能会因为卵巢功能低下、内分泌异常等会影响疗效。而对于RIF患者宫腔灌注hCG大都是基于内膜容受性及妊娠结局的研究,对于改善内膜厚度方面还缺乏大量的临床试验证实。另外国内有一项研究表明宫腔灌注生长激素可以改善子宫内膜的厚度,但是有关这方面的报道仍然很少[41]。所以,对于目前因薄型子宫内膜所致RIF患者在对因治疗的基础上若辅以宫腔灌注治疗则优先推荐宫腔灌注G-CSF以促进内膜的生长,一定条件下可以联合使用hCG而改善内膜容受性以提高助孕成功率。


(2)宫腔灌注对合并CE的RIF患者的影响:很多RIF患者常常合并CE,CE可导致薄型内膜,也可通过其它途径降低子宫内膜容受性而影响胚胎着床。Vitagliano等[48]的一项Meta分析纳入796例RIF患者并指出慢性子宫内膜炎治疗可改善RIF患者的体外受精结局。由此可以看出CE的治疗对于RIF患者也尤为重要,而宫腔灌注也成为治疗CE的一种方法。邓圣霞等[49]的一项临床研究表明宫腔灌注是CE有效的治疗方法,可以提高合并CE的RIF患者的临床妊娠率,但是这项研究只是进行了宫腔灌注操作并未加入药物,所以推测可能与灌洗液冲洗宫腔,改变宫腔微环境有关。而Zhang等[50]首次报道,宫内联合应用抗生素和地塞米松作为CE的治疗方案,可以达到预期的治疗效果和成功的妊娠结局。对于CE合并RIF的患者宫腔灌注其它药物是否可改善RIF患者的妊娠结局还尚未有这方面的临床研究发表。然而,宫腔灌注操作作为机械刺激,可以诱发炎症因子的产生,从而降低内膜容受性和影响胚胎种植,而G-CSF可以调节子宫内环境炎症因子的相对平衡,在一定条件下可以使用宫腔灌注G-CSF或联合宫腔灌注抗生素予以治疗,但这种治疗也处于摸索阶段,未来还需进一步验证。


三.结语


有研究指出单纯的宫腔灌注对子宫内膜的刺激作用可以促进有助于着床的细胞因子分泌而改善容受性[51-52]。但宫腔灌注对子宫内膜容受性的影响尚无确定、统一的结论,到底是宫腔灌注操作还是宫腔灌注的某种药物对改善内膜容受性有益尚无定论。多项研究均表明宫腔灌注G-CSF、hCG及PBMS相对于对照组均提高RIF患者的临床妊娠率,提示其对妊娠结局是有利的,但这些研究大多都缺少安慰剂对照及不同药物间的比较。黄品秀等[53]探讨胚胎种植失败患者于FET前行宫腔内灌注hCG、集落刺激因子、单核细胞、生理盐水(安慰剂组)和对照组(不灌注)对妊娠结局的影响,得出三组试验组的临床妊娠率均比安慰剂组显著提高,其中hCG组更高,但三组试验组间并无明显差异。另外,也有研究提出宫腔灌注联合用药,以改善内膜容受性:余楠[54]的研究在小鼠模型中也证实宫腔灌注与hCG共培养的PBMCs促进具有着床障碍小鼠种植窗其容受性因子的表达而促进胚胎着床;Li等[55]研究hCG激活的自体人PBMCs宫内给药对可以提高FET患者的临床妊娠率、着床率和活产率;还尚未见G-CSF联合其它药物的灌注。但是从药物生理作用上来讲,hCG是内源性与胚胎生长发育具有紧密联系的激素,而且安全无害。G-CSF虽然有报道承认对孕妇是安全的,但是缺乏大量的实验验证。PBMCs因其获取过程较为复杂,费时费力,且对其相关机制研究鲜有报道,现在只是作为一种可能的新的治疗方法正在探索中。


综上,宫腔灌注作为应用于RIF患者的有效治疗方法之一,已在ART中普遍采用,目前应用于宫腔灌注的药物多而杂,没有明确地研究哪种灌注药物更有益于胚胎黏附及着床。结合临床现状,对于RIF患者在移植前使用宫腔灌注G-CSF较多,而对于G-CSF的灌注次数及剂量的研究甚少,目前缺乏统一标准,而对于在移植日尚未达到目标内膜的RIF患者我们可以在取卵前或移植前给予宫腔灌注hCG治疗,一方面补充体内hCG水平,一方面利于改善内膜容受性。但对其具体机制还需进一步研究。从对胎儿及孕妇的安全性考虑还是建议首选hCG,如果hCG治疗失败可考虑给于G-CSF治疗。对于PBMCs、其它药物及联合用药目前只是处于初探的阶段,对其可能的机制尚不清楚,不建议首选。对于有免疫因素导致不孕的夫妇可以考虑采用宫腔灌注PBMCs,以调节免疫稳态,改善内膜容受性,同时PRP也作为介导免疫治疗的药物近几年对其研究逐渐增多。现阶段对于宫腔灌注对RIF患者妊娠结局的研究建议未来进行更多的动物、细胞实验研究其机制,并开展多中心随机对照试验并设置生理盐水组,比较不同药物及在不同时机进行灌注对于IVF-ET妊娠结局的影响,以规范宫腔灌注术在临床上的使用,提高RIF患者的妊娠结局。


参考文献(略)