卵母细胞滑面内质网聚集体的研究进展

梁麒，汤小晗，卢美松

在辅助生殖操作过程中，促排卵后获得的卵母细胞可能出现各种各样的形态学异常。这些异常按定位可分为胞质内异常和胞质外异常。有专家认为，单独存在的某一种形态学异常并不能否定卵母细胞的发育潜能，但卵母细胞滑面内质网聚集体（smooth endoplasmic reticulum aggregates，SERA）除外，其是由于滑面内质网结构异常造成的卵母细胞畸形。于卵母细胞的胞质出现的圆形、扁平的清晰盘状物，折光性强于空泡，可单个或多个出现，其直径大小不等，一般不超过20 nm。

在正常的卵母细胞中，许多Ca2＋囊泡储存在滑面内质网的质膜下。随着卵子成熟，滑面内质网发生结构变化，促进Ca2+的释放，引起受精时皮质颗粒胞吐作用，对卵母细胞受精及胚胎发育具有重要意义。卵母细胞SERA的形成影响这一过程，对卵母细胞及胚胎发育产生严重影响，可造成流产、死胎及先天性疾病等严重后果。

1997年文献中首次报道SERA的存在，当时认为其与较低的妊娠率及种植率密切相关[1]。2004年之后，在日本学者Otsuki等[2]的启发下，越来越多的科学家们重视到SERA的存在，并着手研究胞浆内单精子注射（intracytoplasmic sperm injection，ICSI）周期中的SERA。SERA在ICSI周期中的发生率在各类文献报道中也大相径庭，5.4%~23.1%不等[3]。大量文献指出，未经超促排卵自然周期中取得的卵母细胞并不会出现SERA，从而认定其出现可能与卵巢接受药物刺激相关。但是2008年Ebner等[4]的一项研究推翻了这一观点。2016年，Itoi等[5]首次寻找到常规体外受精（invitro fertilization，IVF）周期中的SERA，并成功发现：在排卵的5~6 h后，有8.8%的IVF卵母细胞中出现SERA。可以发现，SERA在自然周期、IVF、ICSI这3种情况下均有可能发生。在临床工作中，SERA真正的发生率还要更高一些，因为有些卵母细胞显示出SERA的时间与显微镜下观察的时间不同步。还有些SERA由于体积过小易在观察中被忽略。Shaw-Jackson等[6]研究指出，ICSI周期中SERA的复发率为32%。SERA发生率及复发率均较高，需要胚胎学家们对其加以重视。

1 卵母细胞SERA对受精率的影响

研究表明，SERA阳性（+）卵母细胞受精率会下降[4,7]。甚至有研究发现，同周期的所有卵母细胞受精率均会下降[7-8]，这可能是因为这些卵母细胞中的SERA太小，在镜下观察时被忽略。但亦有研究发现，SERA（+）与SERA阴性（-）周期的受精率差异无统计学意义[2,9]。

钙离子震荡在卵母细胞受精过程中起到重要作用，这是因为Ca2+信号控制着精子的许多行为反应：包括获能、顶体反应、亢奋的鞭毛运动和趋化等[10]。强烈的钙离子震荡开始于受精时期卵母细胞胞质的外侧。而到了合子阶段，钙离子震荡开始减弱，并从中心向外播散[11]。SERA（+）卵母细胞的钙离子震荡与正常者相比有许多不同：一项研究表明，在SERA（+）卵母细胞中钙离子振荡的频率更低，首次钙离子高峰持续的时间较长，钙离子的总释放量较高[11]。另一项实验也证实了此观点，荧光化的Ca2+报告基因在被Ca2+离子载体A23187激活后，可见Ca2+分散在SERA（+）卵母细胞的不同区域，且持续时间更长，而正常卵母细胞中呈现的是均一、瞬时的信号[12]。所以钙离子震荡受阻可能是SERA（+）卵母细胞受精失败的原因[13]。

