復蘇周期單囊胚移植的胚胎選擇策略

夏夢，董娟，馬龍，曾橋，吳春香，蔡令波，劉金勇，劉嘉茵

(南京醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院臨床生殖醫(yī)學中心，南京醫(yī)科大學生殖醫(yī)學國家重點實驗室，南京 210029)

輔助生殖技術(shù)發(fā)展四十年來，隨著臨床促排卵方案的優(yōu)化和胚胎培養(yǎng)技術(shù)的提高，IVF-ET的成功率已顯著升高。為了降低多胎率，提高著床率，囊胚培養(yǎng)和移植技術(shù)在臨床上得到越來越多的重視，尤其是單囊胚移植技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。

胚胎基因組激活是在第3天8細胞期后[1]，胚胎基因組從母體型轉(zhuǎn)變?yōu)榕咛バ蜁r才能真正評估胚胎發(fā)育潛能。囊胚培養(yǎng)允許胚胎得到自然篩選，可在胚胎基因組激活之后挑選高質(zhì)量的胚胎。囊胚階段移植，胚胎發(fā)育與子宮內(nèi)膜發(fā)育同步，可以提高胚胎種植率及妊娠成功率，從而實現(xiàn)單個囊胚移植，降低多胎妊娠率[2-3]。

隨著商業(yè)化培養(yǎng)體系的不斷優(yōu)化，人類囊胚培養(yǎng)成功率和囊胚質(zhì)量得到提高[4-5]。囊胚質(zhì)量可直觀反映胚胎發(fā)育潛能，是行單囊胚移植首要考慮的關(guān)鍵因素。目前囊胚的形態(tài)學評分通常采用Gardner & Schoolscraft評分系統(tǒng)[6]，但在實際單囊胚移植的胚胎選擇時，內(nèi)細胞團、滋養(yǎng)層細胞二者的評分可能并不平行，選擇內(nèi)細胞團最佳的囊胚還是選擇滋養(yǎng)細胞層最佳的囊胚進行移植，國內(nèi)外文獻尚有異議[7-8]。本研究探討復蘇周期中囊胚質(zhì)量對于單囊胚移植策略選擇的影響，旨在為單囊胚移植提供直接的臨床依據(jù)。

資料和方法

一、研究對象

從輔助生殖管理系統(tǒng)(CCRM)數(shù)據(jù)庫調(diào)取2015年1月至2017年12月期間在本院生殖中心完成的囊胚移植復蘇周期共4 668個，回顧性分析各項數(shù)據(jù)?；颊呒{入標準：(1)女方年齡<40周歲；(2)子宮內(nèi)膜厚度在7～14 mm之間；(3)囊胚培養(yǎng)凍存的新鮮周期使用常規(guī)促排卵方案；(4)復蘇后囊胚擴張且為單個囊胚移植周期。排除標準：(1)新鮮囊胚移植；(2)卵子捐贈囊胚培養(yǎng)凍存周期；(3)囊胚解凍后皺縮狀態(tài)移植周期；(4)失訪周期。

二、研究方法

1.促排卵及囊胚培養(yǎng)：所有研究對象采用的超促排卵方案按本中心常規(guī)進行，獲卵后根據(jù)患者情況采用常規(guī)IVF授精或行單精子卵胞漿注射，在受精后的第3天根據(jù)胚胎評分情況挑選1～2枚優(yōu)質(zhì)胚胎移植或冷凍，剩余胚胎經(jīng)患者知情同意后進行囊胚培養(yǎng)，第5～6天將發(fā)育成囊胚的胚胎進行冷凍保存。擇期行復蘇周期單囊胚移植。本研究4 668例患者均簽署囊胚培養(yǎng)知情同意書及胚胎冷凍協(xié)議。

2.囊胚評分方法：本中心囊胚評分采用Gardner & Schoolscraft評分系統(tǒng)[6]。

根據(jù)囊腔擴張程度分為1～6個時期。1期：早期有腔囊胚，囊胚腔小于胚胎總體積的1/2；2期：囊胚腔體積大于或等于胚胎總體積的1/2；3期：完全擴張囊胚，囊胚腔完全占據(jù)胚胎；4期：囊胚腔完全充滿胚胎，體積大于早期胚胎，透明帶變??；5期：正在孵出的囊胚，囊胚的一部分開始從透明帶中孵出；6期：孵出囊胚，囊胚全部從透明帶中孵出。

