人類輔助生殖技術(shù)對(duì)子代生存質(zhì)量影響的研究進(jìn)展

樂 芳，金 帆 綜述

(浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬婦產(chǎn)科醫(yī)院生殖中心，浙江 杭州 310006)

自1978年第一例體外受精(in vitro fertilization，IVF)嬰兒Louise Brown誕生以來(lái)，通過(guò)ART出生的嬰兒數(shù)量已超過(guò)300萬(wàn)［1］。然而，人類輔助生殖技術(shù)(assisted reproductive technology，ART)的應(yīng)用范圍越廣泛，可能出現(xiàn)的相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)越大［2］。人為地促排卵和穿刺取卵可能影響到卵巢的激素分泌及卵巢結(jié)構(gòu)的改變;精子及胚胎暴露于體外、凍存操作等可能改變它們?cè)嫉慕Y(jié)構(gòu)以及增加表遺傳風(fēng)險(xiǎn);卵胞漿內(nèi)單精子注射技術(shù)(intracytoplasmic sperm injection，ICSI)過(guò)程跨越了自然選擇過(guò)程，存在將精子的缺陷遺傳給子代的危險(xiǎn);胚胎植入前遺傳學(xué)診斷(preimplantationgenetic diagnosis，PGD)雖然將傳統(tǒng)的產(chǎn)前診斷提前到了妊娠發(fā)生之前，有著極其廣泛的應(yīng)用前景，但是PGD的高度創(chuàng)傷性操作，其對(duì)胚胎在各水平的損傷都是有可能的。除了這些輔助生殖技術(shù)本身的影響，各種外界影響導(dǎo)致的不孕不育因素本身可能與早產(chǎn)、新生兒死亡、腦癱也有著一定的聯(lián)系［3］。

隨著全世界由ART產(chǎn)生的子代人數(shù)超過(guò)百萬(wàn)，關(guān)注這些ART孩子和自然受孕的孩子在生存質(zhì)量存在的差異已成為嚴(yán)峻的任務(wù)，本綜述主要從ART子代的健康情況進(jìn)行總結(jié)分析。

1 ART導(dǎo)致多胎妊娠的發(fā)生

1.1 ART多胎妊娠的高發(fā)率 為了保證ART的成功率，臨床上常植入多個(gè)受精卵至宮腔內(nèi)，多胎妊娠率被認(rèn)為是ART的主要風(fēng)險(xiǎn)之一。Schieve等［4］將美國(guó)42463 例ART孩子同自然出生(naturally conceived，NC)的3389 098例孩子進(jìn)行比較，結(jié)果顯示ART孩子中雙胎妊娠率高達(dá)43%，三胎妊娠率占12%，四胎及更多胎率也達(dá)到1%，明顯高于NC的孩子。同樣Koivurova等［5］對(duì)芬蘭北部1990～1995年出生的306名IVF新生兒進(jìn)行研究，其中154例為單胎妊娠，僅占總數(shù)的50.3%，而雙胎123例、三胎25例和四胎4例，其比例分別為40.2%、8.2%、1.3%。另外，Pinborg 等［6］統(tǒng)計(jì)了丹麥8602 名ART嬰兒，也發(fā)現(xiàn)ART子代中雙胎率高達(dá)40%。

1.2 多胎妊娠相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn) 多胎妊娠同許多生育風(fēng)險(xiǎn)因素相關(guān)，包括早產(chǎn)、低出生體重、新生兒疾病、先天性畸形等，如雙胎導(dǎo)致早產(chǎn)比率高達(dá)44%，而單胎只有6%［7］。有研究示雙胎的死亡率是單胎的6倍［8］。針對(duì)這個(gè)問題，最近幾年許多生殖中心主要通過(guò)減少移植子宮的胚胎數(shù)，達(dá)到降低多胎妊娠及減少相應(yīng)的生育風(fēng)險(xiǎn)。Kallen等［9］對(duì)從1982年 －2007年出生的31850 例的IVF子代進(jìn)行調(diào)查研究，結(jié)果示:在減少胚胎移植數(shù)后，IVF子代的多胎妊娠率由30%降到了5%，但是先天性出生缺陷的發(fā)病率卻沒有明顯改變。單胚胎移植與雙胚胎移植比較，有著相同的懷孕率，但減少多胎妊娠的發(fā)生并不能完全減少ART子代圍產(chǎn)期的風(fēng)險(xiǎn)，ART單胎同自然單胎比較，同樣存在早產(chǎn)、出生低體重及先天性出生缺陷等高風(fēng)險(xiǎn)幾率。