在ICSI或IVF周期中，SERA均会在第二极体释放数小时后消失，此时原核尚未形成[14]。有研究表明，拆除颗粒细胞后的卵母细胞中，若SERA持续存在则意味着受精失败[14]。一项关于未受精卵的统计显示，1%的未受精卵会出现SERA。在IVF中，此概率提高到了2.5%[7]。这可能是因为在IVF过程中，取卵及脱颗粒细胞等机械操作挤压卵母细胞，可造成SERA破裂，导致部分Ca2+提前释放，引起皮质颗粒胞吐作用。加强皮质颗粒膜形成、透明带变硬，阻止精子进入，影响IVF的卵母细胞受精。

存在SERA的卵母细胞促排卵刺激的时间较长，卵泡刺激素（FSH）的起始量和总量更大，黄体生成激素（LH）峰提前，会导致卵母细胞的细胞质过度成熟、细胞器聚集，以及卵母细胞的生长过快和颗粒细胞的增殖加速。一方面，聚集的细胞器会破坏细胞骨架，使肌动蛋白的网状结构被破坏，扰乱减数分裂中纺锤体的调控作用[15]。另一方面，过快的增长可能导致卵母细胞处于缺氧状态，导致内质网功能障碍，形成SERA[16]。最终使卵母细胞受精失败。

2 卵母细胞SERA对囊胚形成率的影响

即使成功受精后，SERA（+）胚胎的囊胚形成率也会有所降低[4-5,7]。在一项回顾性分析中，SERA（+）周期的所有受精卵均无囊胚形成[9]。有研究指出，SERA的存在减少了囊胚的扩张和孵出程度，并使内细胞团（inner cell mass，ICM）质量下降了35%[12]。有学者认为，如果SERA（+）卵母细胞避开了钙离子震荡变化对其成熟和受精的影响，那在后期发育过程中，其与SERA（-）卵母细胞拥有同样的发育潜能。虽然SERA（+）的卵母细胞受精率、第3天的优质胚胎率与卵母细胞形态正常组差异无统计学意义，但是到了胚胎发育的第5~6天，囊胚形成率会有所下降[2,4]。这种现象亦证实，SERA（+）胚胎内细胞团质量更低，发育潜能更差。这可能是不恰当的卵巢刺激使卵母细胞产生了SERA之外的某些内在缺陷所导致的[4]。但亦有部分研究显示，SERA（+）卵母细胞与正常卵母细胞的囊胚形成率相差不大[9]。

有研究指出，减数分裂过程中内质网结构的变化可能与内质网应激反应有关[17]。SERA可导致Ca2+摄取释放紊乱，继而造成大量蛋白未折叠或错误折叠，最终引起内质网应激，以及发生未折叠蛋白反应（unfolded protein response，UPR）[17]。有研究表明，此反应的激活会导致囊胚形成率较低[18]。此外，体外培养的植入前胚胎易受剪切力、温度变化、pH值改变、氧分压升高等影响。这些物理条件的变化，会诱导产生内质网应激，从而使内质网结构变化，改变胚胎发育能力基因的表达、表观遗传机制和代谢[17,19]，从而影响囊胚形成以及随后的胚胎进一步发育。

3 卵母细胞SERA对妊娠结局的影响

SERA会从多方面影响妊娠结局，其会增加生化妊娠率[2,4]、异位妊娠率[7]、流产率[4,12]及早产率[7]，使新生儿体质量降低[4]。SERA还会导致许多产科并发症[4,20]。一项针对13个相关研究的系统分析显示，SERA（＋）周期中出生的183例婴儿，171例正常，8例存在畸形，3例死胎，1例夭折[6]。另一项统计显示，选择了移植SERA（+）胚胎后，患者的妊娠率下降了67%，流产的可能性增加了20%[12]。在同一个周期里，SERA（+）卵母细胞数量越多，活产率越低[21]。

