选择性单胚胎移植在高龄女性中应用面临的挑战及困境▲

黄映琴 黄冬梅 黄 玲 张 波

(广西壮族自治区妇幼保健院生殖中心,广西南宁市 530002)

【提要】 三孩政策的实施使得高龄助孕女性增多,高龄女性行辅助生殖技术助孕后多胎妊娠及子代出生缺陷问题凸显,如何在遵循有利于患者及保护后代等伦理原则下帮助高龄女性安全实现再生育愿望亟须重视。一次移植多枚胚胎是导致多胎妊娠的独立影响因素。目前,国内外尚无实施选择性单胚胎移植的严格规定,本文就如何减少高龄助孕女性多胎妊娠及子代出生缺陷的同时提高其胚胎着床率的热点问题,针对高龄女性行选择性单胚胎移植的现状及面临的挑战进行阐述。

高龄女性(年龄≥35岁)的卵巢储备功能减退,卵母细胞数量及质量明显下降,胚胎染色体异常率增加,常出现妊娠率低、流产率高、活产率低及胎儿畸形率高等问题[1],有合并症的高龄女性的不良母婴结局发生率更高[2]。我国三孩政策的实施引发了新一轮高龄女性生育的峰潮和压力,而更多的高龄女性再生育需要借助辅助生殖技术(assisted reproductive technology,ART)。为了提高临床妊娠率,减少助孕周期数,减轻助孕女性的焦虑情绪,生殖中心医师往往会移植多枚胚胎,而获得多胎妊娠的高龄女性发生各种妊娠并发症和合并症的风险明显增加[3]。因此,选择性单胚胎移植(elective single embryo transfer,eSET)技术在高龄女性中的应用显得尤为重要,但亦面临诸多困难。如何在遵循有利于患者及保护后代等伦理原则下帮助高龄女性实现安全的再生育愿望,是生殖学科医护人员面临的严峻考验。本文针对高龄女性进行eSET所面临的挑战及困境等进行阐述。

1 高龄女性多胎妊娠的相关风险及eSET临床应用情况

多胎妊娠是人类ART的并发症,而不是ART成功的标志,ART的目标是诞生一个健康的婴儿[4]。研究表明,多胎妊娠增加了胎儿和婴儿的死亡率和相关疾病的发生率,与单胎相比,多胎妊娠导致胎儿死亡的风险增加约5倍,新生儿的死亡风险增加7倍,脑瘫的发生风险增加4倍[5]。2021年,国内一项大型出生队列研究显示,在ART助孕下,多胎妊娠所致的子代出生缺陷是单胎妊娠的两倍[6]。高龄是孕产妇在围产期发生不良结局的危险因素,其自然流产、早产、妊娠期糖尿病、先兆子痫、死产、染色体异常和剖宫产的风险均增加,同时还可导致如小于胎龄儿和宫内生长受限、新生儿出生后Apgar 评分低、新生儿入住重症监护室和发生自闭症谱系障碍等不良结局[3]。另外,在通过ART助孕的高龄孕妇中,有瘢痕子宫史的患者数量较多,而瘢痕子宫容易引发瘢痕妊娠、凶险性前置胎盘、子宫破裂、产后出血、产时子宫切除等,严重威胁母胎健康[7]。由此可见,如高龄叠加多胎妊娠则会“雪上加霜”。因此,如何避免高龄女性多胎妊娠是健康生育研究的重要内容。

eSET已被公认为能有效降低多胎妊娠率并可维持总体妊娠率的有效方法。但eSET应用于高龄女性是否同样有效,不少学者针对该问题展开了研究。Niinimäki等[8]回顾性分析了628名接受体外受精或卵胞浆内单精子注射治疗的40～44岁女性的临床资料发现,与接受卵裂期双胚胎移植的女性相比,接受卵裂期单胚胎移植的女性可获得相似的活产率(分别为11.0%、13.6%)和相对较低的双胎分娩率(分别为7.5%、0)。Tannus等[9]对148名接受选择性单囊胚移植的高龄(40～43岁)女性和162例名接受选择性双囊胚移植的高龄(40～43岁)女性进行回顾性研究发现,相较于双囊胚移植,单囊胚移植可显著降低多胎率,但并不影响活产率。由此可见,eSET在高龄女性中的应用效果较好。然而,临床上这一方法仍然难以普遍应用于高龄女性,其中胚胎筛选方法及其局限性为重要的影响因素。