2 ART子代體重改變及其引起相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)

大量調(diào)查數(shù)據(jù)顯示:ART子代與NC子代(6個(gè)月～12歲)在生長(zhǎng)發(fā)育包括體重、身高、頭圍上沒有明顯的差異［10-12］;PGD子代與NC子代(3個(gè)月到4歲)在生長(zhǎng)發(fā)育上也沒有發(fā)現(xiàn)明顯差異［13］。與這些研究相反的另一些研究認(rèn)為，與NC子代相比，IVF子代的出生低體重發(fā)生率明顯增高［14］。Makhoul等［15］對(duì) 1995 年－1999年出生的6～10歲的出生低體重兒童進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)IVF及促排卵兒童的身高明顯高于NC兒童。最近，新西蘭的一篇報(bào)道顯示:5～6歲IVF或ICSI兒童的身高顯著高于同齡NC兒童，并且血清中有高水平的 IGFI及IGFII［16］。Ceelen 等［17］觀察了出生到 4 歲的IVF子代的生長(zhǎng)發(fā)育，發(fā)現(xiàn)在3個(gè)月及6個(gè)月時(shí)，IVF子代體重/身高低于NC子代;但在3個(gè)月到1歲期間，IVF嬰兒的體重/身高的增長(zhǎng)速度比正常嬰兒更快。另外，IVF兒童生長(zhǎng)至8～18歲時(shí)較NC同齡兒童有著更高的血壓及血糖，同時(shí)皮下脂肪量也較多。IVF子代早期體重的異?？赡芘c心血管疾病密切相關(guān)，但是需要更多的研究去追蹤IVF子代到成年期。

3 ART子代出生缺陷的發(fā)生率

3.1 一般出生缺陷 IVF子代的出生缺陷的發(fā)生率早在1980年初就已被關(guān)注，在ICSI技術(shù)出現(xiàn)后則更受重視。ART子代在排除不孕因素影響后，出生缺陷發(fā)生率仍較NC子代增加 40%［18］。Agarwal等［19］報(bào)道，ICSI出生嬰兒的先天畸形發(fā)生率高達(dá)7.9%，高于NC嬰兒的2.7%。Reefhuis等［20］對(duì)美國(guó)ART子代進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，ART子代心臟中隔缺陷、唇裂、食管閉鎖及肛門閉鎖的發(fā)生率較NC子代增加。瑞典對(duì)2001年到2007年出生的15570 例IVF單胎與5689 157例NC單胎進(jìn)行比較，排除出生年齡、父母年齡、胎產(chǎn)次、吸煙等因素影響，研究結(jié)果示:在心血管畸形、肢復(fù)位缺陷、神經(jīng)管缺陷、食管閉鎖等方面上IVF子代發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)較NC子代增高［21］。另外，德國(guó)對(duì)4～6歲的276例ICSI足月單胎兒與273例NC單胎進(jìn)行比較時(shí)，發(fā)現(xiàn) ICSI男孩有高比例的隱睪［22］。有關(guān)ART技術(shù)本身與出生缺陷的發(fā)生關(guān)系目前尚不清楚，由于大多數(shù)接受ART治療的孕婦都有不孕病史，且經(jīng)歷了許多針對(duì)不孕癥的治療，這些ART嬰兒的出生缺陷究竟是孕婦的原發(fā)病導(dǎo)致的還是其后各種治療引起的，仍需要大量的資料來(lái)加以證實(shí)。

3.2 基因印跡缺陷 印跡基因是指只表達(dá)親本一方的遺傳信息，而另一方處于關(guān)閉狀態(tài)的一類基因。印跡基因參與胚胎發(fā)育、胎盤功能和神經(jīng)發(fā)育，印跡基因表達(dá)異常與人類多種疾病、發(fā)育異常和惡性腫瘤有關(guān)，常見的有:安吉曼綜合征(angelman syndrome，AS)、臍疝-巨舌-巨大發(fā)育綜合征(beckwith-Wiedemann syndrome，BWS)和普-威綜合征(prader-Willi syndrome，PWS)等。近年來(lái)，有觀點(diǎn)認(rèn)為ART可能帶來(lái)表觀遺傳改變，但是具體的機(jī)制尚不清楚，可能包括:不孕因素、促排卵相關(guān)激素、體外操作及體外培養(yǎng)［23-24］。

