卵母细胞滑面内质网聚集对早期胚胎发育及妊娠结局影响的研究进展

黄 晗，易红艳，马燕琳

（1.海南医学院第一附属医院海南省人类生殖与遗传重点实验室，生殖医学科，海南省地方病（地中海贫血）临床医学研究中心，海南 海口 570102；2.海南医学院热带转化医学教育部重点实验室，海南 海口 571199；3.海南医学院第一附属医院海口市人类遗传资源保藏重点实验室，海南 海口 570102）

随着不孕不育发病率的日益增加，体外受精-胚胎移植技术作为不孕症治疗的重要措施，近年来得到飞速发展，ICSI 是对常规体外受精（in vitrofertilization，IVF）的改进，目前已广泛应用于临床。具体是将单个精子注射到卵母细胞胞质中，从而其使精子数量和质量低的男性，包括无精子症的男性，有机会能够生育自己的孩子。辅助生殖人员进行ICSI 时为提高的注射成功率，进而提高受精率及妊娠率，注射精子之前应在倒置显微镜等设备下尽量挑选优质的卵母细胞作为注射对象，且在注射过程中尽量避免将精子注射到卵母细胞出现形态异常的区域［1］。因此，卵母细胞质量对胚胎发育影响越来越得到重视，卵母细胞的形态评估成为预测胚胎成功着床的重要因素，而在卵母细胞形态评估方面达成国际共识已然成为生殖医学领域的重要目标之一。

1 SERC 对卵母细胞的影响

在临床实践中，卵母细胞的评估通常基于各种胞质内和胞质形态学特征，卵母细胞形态畸形对妊娠结局具有很大的影响。目前已经在人卵母细胞中鉴定出7 种细胞质变形表型包括：黑色/颗粒状、成簇细胞器、SERC、囊泡、坏死区域、细胞器极化皮质耗竭、空泡［2］。其中，1997 年Serhal 等［3］首次在卵母细胞中发现SERC。后续的研究表明卵母细胞内SERC 是一种较为严重的卵母细胞畸形，与较低的受精率、卵裂率、着床率和临床妊娠相关［4］。鉴于SERC 阳性（SERC+）卵母细胞来源的胎儿发生畸形风险较高［5］，2011 年，欧洲人类生殖与胚胎学会（European Society of Human Reproduction and Embryology，ESHRE）胚胎学专家小组在伊斯坦布尔举行的关于胚胎评价的研讨会上达成共识，即不建议使用SERC+卵母细胞进行辅助生殖治疗［6］。但目前就卵母细胞中出现SERC 的分子机制及其对胚胎着床率、妊娠率、和流产率、畸胎率及临床妊娠结局影响的分子机制尚未明确，临床工作中若全部舍弃SERC+卵母细胞将不利于卵巢功能储备不足等患者的辅助妊娠。因此，大部分生殖中心仍会选择性的将SERC+卵母细胞用于辅助生殖治疗［7］。2017 年，专家小组修订了伊斯坦布尔共识，并建议临床工作者应根据具体情况来考虑是否使用SERC+卵母细胞进行辅助生殖治疗，建议对SERC+卵母细胞来源的体外受精胚胎移植后进行严格的随访［8］。

内质网（endoplasmic reticulum，ER）是一种管状的细胞质结构，由附着于核膜的成对的膜构成，几乎所有的细胞都含有内质网结构，新的研究证据表明，内质网在卵母细胞或胚胎的应激反应以及减数分裂纺锤体的调控中起着至关重要的作用［9］。在具有蛋白分泌功能的细胞中高度发达，其中附有大量核糖体的内质网被称为粗面内质网（rough endoplasmic reticulum，RER）。无核糖体附着的内质网称为滑面内质网（smooth endoplasmic reticulum，SER）。SER 作为卵母细胞质中最常见的细胞器之一，通常为小的膜管和膜囊状结构，其在卵母细胞中最重要的生理功能是钙的储存和再分配。在受精过程中，精子进入卵母细胞会触发一系列细胞内游离钙的释放，这是SER 中一系列钙释放和再摄取的结果。精子进入卵母细胞后通过一系列钙释放和再摄取进程从而触发细胞内游离钙的波动，其中钙释放主要是通过卵母细胞的磷酸肌醇途径介导的，这可能是由卵母细胞受体Juno 与Izumo 1 精子蛋白相互作用后，酪氨酸激酶激活的酪氨酸激酶激活了磷脂酶C 所的诱导。磷脂酶C 导致磷酸磷脂酰肌 醇4，5-双 磷 酸 酯（Phos-Phatidylinositol 4，5-Bisphosphate，PIP2）水解为肌醇1，4，5-三磷酸酯（inositol triphosphate，IP3）和二酰基甘油。另一个假说认为，在精卵融合后，可溶性磷脂酶C 亚型zeta（phospholipase C，PLC）从精子扩散到卵原体，并开始裂解PIP2。在这两种假说中，信号级联均以IP3与其在SER 表面上的受体的结合以及随后的钙释放诱导而结束［10］。SERC 是一种胞质内二态性，一般出现在减数分裂Ⅱ期卵母细胞中。目前研究认为其可以干扰受精过程中钙的储存和振荡，SERC的出现可能与胚胎发育异常临床结局相关，卵母细胞内SERC 的出现会影响细胞内钙离子的储存与释放，SERC 形成的异常分布模式可能参与细胞内Ca2+信号传导的异常调节，但其机制及原理目前并未阐明［11］。Shaw-Jackson 等根据现有研究成果统计分析表明，SERC 的形成与患者年龄，获得卵母细胞的平均数，卵巢子宫内膜异位症的存在或子宫内膜的厚度没有直接关系［12］。

