子宫内膜容受性分析在辅助生殖技术中的临床应用进展

赵静，何爱桦，李艳萍*

(1.中南大学湘雅医院生殖医学中心，长沙 410008；2.湖南省女性生殖健康临床医学研究中心，长沙 410008)

自1978年第一例试管婴儿诞生以来，辅助生殖技术(ART)得到了突飞猛进的发展，临床妊娠率从最初的6%提高到目前的47%～57%[1-2]。近些年来，随着促排卵技术和胚胎培养技术的不断改进成熟以及下一代测序技术的广泛应用，整倍体囊胚的获得得到临床保障。但即使移植整倍体囊胚，部分患者仍不能获得妊娠成功[3]。众所周知，成功妊娠依赖于胚胎质量、子宫内膜容受性以及两者之间的协同。如果优质胚胎甚至整倍体囊胚移植后仍未成功妊娠，就需要考虑子宫内膜因素[4-5]。在这样的背景下，越来越多的研究人员开始关注子宫内膜容受性[6-8]。

子宫内膜容受性是指子宫内膜在黄体中期一段有限时间内接受胚胎种植的能力，这段时间称为种植窗(Window of implantation，WOI)[6，9]。既往认为所有女性的种植窗时间是恒定的，出现在自然周期黄体生成素峰值后的6～9 d(LH+6～LH+9d)，或人工周期(Hormonal replacement therapy，HRT)添加孕激素后的4～6 d(P+4～P+6d)[10]。Noyes等[11]在1950年首次描述了人的子宫内膜在增生早、中、晚期以及排卵后2～13 d的组织形态变化，并借此来分析子宫内膜容受性。随后又涌现出诸多利用生化标志物、激素受体、蛋白标志物等评估子宫内膜容受性的研究[12-14]。近年来，随着基因芯片技术和基因测序技术的发展，对子宫内膜容受性的研究更加深入和精准。

一、子宫内膜容受性分析在临床上的应用进展

子宫内膜容受性分析(Endometrial receptivity array，ERA)是基于高通量测序、基因转录组分析、全基因组关联研究等分子基因诊断技术，判断子宫内膜容受性及WOI时间的新方法。

早在2011年，西班牙的研究团队首次利用人工智能和转录组学方法筛选出238个基因来识别子宫内膜容受性处于容受前期、容受期或容受后期[15]，从而产生ERA。紧接着该研究团队进一步证实了ERA较传统的内膜组织学时期评估更精准，且观察者间差异更少，在29～40个月内具有可重复性[10，16]。

2014年Ruiz-Alonso等[17]报告了ERA在经历4次自卵胚胎移植和3次供卵胚胎移植均失败的患者和17位不孕女性中应用的初步研究，进一步证实了ERA在临床中指导个体化移植的价值。2015年，来自印度的一项研究发现在反复种植失败(RIF)人群中，ERA检测出WOI移位发生率高于对照女性(27.5% vs.15.0%，P=0.04)[18]，经个体化胚胎移植(personal embryo transfer，pET)后，整体继续妊娠率为42.4%，种植率为33%；该研究还在持续薄型子宫内膜患者中行ERA，发现即使子宫内膜厚度<6 mm，仍有75%的患者子宫内膜容受性正常，妊娠率可达66.7%。随后相继数篇研究报道了ERA异常的RIF患者经个体化胚胎移植后获得与ERA正常女性相似的临床结局[19-22]，因此建议在不明原因RIF女性中，很有必要行ERA寻找WOI和个体化移植[20]。2018年1例双子宫RIF女性，经过4次人工授精和2次体外受精移植3枚胚胎(其中一次移植到右侧子宫，一次移植到左侧子宫)后仍未成功妊娠，经ERA检测结果提示双侧子宫WOI不同，右侧子宫在P+5为容受期，而左侧子宫处于非容受期，故将胚胎移植至右侧子宫后成功妊娠[23]。

2018年Mahajan等[24]对既往至少1次胚胎移植失败的374例女性行ERA研究，包括338例子宫腺肌病不孕女性和36例正常对照女性，发现子宫腺肌病女性WOI移位率较正常对照女性显著增高(47.2% vs.21.6%)，子宫腺肌病女性经pET后妊娠率达62.5%，因此认为WOI移位是子宫腺肌病女性着床率低的主要因素。

以上大部分研究多为在RIF患者或者预后差的人群中应用ERA，尚未排除胚胎质量的影响。2018年的一项研究在1次以上整倍体囊胚种植失败的人群中应用ERA，结果发现ERA/pET后整倍体囊胚种植率和继续妊娠率显著提高[21]。故建议对该类患者在胚胎移植之前先行ERA，然后再行pET，以避免浪费优质胚胎[24]。2021年，一项单中心前瞻性研究首次将ERA应用到PGS周期，该项研究纳入228个单整倍体囊胚的首次FET周期，其中147例进行ERA/pET，85例进行常规囊胚移植，结果发现59.2%(87/147)的女性存在WOI移位，但个体化移植与常规方法移植后的活产率并无显著差异(56.5% vs.56.6%)，故该项研究不支持在初次行单整倍体囊胚移植前常规行ERA[2]。但也有研究持有不同的观点。在既往≥1次整倍体囊胚移植失败和≥2次供卵周期囊胚移植失败周期中，ERA/pET也不能改善种植率、妊娠率等妊娠结局[25]。有研究将移植至少3次的RIF患者分为中度(移植胚胎3～5枚)和重度(移植胚胎>5枚)，结果发现ERA并不能给RIF患者带来益处，而PGT-A可改善中度RIF人群的妊娠结局，但不能改善重度RIF的结局[26]。这三项研究不同于Tan等[21]的研究结论，可能与以上研究所纳入的研究对象异质性、移植整倍体胚胎类型及数目不同等因素相关。