處于3～6期的囊胚，根據(jù)內(nèi)細胞團和滋養(yǎng)外胚層細胞的質(zhì)量各分為3級。內(nèi)細胞團分級：A級：細胞數(shù)目多，結(jié)合緊密；B級：細胞數(shù)目少，結(jié)合松散；C級：細胞數(shù)目很少。滋養(yǎng)層細胞分級：A級：細胞數(shù)量多，形成緊密排列的上皮細胞層；B級：細胞數(shù)量少，排列松散；C級：極少數(shù)的大細胞。本中心僅對4～6期且BC或CB級別以上囊胚進行冷凍，CC級別予以廢棄。

3.囊胚冷凍與復蘇：本中心采用COOK玻璃化冷凍及解凍試劑盒(Cook，K-SIBW-5000，美國)。將囊胚進行人工輔助皺縮囊腔，將囊胚腔液釋放，隨后在37℃熱板下進行冷凍。4.6 ml V2加入0.4 ml DMSO配成冷凍用V2液體(濃度為0.8 mmol/L)，4.2 ml V3加入0.8 ml DMSO配成冷凍用V3液體(濃度為1.6 mmol/L)。將胚胎移入V1液體中1 min，后移入冷凍V2液體中平衡3 min，觀察胚胎皺縮及恢復情況，再移至冷凍V3液體中30 s，并在1 min內(nèi)裝載并投入液氮內(nèi)。解凍操作在37℃下進行，胚胎在1 mol/L蔗糖內(nèi)平衡1 min左右，根據(jù)胚胎情況依次移至解凍T1液體5 min，T2液體5 min及T3液體5 min，后移至預先平衡好的囊胚培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)。復蘇后4～6 h在倒置顯微鏡(Nikon，日本)下觀察囊胚恢復情況，經(jīng)B超引導下行宮腔內(nèi)胚胎移植術(shù)。

4.復蘇周期內(nèi)膜準備及囊胚移植：患者采用人工周期或自然周期準備子宮內(nèi)膜。自然周期：用于月經(jīng)規(guī)律，排卵正常的患者。于月經(jīng)周期第10～12天開始B超監(jiān)測排卵，排卵前注射HCG(珠海麗珠制藥)5 000 U，監(jiān)測到排卵后常規(guī)黃體支持。人工周期：用于排卵障礙者。于月經(jīng)周期第2～4天常規(guī)B超檢查，口服戊酸雌二醇(補佳樂，先靈，德國)4～6 mg/d，B超監(jiān)測當內(nèi)膜厚度≥8 mm時常規(guī)黃體支持。黃體支持第5天在B超引導下行胚胎移植，每周期移植1枚復蘇且擴張囊胚，移植后繼續(xù)黃體支持。

5.移植妊娠與妊娠結(jié)局的判斷：移植后14 d檢測血β-HCG，若為陽性在移植后4周B超檢查，超聲下見原始心管搏動及孕囊判定為臨床妊娠。妊娠12周內(nèi)胚胎停止發(fā)育或發(fā)生妊娠物排出則診斷為早期流產(chǎn)。妊娠滿28周且至少有1個存活新生兒分娩定義為活產(chǎn)。隨訪至胎兒出生，并記錄妊娠患者分娩情況及胎兒情況。

三、統(tǒng)計學分析

結(jié) 果

一、單囊胚移植妊娠結(jié)局

本研究共4 668個復蘇周期，每周期移植1枚囊胚。臨床妊娠率為78.23%，活產(chǎn)率為67.33%，流產(chǎn)率為13.94%。

二、囊胚凍存前發(fā)育天數(shù)對妊娠結(jié)局的影響

D5與D6囊胚移植患者的基本情況分析顯示，兩組年齡、不孕年限、不孕類型、BMI、基礎(chǔ)FSH水平、子宮內(nèi)膜厚度比較差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。但D5囊胚移植臨床妊娠率及活產(chǎn)率均顯著高于D6囊胚移植，且流產(chǎn)率顯著低于D6囊胚移植(P<0.05)(表1)。

三、囊胚腔擴張程度對妊娠結(jié)局的影響

重新擴張是囊胚有繼續(xù)發(fā)育潛力的標志(圖1)。對復蘇后4～6期囊胚移植妊娠結(jié)局進行分析，移植前囊胚腔擴張程度與臨床妊娠率及活產(chǎn)率無顯著相關(guān)性(P>0.05)(表2)。