2 卵母细胞出现SERC 的分子机制

尽管卵母细胞内出现SERC 的原因及机制尚未阐明，但在目前的研究中发现SERC+卵母细胞周期中hCG 给药当天的血清雌二醇水平比没有出现SERC 的卵母细胞更高，因此多数学者认为SERC的出现与血清雌二醇浓度升高有关。SERC 的产生也可能是细胞质成熟延迟的标志，因此卵母细胞中雌二醇水平升高可能作为SERC 易感性的指标［13-15］。出现SERC 的卵母细胞促排卵刺激的时间较长，卵泡刺激素（follicle-stimulating hormone，FSH）的起始量和使用总量更大，黄体生成激素（luteinizing hormone，LH）峰提前，这些都将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［16，17］。卵巢刺激的持续时间和药物使用剂量可能是周期中出现SERC 的 危 险 因 素［18，19］。此 外，由 于SER 释 放 的Ca2+在卵母细胞成熟、受精和早期胚胎发育中起着关键作用，因此对SERC+卵母细胞中Ca2+信号的研究可能有助于了解SERC 形成的原因和对卵母细胞成熟及妊娠的影响［20］。

3 卵母细胞SERC 对胚胎质量的影响

在SERC 对胚胎发育影响的研究中，不同的研究团队往往得出不同的结论。既往多项研究表明ICSI 周期中SERC+周期与SERC-周期受精率无明显差异，Hattori 等［21］通过分析行ICSI 的2 158 名患者3 578 个周期后发现在SERC 阳性周期和SERC 阴性周期中，卵母细胞受精率（71.2%vs.70.3%，P=0.47），囊胚形成率（43.0%vs.42.6%，P=0.84），种植率（16.6%vs.16.6%，P=1.00），胚胎移植的临床妊娠率（20.0%vs.17.8%，P=0.75）和流产率（30.3%vs.30.2%，P=0.72）未见明显差异。同年，Shaw-Jackson 等［12］对从2011 年7 月至2014 年6 月期间在位于巴西的私立大学附属IVF 中心接受ICSI 患者的数据进行分析比较发现，SERC 阳性周期和SERC 阴性周期两组在受精率和第2 天、第3 天优胚率上并无统计学差异，囊胚形成率，第5 条优胚率和可移植胚胎数量也相似，但SERC+周期中SERC+卵母细胞来源胚胎的着床率较SERC-卵母细胞来源胚胎的着床率低（14.8%vs.25.6%，P＜0.001）。但在Wang 等［22］的研究中发现卵母细胞中出现SERC 会显著影响囊胚发育速度（73.3%vs.55.9%，P＜0.05）。并认为卵母细胞中SERC 的存在可能会对囊胚质量和囊胚发育速度产生负面影响。

2017 年，Itoi 等［23］的研究结果类似，统计结果表明SERC+卵母细胞和SERC-卵母细胞在受精率（64.2%～81.8%）和D3 优胚率（37.6%～46.5%）上无明显差异。

在另一项研究中同时比较传统IVF 中SERC 阴性周期和SERC 阳性周期的受精率，结果均提示两种体外受精方式中SERC 阳性周期中受精率均显著降低［18］。由此可见，SERC 阳性周期对胚胎发育的影响尚不能得出明确结论。