大部分動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示:胚胎體外培養(yǎng)可導(dǎo)致印跡基因改變;歐洲、美國(guó)、澳大利亞的研究顯示:ART與BWS密切相關(guān)，ART出生的患BWS子代超過(guò)90%有印跡基因缺陷，而非ART出生的患BWS子代只有40% ～50%;同樣，有關(guān)ART與AS的發(fā)生率研究中，大部分ART出生患 AS子代中有印跡基因缺陷［25］。ART子代印跡基因疾病的分子遺傳學(xué)研究提示，ART的操作過(guò)程可能導(dǎo)致卵子 SNRPN DMR和KvDMR1的印跡中心甲基化建立受損或已建立的甲基化丟失［11］。另外，動(dòng)物研究還發(fā)現(xiàn)促排卵獲得的小鼠胎盤中有IGF2高表達(dá)［26］，體外培養(yǎng)小鼠胚胎后導(dǎo)致印跡基因IGF2及H19高表達(dá)［27］。由于絕對(duì)的印跡基因疾病發(fā)生概率很小(＜1/12000 )，所以有關(guān)印跡基因缺陷疾病仍需要對(duì)ART子代進(jìn)行大樣本的研究。

4 ART對(duì)其子代的神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育影響

4.1 認(rèn)知發(fā)育 ART出生兒與NC出生兒在神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育上是否在差異，一直被學(xué)者們所關(guān)注。較多學(xué)者認(rèn)為，ART出生兒與NC出生兒在神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育方面不存在差異。Sutcliffe［28］對(duì)1 ～2 歲ICSI單胎與同齡NC 單胎比較，未發(fā)現(xiàn)他們神經(jīng)發(fā)育有差異。Koivurova［9］等對(duì)299例 IVF子代與588例 NC子代，年齡層包括12個(gè)月、18個(gè)月、2歲、3歲，兩者在神經(jīng)運(yùn)動(dòng)發(fā)展方面也沒有發(fā)現(xiàn)差異。另外，由5個(gè)歐洲國(guó)家合作，收集了5歲的ART兒童，其中ICSI 511例、IVF 424例、NC 488例，發(fā)現(xiàn)這三者在認(rèn)知與運(yùn)動(dòng)發(fā)展評(píng)估之間并沒有差異［13］。其它關(guān)于4～6歲、10歲ICSI單胎在認(rèn)知及運(yùn)動(dòng)發(fā)展上也沒有顯著性差異。PGD子代的神經(jīng)發(fā)展方面的研究有著類似的結(jié)果，Nekkebroeck［29］對(duì)2歲單胎兒包括541例PGD、535例ICSI及NC 553例，他們?cè)谏窠?jīng)發(fā)育、社會(huì)感情上及語(yǔ)言學(xué)習(xí)上并無(wú)差異。

但是，一些研究則認(rèn)為ICSI及IVF子代與NC子代相比，更易出現(xiàn)發(fā)育延遲;IVF子代在視-知覺及與運(yùn)動(dòng)相關(guān)的精細(xì)調(diào)控神經(jīng)，較NC子代存在更多風(fēng)險(xiǎn)，而這些可能與ART相關(guān)的早產(chǎn)及低出生體重導(dǎo)致的大腦損傷有關(guān)［30］。另外，荷蘭研究者調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，與NC同齡單胎兒童相比，ICSI 5～8歲單胎兒童他們的平均IQ相對(duì)較低［12］。

4.2 腦性癱瘓的發(fā)病率 Stromberg［31］等對(duì)1982年到1995年在瑞典出生的5680 例IVF子代進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn) IVF嬰兒患腦性癱瘓(cerebral palsy，CP)的風(fēng)險(xiǎn)是 NC子代的3.7倍，其中單胎妊娠的IVF子代患CP的風(fēng)險(xiǎn)達(dá)到NC單胎子代的2.8倍，而IVF雙胎同NC雙胎患CP的風(fēng)險(xiǎn)并無(wú)明顯差異。Pinborg等［6］觀察了丹麥1995年－2001年出生的ART單胎兒6052 例，發(fā)現(xiàn)ART兒童患CP的風(fēng)險(xiǎn)較正常兒增加了80%。Hvidtjorn［32］等進(jìn)一步比較了丹麥1995年－2003年出生的9255 例IVF胎兒、394713 例NC胎兒，在排除了母親年齡、性別、胎次、教育水平的影響，IVF患CP的風(fēng)險(xiǎn)仍是正常兒的1.57倍，但是，在去除早產(chǎn)兒或多胎妊娠兒后，兩者之間并沒有差異，加入兩者之一，又出現(xiàn)顯著差異，因此ART相關(guān)的早產(chǎn)及多胎妊娠可能是影響CP發(fā)生率的重要因素之一。