四、不同囊胚級別對妊娠結(jié)局的影響

4～6期可移植囊胚根據(jù)內(nèi)細胞團和滋養(yǎng)層細胞形態(tài)分為AA、AB、BA、BB、BC及CB級別(圖2)。除去囊胚腔擴張程度的影響，各級別囊胚移植妊娠結(jié)局比較結(jié)果顯示：優(yōu)質(zhì)囊胚(包括AA、AB和BA級)均有較高的臨床妊娠率和活產(chǎn)率，整體上優(yōu)于非優(yōu)質(zhì)囊胚(BB、CB、BC)(P<0.05)。AA級別囊胚臨床妊娠率(86.86%)和活產(chǎn)率(78.11%)最高，而流產(chǎn)率(10.08%)最低；相較于AB級別，BA級別臨床妊娠率和活產(chǎn)率較高，而流產(chǎn)率較低(P<0.05)。非優(yōu)質(zhì)胚胎中，BB級囊胚臨床妊娠率和活產(chǎn)率均優(yōu)于BC和CB級囊胚(P<0.05)，而流產(chǎn)率無顯著差異(P>0.05)；BC級別與CB級別囊胚移植臨床妊娠率和活產(chǎn)率無顯著性差異(P>0.05)，但CB級別囊胚流產(chǎn)率顯著降低(P<0.05)(表3)。

組 別周期數(shù)平均年齡不孕年限[M(P25,P75)]BMI(kg/m2)基礎(chǔ)FSH(U/L)D5囊胚組3 63029.55±4.093.00(2.00,5.00)22.30±2.877.27±3.16D6囊胚組1 03830.28±4.283.00(2.00,5.00)22.34±5.747.02±3.29組 別周期數(shù)內(nèi)膜厚度(mm)臨床妊娠率活產(chǎn)率流產(chǎn)率D5囊胚組3 6309.41±1.5280.85(2 935/3 630)70.28(2 551/3 630)13.08(384/2 935)D6囊胚組1 0389.17±1.9969.08(717/1 038)*57.03(592/1 038)*17.43(125/717)*

注：與D5囊胚組比較，*P<0.05

圖1 4～6期囊胚鏡下形態(tài)(×400)

表2 4～6期囊胚妊娠結(jié)局比較(%)

圖2 各個級別囊胚的鏡下形態(tài)(×400)

五、內(nèi)細胞團(ICM)和滋養(yǎng)細胞層細胞(TE)評分對妊娠結(jié)局的影響

對4～6期擴張囊胚進一步探討不同級別內(nèi)細胞團和滋養(yǎng)細胞層細胞分別對臨床妊娠結(jié)局的影響。結(jié)果顯示，當不考慮滋養(yǎng)層細胞形態(tài)，內(nèi)細胞團級別越高，臨床妊娠率和活產(chǎn)率越高(P<0.05)，而流產(chǎn)率與之未顯示出統(tǒng)計學相關(guān)性(P>0.05)；當不考慮內(nèi)細胞團形態(tài)，滋養(yǎng)層細胞級別越高，臨床妊娠率和活產(chǎn)率越高，且流產(chǎn)率越低(均P<0.05)(表4)。

表3 各級別囊胚移植妊娠結(jié)局比較(%)

注：與非優(yōu)質(zhì)囊胚各組臨床妊娠率及活產(chǎn)率比較，*P<0.05；與AB組比較，#P<0.05；與BB組比較，$P<0.05；與BC組比較，&P<0.05

表4 ICM和TE評分對妊娠結(jié)局的影響(%)

注：與ICM-A組比較，*P<0.05；與ICM-B組比較，#P<0.05；與TE-A組比較，ΦP<0.05；與TE-B組比較，ΔP<0.05

討 論

關(guān)于復蘇周期囊胚，發(fā)育潛能的評估意義重大。本研究結(jié)果顯示D5囊胚比D6囊胚在妊娠率和活產(chǎn)率指標方面具有顯著的優(yōu)勢。內(nèi)細胞團和滋養(yǎng)細胞層細胞形態(tài)均是預測活產(chǎn)率的重要評價指標，尤其對于優(yōu)質(zhì)囊胚，滋養(yǎng)細胞層細胞級別高的囊胚流產(chǎn)率明顯降低，在胚胎發(fā)育更早期階段為持續(xù)妊娠建立基礎(chǔ)。