2014 年Hattori 等［20］研 究 发 现ICSI 周 期 中SERC+卵母细胞受精率较SERC-卵母细胞降低，差异具有统计学意义。Otsuki［15］及其同事通过时差成像系统，发现SERC+卵母细胞更易发生卵裂失败，两组间差异同样具有统计学意义。2016 年Itoi等［13］采用时差成像系统观察发现与SERC-卵母细胞来源囊胚相比，SERC+卵母细胞来源囊胚的D5优胚率明显降低。另有几项研究报道SERC 对胚胎着床的不利影响，SERC+卵母细胞来源胚胎具有更低的着床率［21-23］。临床上选择优质胚胎更有利于后续的胚胎着床及临床妊娠，以上研究结果提示SERa+卵母细胞对于胚胎发育的不利影响。

4 卵母细胞SERC 的出现对胎儿结局的影响

大多数研究表明SERC+和SERC-周期以及SERC+和SERC-卵母细胞来源胚胎的临床妊娠率无 显 著 差 异［24，25］。Shaw-Jackson 等［12］发 现SERC+周期中SERC+卵母细胞来源胚胎与SERC-卵母细胞来源胚胎相比，两组间不仅临床妊娠率无明显差异，流产率也相似。但既往研究报道的SERC 致畸风险一直是国内外辅助生殖领域的关注焦点［26，27］。

Akarsu 等［28］报道了一例罕见病例，在连续三个周期ICSI 周期中，募集到的所有卵母细胞均发现SERC，第一个周期移植3 枚D3 一级胚胎，未获得临床妊娠。第二个周期中移植4 枚D3 一级胚胎获得临床妊娠，但在妊娠18 周时的超声筛查提示胎儿全脑畸形。遂后行引产术终止妊娠，术后胎儿尸检提示胎儿无脑、单脐动脉。在第三个周期同样获得临床妊娠，妊娠18 周时的超声筛查再次提示异常，具体表现为：胎儿颅内脑室扩大，双手握拳以及肠道高回声。36 周行剖宫产术，分娩一活男婴，出生后随访又相继观察到动脉导管未闭、脑沟发育不全以及右外耳道闭合、多囊肾等。而后新生儿因出现呼吸抑制，于出生后14 d 死亡。这些研究报道提示卵母细胞内SERC 的出现可能与胎儿结局异常有关。也正是基于这些研究结果，2011 年制定的Alpha/ESHRE 共识明确指出不建议将SERC+卵母细胞进行体外授精，但彼时仍不清楚SERC+卵母细胞能否最终分娩出健康新生儿［6］。

在该共识发布后不久，2013 年Mateizel 等［29］报道了第一例SERC+卵母细胞来源的健康婴儿娩出。2017 年专家小组修订了2011 年的共识，建议临床辅助生殖过程中，根据具体情况决定是否将SER+卵母细胞用于下一步的体外受精，同时建议对妊娠过程及分娩的后代进行严格的随访记录，为后续临床上决定是否舍弃SER+卵母细胞提供更有说服力的证据［8］。

但此后在2018 年，又有研究者报道一例致畸病例。其发现SERC+卵母细胞胚胎发生复杂的染色体重排的报道，具体涉及两条染色体上的3 个断裂位点，最终导致染色体相互易位，并隐含2q31 带缺失，该孕妇行羊膜腔穿刺术后一周后羊膜腔破裂，分娩出一死胎。尽管死胎的原因可能是羊膜腔穿刺引发的并发症，但该胎儿染色体重排，即使最终胎儿能顺利出生，也不排除有出生缺陷的可能［30］。

5 结论与展望

目前，SERC 作为一种已被报道的卵母细胞表型变异正引起该研究领域的广泛关注，结合目前国内外研究结果，建议临床工作中可将SERC+卵母细胞进行体外受精，但仍应尽量避免使用SERC+卵母细胞来源胚胎进行移植，在使用SERC+卵母细胞进行辅助生殖治疗时应将相应的风险及其不确定性充分告知患者及其家属，并获得其知情同意后才行体外移植。考虑到目前SERC+卵母细胞来源胚胎移植结局相关研究报道的缺乏，在今后的研究工作中仍需要更大的样本量及对SERC+卵母细胞来源胚胎分娩后代进行更长时间随访才能对SERC 出现的原因及其对妊娠结局的影响有更进一步的认识。随着临床实验技术的发展和研究方法的进步，今后有望在分子机制水平上进一步阐明SERC 在卵母细胞中的产生机制及其对受精和妊娠的影响。

作者贡献度说明：

黄晗：提出研究方向、选题、收集相关文献信息、论文撰写；马燕琳：论文审核；易红艳：论文修改。

所有作者声明不存在利益冲突关系。