2 高龄女性eSET的胚胎筛选方法及其面临的挑战

挑选最有发育潜力的胚胎进行移植是eSET成功的关键。对于高龄助孕女性而言,如何选择具有高发育潜能的胚胎进行移植对尽早实现成功妊娠至关重要。近十余年来,胚胎筛选方法有了较大改进,已从传统的胚胎形态学评分发展到延长体外培养时间、胚胎植入前非整倍体遗传学检测(preimplantation genetic testing for aneuploidy,PGT-A)、代谢组学分析等技术。研究发现,高龄女性采用相关技术进行eSET,可有不同程度的获益。Ubaldi等[10]的研究显示,年龄>35岁女性通过延长体外培养时间及胚胎植入前遗传学筛查进行eSET,不仅可降低多胎妊娠率,而且还可维持累积妊娠率。郝永秀等[11]发现,基于囊胚期活检的 PGT-A可显著提高≥38岁助孕女性在单囊胚解冻移植周期中的生化妊娠率、临床妊娠率及活产率,并显著降低流产率。Hardarson等[12]将接受ART的患者分为对照组(采用形态学方法进行筛选,患者中位年龄36岁)和联合组(采用代谢组学和形态学方法进行筛选,患者中位年龄35岁)进行研究,结果显示,采用代谢组学和形态学方法对培养到第2天的胚胎进行筛选并行eSET,可能更有利于筛选优质胚胎;而采用形态学方法对培养到第5天的囊胚进行eSET,似乎可获得更好的结局。然而在临床实践中,胚胎筛选方法仍存在一定的局限性,在实施eSET时选择适宜的胚胎筛选方法仍面临一定的挑战。

2.1 胚胎形态学评分 胚胎形态学评分是目前临床评价胚胎质量的常用方法和基础手段,也是高龄助孕女性行eSET时用于筛选胚胎的传统方法。 胚胎形态学评分包括原核评分、卵裂期胚胎评分、囊胚评分等,这些评分都是根据胚胎不同发育阶段的“样貌”来评判胚胎质量,即停留在“以貌取胚”阶段,存在一定的局限性。研究表明,在年龄<30岁的女性中,原核评分高者囊胚形成率更高,且染色体正常胚胎比例更高;而在年龄>38岁的女性中,原核评分高者并不能获得相同的结果,甚至有部分原核评分高的女性不能获得妊娠[13]。Fragouli等[14]分别对卵裂期胚胎和囊胚进行形态学评估,发现有77%形态学良好的胚胎存在染色体异常,有49%的优质囊胚存在染色体异常,由此认为,即使将形态学评分最佳的卵裂期胚胎或囊胚移植到子宫,仍然存在较高的染色体异常的风险;其在对这两种不同发育阶段的胚胎进行评估时还发现,年龄≥37岁女性的胚胎染色体异常率较年龄<37岁女性更高。由此可见,基于胚胎形态学评分筛选胚胎的准确性非常有限,这一问题在高龄女性中尤为突出。

2.2 延长体外培养时间 研究显示,与卵裂期胚胎移植相比,囊胚移植的植入率更高,染色体异常率更低,因此将胚胎培养时间延长至囊胚阶段是筛选出“更好”的胚胎的有效方法之一[15]。这种方法对于行eSET的高龄女性似乎更有利,然而延长培养时间有在培养过程中胚胎发生停滞的风险。Warshaviak等[16]的研究显示,与年龄<38岁的女性相比,年龄≥42岁的女性出现停滞于4～7细胞阶段的胚胎比例更高,且年龄≥42岁的女性能够获得达到8细胞阶段的胚胎比例更低。Pantos等[17]发现,年龄≥40岁的女性的囊胚形成率(22%)明显低于年龄<40岁的女性(41%)。胚胎基因组的激活始于4～8细胞阶段[18],而高龄女性囊胚形成率低的主要原因是其早期胚胎经历这种激活的能力较低。此外,有研究显示,高龄患者D5 胚胎的发育相对迟缓,即具有充分扩张囊胚腔的囊胚较少,且非整倍体发生率更高[19]。上述研究表明,高龄女性更难获得囊胚阶段的优质胚胎,在eSET时延长体外培养时间至囊胚期有可能导致无可移植胚胎而取消新鲜移植周期。但也有学者发现,囊胚培养和囊胚移植可以显著提高每个胚胎移植周期的妊娠率,并且可能适用于一些无临床预后不良高危因素的高龄患者[20]。因此,目前没有证据表明可以将高龄患者排除在采用延长体外培养时间进行胚胎筛选的人群之外,但对于有临床预后不良高危因素的高龄女性,延长体外培养时间的局限性仍不容忽视,其适应证有待深入探究。