囊胚階段移植，胚胎的發(fā)育與子宮內(nèi)膜發(fā)育同步，可以提高胚胎種植率及妊娠成功率，同時可以減少胚胎移植的數(shù)量和減少多胎妊娠的發(fā)生。通過淘汰發(fā)育潛能不良的胚胎，篩選出更好的移植胚胎。而要實現(xiàn)單胚胎移植特別是單囊胚移植，首先必須要改善培養(yǎng)條件提高囊胚形成率。另一方面是必須要有可靠和簡便的冷凍保存方法，保證剩余胚胎能安全的凍存，以確保患者的累積妊娠率。序貫培養(yǎng)體系的不斷完善顯著提高了囊胚形成率。同時自2000年Yokota等[9]報道了世界首例玻璃化冷凍復融移植獲得妊娠的病例以來，凍融胚胎移植發(fā)展迅速。2006年國內(nèi)報道玻璃化冷凍囊胚的復蘇率達90.4%，臨床妊娠率達73.7%[10]。這兩方面成為單囊胚移植實現(xiàn)的基礎(chǔ)。

掌握預測活產(chǎn)率的評價指標，可為單個囊胚挑選移植提供臨床依據(jù)。有研究顯示，D5囊胚復蘇率、種植率及活產(chǎn)率均顯著高于D6囊胚，認為囊胚形成的時期是妊娠結(jié)局的重要相關(guān)因素。針對小于37歲女性病例的分析發(fā)現(xiàn)，相較于D5囊胚移植，D6單囊胚胚胎移植流產(chǎn)率顯著增高(21.7% vs.12.3%)[11]。本研究結(jié)果表明，復蘇周期中囊胚形成的發(fā)育天數(shù)影響妊娠結(jié)局，D5囊胚移植的臨床妊娠率和活產(chǎn)率均顯著高于D6囊胚，且D5囊胚移植流產(chǎn)率也較低(P均<0.05)，而兩組患者的平均年齡、不孕年限、BMI、基礎(chǔ)FSH等情況差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。D6囊胚在發(fā)育上較D5囊胚有所延遲，即使擴張充分、質(zhì)量較好的D6囊胚由于囊胚細胞數(shù)增加，必然會有更多的新陳代謝活動和更大的囊胚腔，這些因素都可能影響玻璃化冷凍復蘇的過程和結(jié)果。與D6囊胚相比，冷凍過程似乎對D5囊胚細胞DNA的損傷更少，這可能是D5囊胚質(zhì)量優(yōu)于D6囊胚的內(nèi)在原因之一。有文獻推測D6囊胚延長體外培養(yǎng)時間，非整倍體率更高[12]，從而增加早期流產(chǎn)率，相關(guān)機制還有待進一步研究。由此在排除囊胚分期和分級的基礎(chǔ)上，相對于D6囊胚，選擇D5囊胚復蘇移植可顯著優(yōu)化妊娠結(jié)局。

囊胚腔擴張程度、內(nèi)細胞團和滋養(yǎng)層細胞評分均是預測活產(chǎn)率的重要形態(tài)學評價指標[13-15]。有研究顯示，冷凍前囊胚腔擴張程度與臨床妊娠率及活產(chǎn)率相關(guān)，每擴張一個等級，活產(chǎn)率較原基礎(chǔ)增高36%；而復蘇后囊胚腔每再擴張多10%體積，活產(chǎn)率較原基礎(chǔ)增高39%[16]。冷凍復蘇后，囊胚再擴張程度顯示生殖發(fā)育潛能[17-18]，囊胚重新擴張的時間越早，其發(fā)育潛力越好，移植后妊娠幾率越高。本研究為排除復蘇后皺縮或未完全擴張等重新擴張程度相關(guān)的干擾因素，病例均采用復蘇后4～6 h內(nèi)囊胚腔完全擴張的4～6期囊胚進行移植。結(jié)果顯示，囊胚擴張程度與臨床妊娠率及活產(chǎn)率無顯著相關(guān)性，而流產(chǎn)率有增高趨勢但無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。可見對于完全擴張的囊胚，內(nèi)細胞團和滋養(yǎng)層細胞形態(tài)學評分比囊胚分期對于判斷囊胚移植妊娠結(jié)局的意義更為重要。

在人類囊胚的發(fā)育過程中形成了胚胎的首次細胞分化，分別形成內(nèi)細胞團和滋養(yǎng)細胞層細胞。內(nèi)細胞團日后發(fā)育為胎兒，滋養(yǎng)層細胞發(fā)育為胎盤。在目前采用的Gardner囊胚形態(tài)學評分系統(tǒng)中，囊胚腔擴張程度、內(nèi)細胞團和滋養(yǎng)層細胞均是臨床妊娠結(jié)局相關(guān)的重要評價指標，且三者評分具有獨立性。已有文獻證實內(nèi)細胞團的大小和形態(tài)對于著床有明顯的預測價值[19-20]，移植內(nèi)細胞團評分高的囊胚妊娠結(jié)局更好；也有相關(guān)研究表明，在新鮮囊胚移植周期中，并非內(nèi)細胞團而是滋養(yǎng)細胞層細胞分級與胚胎種植率和活產(chǎn)率呈正相關(guān)[16，21]。