4.3 癲癇的發(fā)生率 ART出生兒是否增加了患癲癇的風(fēng)險(xiǎn)率存在較多爭(zhēng)議。Kallen［33］發(fā)現(xiàn)IVF子代患癲癇風(fēng)險(xiǎn)較NC子代明顯增加。Sun［34］等對(duì)丹麥1996年 －2002年出生的0～6歲之間子代研究發(fā)現(xiàn):低生育能力夫婦的單胎兒癲癇患病率是正常夫婦的單胎兒的1.5倍，而不孕夫婦經(jīng)ART治療后患病風(fēng)險(xiǎn)提升到1.71倍，但排除早產(chǎn)兒時(shí)，這些數(shù)據(jù)失去了統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。由此可見，除父母的低生育能力外，早產(chǎn)也是ART增加癲癇風(fēng)險(xiǎn)的可能因素之一。

5 ART子代心理發(fā)育情況

與自然妊娠相比，不孕夫婦在接受不孕治療時(shí)需要承受更多的心理壓力和焦慮，這些因素可能使他們不能很好地適應(yīng)做父母的角色，而父母與小孩之間的關(guān)系間接影響著小孩的行為發(fā)育和感情健康。由多個(gè)歐洲國(guó)家合作的一項(xiàng)研究，比較了4～5歲的436例 IVF、540例ICSI及542例NC，三者在父母壓力、婚姻問題、感情及行為問題上沒有明顯差異［33］。另一項(xiàng)研究，跟蹤4～8歲IVF兒童到12歲，在精神、行為學(xué)問題上未發(fā)現(xiàn)異常;相反，IVF子代的母親與NC子代的母親相比有著更少的壓力［34］。Ponjaert-Kristoffersen等［22］認(rèn)為，ICSI子代同NC子代相比，有更少行為問題，更少的來(lái)自父母的壓力。Banerjee等［13］，最近做了一項(xiàng)關(guān)于PGD后兒童的社會(huì)心理學(xué)研究，PGD出生的兒童的行為和心理發(fā)育也沒有明顯的異常。由于受一些條件的限制，有關(guān)各種類型ART出生兒的心理學(xué)發(fā)育情況仍需要更大樣本及長(zhǎng)期的跟蹤隨訪研究。

6 ART子代患癌癥風(fēng)險(xiǎn)

有關(guān)ART出生兒患癌癥風(fēng)險(xiǎn)的報(bào)道并不多。瑞典研究者對(duì)1982年－2005年出生的26692 例IVF出生兒進(jìn)行隨訪，發(fā)現(xiàn)有53例患癌癥，為 NC子代的1.42倍，包括18例血癌(其中15例急性淋巴細(xì)胞白血病)、17例眼或中樞神經(jīng)癌、12例實(shí)體癌及6例朗格漢斯細(xì)胞組織細(xì)胞增多病。研究認(rèn)為，這些可能與早產(chǎn)及新生兒窒息有關(guān)［35］。Moll等［36］在 2000 年到2002年期間的出生的IVF子代中，發(fā)現(xiàn)了5例視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤患者，與自然妊娠兒比其危險(xiǎn)性增加5～7倍。同樣，對(duì)從1995年到2007年丹麥出生的40330 例IVF子代的研究，發(fā)現(xiàn)IVF子代較NC子代患視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤明顯增加［37］。另外，Kallen［38］等也在 16280 例 IVF 兒中發(fā)現(xiàn)了5例朗格漢斯細(xì)胞組織細(xì)胞增多病，是正常人的0.9倍(但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異)。由于這些惡性腫瘤的發(fā)生率非常低，而且大部分癌癥發(fā)生于成年，對(duì)于ART子代相關(guān)的癌癥風(fēng)險(xiǎn)的研究仍非常有限。

綜上所述，隨著逐漸發(fā)現(xiàn)的ART出生缺陷病例，有關(guān)ART技術(shù)可能存在影響生殖健康隱患日益引起人們的關(guān)注。由于受各種條件的限制及方法學(xué)上的一些缺陷，在生長(zhǎng)發(fā)育、體格健康、神經(jīng)發(fā)育學(xué)、先天性出生缺陷等方面仍存在著較多爭(zhēng)議［39］。目前，對(duì)ART子代的研究也只限于較小的年齡，高血壓、糖尿病及其它心血管疾病一般是在成年后出現(xiàn)，一些疾病特別是大部分癌癥，也都是在中老年時(shí)期發(fā)生，所以長(zhǎng)期跟蹤隨訪成為必要。另外，關(guān)于ART子代的生育能力的研究很少，似需要更多的實(shí)驗(yàn)研究及長(zhǎng)期的隨訪。

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