2.3 PGT-A 有研究表明,卵母细胞的端粒长度随着年龄的增加而逐渐缩短,这可导致遗传物质不稳定而细胞减数分裂和有丝分裂过程中发生染色体不分离,纺锤体畸形,胚胎发育停滞,以及胚胎染色体异常率增加[21]。胚胎染色体异常率在年龄≤35岁女性中为46.9%,在35～38岁女性中为59.7%,而在年龄>38岁女性中可高达75.4%[22]。针对存在胚胎染色体异常高风险的高龄女性,可以通过PGT-A筛选出染色体整倍体胚胎进行移植,从而降低胚胎植入失败率和流产率,最大限度地提高辅助生殖成功率。2021年一项有关高龄女性行PGT-A的Meta分析显示, PGT-A 可以较好地评估胚胎的整倍体状态,在囊胚期活检行PGT-A的高龄女性的持续妊娠率和活产率较行荧光原位杂交技术检测者更高[23]。因此,利用PGT-A筛选胚胎有助于提高高龄女性行eSET的成功率。然而,对于PGT-A的临床应用尚存在不少争议,PGT-A的实施亦存在局限性:(1)高龄女性的卵子数量随着年龄的增长而减少,因此大多数高龄女性的胚胎很难培养至囊胚期,最终导致没有胚胎用于囊胚期活检,而卵裂胚活检可能降低囊胚形成率,检测结果的假阳性和假阴性比率相对较高,可用胚胎率、临床妊娠率相对较低[24]。(2)活检后的胚胎往往需要冻存,待遗传检测结果为可移植胚胎后方可行复苏移植,而与新鲜移植周期相比,胚胎冷冻复苏周期增加了孕妇先兆子痫、大于胎龄儿的发生风险[25],其对后代的长期影响值得进一步研究。(3)胚胎活检是一种有创的侵入性操作,不同的胚胎活检方法对被检胚胎均有不同程度的损伤,PGT-A对于胎儿的潜在伤害、出生子代健康及女性孕期并发症的影响还有待进一步研究。

2.4 代谢组学分析 代谢组学分析通过气相色谱分析、拉曼光谱分析和近红外光谱分析等技术来确定存在的代谢物及其性质,并可量化代谢物,其已被应用于囊胚腔液、胚胎培养基等的成分分析中,其相较于基因组学、转录组学、蛋白质组学可提供更多的胚胎信息。2019年,Liang等[26]使用拉曼光谱分析对87个已知遗传结果的人类废胚胎培养基样品行整倍体倍性检测(其中23个样品供者为年龄35～41岁的高龄女性),总体准确性可达95.9%,与PGT-A的检测结果一致。还有学者联合采用液相色谱和气相色谱法分析了9名女性(其中5名年龄为35～38岁)不同级别的囊胚培养基样品中的469 种有机酸代谢物,结果显示代谢组学分析有助于评估胚胎质量,可用于挑选具有更高存活率的胚胎[27]。因此,代谢组学分析有可能成为评估胚胎质量的非侵入性方法,目前其在高龄女性eSET的研究中已受到越来越多的关注。然而,一项Meta分析纳入了4项使用近红外光谱分析技术对年龄为18～43岁女性的胚胎培养基进行检测的随机对照研究,分析结果显示,没有证据表明植入前胚胎的代谢组学评估结果对ART结局有影响,也没有充分的证据支持或反对将代谢组学应用于ART[28]。此外,代谢组学分析还需要对胚胎进行单一培养,但业内普遍认为成组培养优于单一培养[29]。鉴于代谢组学分析自身的局限性及其在高龄女性患者中应用的有限性,今后仍需开展更多的临床研究以证实该方法在高龄女性eSET的胚胎筛选中的应用价值。

3 高龄女性行eSET的全球趋势及临床推广面临的困境

3.1 高龄女性行eSET的全球趋势及相关政策 虽然eSET的胚胎筛选方法尚不完善,但全球高龄女性行eSET的比例持续上升。美国疾病预防控制中心发布的数据表明,2007—2016年美国年龄为36～37岁、38～40岁、>40岁的高龄女性行eSET的比例均在上升[30]。2021年,国际辅助生殖技术检测委员会对76个国家共2 746个ART中心的193万个ART周期开展了全球调研,结果显示,全球新鲜周期单胚胎移植率从2010年的30%上升至2014年的40.0%,2014年冻融周期单胚胎移植率达到61.6%;澳大利亚、新西兰、芬兰、日本的新鲜单胚胎移植率分别高达77.8%、83.3%、79.8%、78.2%,且在新鲜单胚胎移植的女性中,年龄≥35岁女性的占比均超过50%[31]。