我們對4～6期擴張囊胚進一步探討內(nèi)細胞團和滋養(yǎng)細胞層細胞作為獨立因素對臨床妊娠結(jié)局的影響。結(jié)果顯示，隨著內(nèi)細胞團評分增高臨床妊娠率和活產(chǎn)率也有上升趨勢，但流產(chǎn)率卻無相關(guān)變化；而滋養(yǎng)細胞層細胞評分則呈現(xiàn)與活產(chǎn)率和流產(chǎn)率都更為緊密的顯著相關(guān)趨勢。因此內(nèi)細胞團與滋養(yǎng)細胞層細胞都是評價活產(chǎn)率的預測指標。而滋養(yǎng)細胞層細胞對于流產(chǎn)率的提示意義，可能與滋養(yǎng)細胞層細胞在囊胚種植早期階段發(fā)揮重要作用相關(guān)，如HCG信號調(diào)節(jié)、透明帶孵出、內(nèi)膜附著，以及與母源性免疫系統(tǒng)的聯(lián)系等[22-23]。

本研究顯示，囊胚擴張程度與妊娠結(jié)局并無顯著相關(guān)，內(nèi)細胞團評分與臨床妊娠率和活產(chǎn)率呈顯著相關(guān)，而僅有滋養(yǎng)細胞層細胞是活產(chǎn)率相關(guān)的獨立預測指標。但復蘇周期單囊胚移植的選擇是綜合了內(nèi)細胞團和滋養(yǎng)細胞層細胞的雙重評價標準[24-25]。我們的研究結(jié)果顯示，對于優(yōu)質(zhì)囊胚(AA、AB、BA級別)，AA級別囊胚妊娠結(jié)局最佳，BA級別囊胚的臨床妊娠率和活產(chǎn)率都高于AB級別，且流產(chǎn)率較低；同時也驗證了之前TE-A組囊胚活產(chǎn)率高于TE-B組，且流產(chǎn)率低于TE-B組的結(jié)果。對于非優(yōu)質(zhì)囊胚(BB、BC、CB級別)，BB級別囊胚妊娠結(jié)局優(yōu)于BC和CB級別囊胚，CB級別流產(chǎn)率低于BC級別囊胚，亦驗證了TE-B組囊胚流產(chǎn)率低于TE-C組，但BC級別妊娠率和活產(chǎn)率優(yōu)于CB級別的結(jié)果。值得注意的是，BC組有412例而CB組僅有 136例，樣本量相對較少可能會影響統(tǒng)計學差異性。需要進一步擴大樣本量繼續(xù)觀察。

本研究主要運用傳統(tǒng)的形態(tài)學評分方法評價胚胎質(zhì)量，具有一定局限性。近來有文獻表明，其他評估胚胎質(zhì)量的方法可能會改善輔助生殖的結(jié)局[26]。例如目前很多中心開展Time-lapse 實時監(jiān)測系統(tǒng)，可對胚胎形態(tài)學和動力學進行更全面的評估[27-28]。另有研究表明，對滋養(yǎng)細胞層細胞質(zhì)量的精確評價與囊胚種植潛能及性別篩選顯著相關(guān)[29]。形態(tài)學和非形態(tài)學的評估胚胎質(zhì)量的方法仍在不斷發(fā)展，將對改善輔助生殖的臨床結(jié)局起到重要作用。

綜上所述，選擇D5囊胚復蘇移植可顯著優(yōu)化妊娠結(jié)局。對于完全擴張的囊胚，相比囊胚分期，內(nèi)細胞團和滋養(yǎng)細胞層細胞分級是臨床妊娠率和活產(chǎn)率更為密切的預測指標。本研究進一步證實了滋養(yǎng)細胞層細胞級別高的囊胚流產(chǎn)率低，相較于內(nèi)細胞團，滋養(yǎng)細胞層細胞在胚胎發(fā)育更早期階段為持續(xù)妊娠建立基礎(chǔ)。對于優(yōu)質(zhì)囊胚而言，滋養(yǎng)細胞層細胞對于囊胚種植潛能的影響具有更加重要的意義。以上研究結(jié)果為單囊胚的復蘇移植提供了篩選依據(jù)。