以上各种异常中，造成后果最严重的是新生儿先天性疾病。此类疾病多数在母亲孕期并不能通过检查手段被发现，给患儿的家庭带来较大痛苦。迄今为止，植入SERA（+）胚胎后造成先天性疾病的病例报告包括：1例Beckwith Wiedemann综合征[2]，1例心血管畸形[7]，1例全前脑畸形[14]，1例因心脏骤停死亡的多发缺陷婴儿[22]，1例膈疝[4]。还有1例18三体综合征无法完全解释的新生儿死亡及2例临床上有客观原因的早产儿死亡[6]。在1例病例报告中，SERA（+）胚胎发生了复杂的染色体重排，导致染色体2q31及1q32带缺失了7 632 Mb，最后产下了死胎。但是产妇在孕期接受了羊水穿刺术。这种创伤性操作会对母亲及胎儿健康造成影响。所以该操作导致死胎的可能尚不能排除[23]。但染色体重排的存在是可以肯定的，即使该胎儿成功出生，也可能会出现各种缺陷。

已证实非整倍体及染色体重排的发生率在SERA（+）胚胎中更高。SERA（+）卵母细胞组的有丝分裂错误率显著高于非SERA卵母细胞。胚胎细胞在有丝分裂过程中发生分裂失败，形成四倍体，并可能导致胚胎中染色体构型异常[3]。如果在有丝分裂或减数分裂期间发生卵裂失败就会导致胚胎染色体异常。一旦卵裂失败的细胞发育为外胚层滋养细胞，就会出现胎盘异常；如果这些细胞发育为内细胞团，则会导致进一步的卵裂失败，加重胚胎异常，最终影响妊娠结局[3]。一项对SERA（+）卵母细胞的转录组学分析发现，纺锤体组装、染色体分裂相关的基因表达有所下调，这可能会导致非整倍体及染色体重排的发生[24]。

全世界各研究中心对于卵母细胞中SERA（+）的研究结果存在争议。目前这是因为研究中心纳入的病例量均较小，异质性较大。这种异质性的存在可能和以下因素相关：各中心移植的胚胎可能是新鲜的或复苏后的胚胎，但冷冻及复苏胚胎的过程本身就是对胚胎的伤害，所以妊娠结局自然不同；即使都是新鲜胚胎，不同的时期发育潜能也会有差异；第3天的桑葚胚与第5天的优质囊胚植入后的效果自然会有所不同；不同研究中心的促排卵方案更是千变万化；各个方案均是根据患者自身条件个体化制定的，即使是使用同种促排卵药物，用量及使用天数上也会有所不同，难以保证完全统一；各实验室胚胎学家经验不同，使用的显微镜种类及型号不同等等，均会对SERA的甄别及受精与否、胚胎评级产生影响[3]。足够科学性的大样本可重复实验是解决此争议的唯一方法。

4 结语与展望

鉴于已知的严重后果，欧洲人类生殖与胚胎协会（ESHRE）在2011年的大会达成共识：建议丢弃SERA（+）卵母细胞[25]。但一项全欧洲生殖中心范围的调查显示，只有少数中心按照ESHRE共识的建议系统性地废弃SERA（+）卵母细胞[26]。而大约四分之三的生殖中心不会将SERA（+）的情况告知患者。21个生殖中心（17.1%）报告了SERA（+）新生儿出生，这其中还包括1例严重的胎儿畸形。尽管其中健康婴儿的出生是令人振奋的，但不能排除某些并发症被漏报的情况，且远期安全性也有待探索。所以即使健康婴儿出生，依旧缺乏足够证据修正ESHRE共识[27]。

移植了SERA（+）胚胎后出生的婴儿是否会在后期发育中显现不同，目前尚无定论。因此建议生殖科医生密切追踪SERA（+）的卵母细胞，尽量避免移植SERA（+）胚胎。若别无选择，则需充分与患者夫妇沟通，如果获得了他们的同意，就必须对胎儿发育和出生时的婴儿进行严格的随访[28]。以明确SERA（+）与不良临床结局的相关性。收集到更加确切的第一手数据并对此进行分析，是将来研究SERA的重要途径。只有进行大量的动物实验研究及大样本的临床数据调研，才能对SERA（+）卵母细胞做出最恰当的处理。才会为生殖中心胚胎实验室对卵母细胞的操作及移植胚胎的选择提供参考。最终减轻患者辅助生殖过程中的痛苦，早日达到预期的临床结局。