2018年加拿大Bassil等[27]报告的一项单中心的回顾性研究，纳入的大部分人群为预后良好的患者，研究组共53个周期，为既往0～2次冻胚移植未孕周期，接受ERA并给予个体化囊胚移植；对照组为同一时期未行ERA、常规FET的503名患者，两组妊娠率无显著差异，提示预后好的患者并不能从ERA中获益。

2020年，一项历时5年包含16个生殖中心的RCT研究比较了根据ERA行个体化移植和按照标准时间新鲜周期/冻融胚胎移植两种方法的妊娠结局，研究纳入458位患者(年龄≤37岁)随机给予以上两种移植策略，发现在一年时间内pET较标准时间行新鲜周期胚胎移植/冻胚移植都可获得更高的累积妊娠率和累积活产率，但是首次胚胎移植后的临床结局并无显著差异[28]。该项研究虽为RCT研究，但ERA周期样本量少、脱落率高(50%)、整倍体囊胚移植周期少(3%)，因此该研究的结论仍需大样本的研究进一步证实。

加拿大的一项回顾性研究比较了子宫内膜组织学方法和ERA评估子宫内膜容受性的一致性，纳入97位有胚胎种植失败史的女性接受ERA检测，其中35人同时行组织学检测，结果发现子宫内膜的组织学检测与ERA结果一致性仅40%(14/35)。ERA结果为WOI移位者中有14人选择进行第二次ERA，结果仅3人与第一次结果相符；本研究还检测了ERA在随后的pET中预测胚胎种植和妊娠的能力，结果显示ERA异常经pET后的妊娠率仍低于ERA正常经pET后的妊娠率，这项研究证实有胚胎种植失败史的人群并不能从ERA/pET中获益[29]。

前期关于ERA的研究多在欧洲人群中开展，直到最近我国孙晓溪教授团队才发表了基于中国女性的子宫内膜容受性检测结果，该研究采用下一代测序(Next generation sequencing，NGS)技术筛查到子宫内膜容受性相关基因并建立了子宫内膜容受性预测模型。其实早在2017年，本研究团队与亿康基因公司合作在国内率先开展基于中国不孕女性子宫内膜容受性的基因测序工作，已建立成熟的子宫内膜容受性检测(Endometrial receptivity testing，ERT)模型，并在国内四十余家单位进行临床应用，初步数据显示在RIF患者中根据ERT结果进行个体化胚胎移植后，临床妊娠率显著提高[30]。

二、对于ERA/ERT的几点思考

目前，ERA/ERT技术已在国内、外多家生殖中心开展应用。关于子宫内膜活检本身是否对子宫内膜容受性有影响，既往研究结论不一。2019年发表在《新英兰杂志》上的一项纳入1 364个周期的多中心随机对照试验发现，内膜搔刮组患者和非搔刮组间的继续妊娠率、临床妊娠率、多胎妊娠率、异位妊娠率、流产率无统计学差异[31]。西班牙研究团队也发现，行ERA并在随后6个月或9个月内行pET者的临床结局并无显著差异，可以排除ERA内膜活检对妊娠结局存在影响[19，28]。从经济效益方面讲，首次胚胎移植并获得活产的周期中，行ERA/pET者所需费用较常规FET周期节省约17%～25%[28]。

前期研究发现，即使在预后好的患者中也存在WOI移位，其发生率为7.7%～17.9%[18-19，21]，而RIF患者WOI移位率更高为17.7%～27.5%[18-22]，甚至有文献报道WOI移位率在41%～64%[2，25，27]。如此高的WOI移位率更加迫使我们深入研究ERA/ERT的影响因素和适用指征。子宫内膜基因表达受多个因素的影响，比如扳机药物、黄体支持方案、BMI[32-33]。Comstock等[33]发现肥胖和非肥胖不孕女性窗口期子宫内膜组织转录组存在差异，肥胖不孕女性窗口期内膜中COL16A1、COTL1、HMHA1、KRCL1、XCL1和XCL2显著下调，KRT7、MFAP5、和S100A1显著上调，进而降低胚胎种植率、增加流产率。

此外，有前瞻性对照试验纳入了86名RIF女性和第一次ART治疗的不孕女性37名，比较人工周期中内膜组织病理、免疫细胞、ERA、阴道微生物组学、血中甲状腺激素、维生素D水平、抗磷脂抗体等的差异，发现RIF患者较对照组女性具有更高比例的慢性子宫内膜炎(24% vs.6%)、更低水平的维生素D和孕酮，而两组的阴道微生物组学、免疫细胞构成和ERA并无显著差异[34]。提示对于RIF患者仅针对内膜因素检测和治疗并不能改善RIF患者的结局，应该整体分析，综合治疗[35-37]。

三、结论

新技术时代下产生的ERA/ERT帮助我们更加深入地理解子宫内膜容受性，该技术也为众多RIF患者带来福音。目前，全世界90个国家的1 500个生殖中心使用ERA技术完成了超过150 000次检测；我国也陆续开展了数项多中心临床试验。但对于ERA/ERT的最佳适应证、适宜人群、影响因素以及调控胚胎着床的关键机制尚未阐明，亟需进一步深入探索。