部分国家制定了符合本国国情的eSET指南[32],其中包含针对高龄女性的条目。加拿大指南建议在至少有2个优质胚胎可用时,预后好(至少有两个高质量胚胎可供移植)的高龄(36岁和37岁)女性应该考虑eSET;比利时指南提出,35岁的高龄助孕女性必须行eSET。芬兰、荷兰、挪威、丹麦等国虽然没有出台专门针对单胚胎移植的法规,但eSET已被广泛应用;而瑞典则规定,除特殊情况外,原则上只允许移植1枚胚胎。2018年我国发布了《关于胚胎移植数目的中国专家共识》[33],其中提到无论任何年龄、移植周期次数,建议每周期移植胚胎数目都不超过2枚,并通过eSET策略,减少移植胚胎数目以降低多胎妊娠率,对于存在子宫因素不宜双胎妊娠者,例如瘢痕子宫、子宫畸形或矫形手术后、子宫颈机能不全或既往有双胎妊娠流产/早产等女性,推荐行eSET。 尽管各国指南或共识的制定为部分高龄女性进行eSET提供了实践依据,但尚无明确针对年龄≥38岁的高龄女性的eSET指南,这反映出目前该年龄段女性行eSET仍存在不确定性。在全球高龄女性助孕比例和eSET比例不断攀升的国际形势下,高龄女性行eSET的适应证仍需要开展更多的研究深入探讨。

3.2 高龄女性行eSET面临的困境 虽然全球行eSET高龄女性的比例不断上升,不少国家也制定了符合本国国情的eSET指南,但在大多数国家,高龄女性行多胚胎移植依然是主流。这种现象与多种因素有关[32]:(1)在临床上,患者及初入ART行业的医生往往会追求多胚胎移植带来的更高妊娠率而忽视多胎妊娠的风险,如果选择eSET则需要经历更多助孕周期才能达到相似的妊娠率,对于高龄助孕女性,这似乎更易引发医患焦虑,令双方都难以接受;(2)ART中心缺乏良好的胚胎冻融技术;(3)缺乏可用于预测高龄eSET患者的高发育潜能胚胎的良好模型;(4)缺乏准确评估胚胎质量的方法等。以上因素均直接影响eSET在高龄女性中的推行。同时,eSET在高龄女性中的应用受阻也受到一些社会因素的影响,例如缺乏国家政策的引导;社会不认为双胎妊娠有风险;有些国家甚至禁止冷冻胚胎;患者对双胎妊娠的渴望;有些国家完全尊重患者的自主权,患者拥有最终选择权等。此外,ART治疗项目无政府层面的经济资助也极大地影响了eSET的推行。

在实施三孩政策后,我国高龄助孕女性增多,因此eSET对于有效避免因多胎妊娠所致的产科并发症、围产儿并发症有着更为重要的意义[34]。然而,目前我国在eSET临床应用推广中仍存在很大阻力,主要有:(1)高龄女性卵巢储备功能低下,即使选择ART助孕也会受助孕时间的限制,为了追求单次移植成功妊娠率,缩短受孕时长,大部分医生和患者希望通过一次移植多枚胚胎来提高妊娠率;(2)大多数患者对eSET有抵触心理,只关注短期内的成功率,往往忽略了后期多胎妊娠所带来的风险和远期影响,没有真正认识到eSET的优点与重要性;(3)移植胚胎次数增加会造成治疗费用增多,而在我国大多数省份ART尚不纳入医保范畴,其费用均需患者自行承担,再次移植会增加患者的经济负担等;(4)虽然行eSET时挑选胚胎的方法不断地更新迭代,但目前尚无安全有效且经济的检测手段来精确选择最有发育潜能的胚胎进行移植;(5)行政管理及专业评价指标未引入“累积活产率”的概念,而是更加强调“单次移植的临床妊娠率”,从而导致更多生殖医学临床工作者为达到行政管理及专业评价标准而移植更多胚胎,忽视多胎妊娠给患者和社会带来的近期和远期风险。上述多种因素阻碍了eSET在高龄女性中的应用。

4 小结与展望

2021年我国三孩政策的实施使更多的高龄女性进入妊娠、分娩阶段,多胎妊娠给医疗卫生体系和患者家庭都带来巨大的经济负担和风险。针对高龄多胎妊娠所带来的一系列影响母婴健康安全的问题,在遵循有利于患者及保护后代等伦理原则下,实施eSET迫在眉睫。因此要加强对eSET指征的研究,只有严格把握eSET的指征,权衡利弊,才能在不降低累积妊娠率的情况下有效减少医源性多胎妊娠的发生,改善母婴结局,这将更符合我国妇幼卫生发展坚持的“母亲安全,儿童优先”的宗旨。