卵母細(xì)胞滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)聚集對(duì)早期胚胎發(fā)育及妊娠結(jié)局影響的研究進(jìn)展

黃 晗，易紅艷，馬燕琳

（1.海南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院海南省人類生殖與遺傳重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，生殖醫(yī)學(xué)科，海南省地方?。ǖ刂泻Ｘ氀┡R床醫(yī)學(xué)研究中心，海南 ?？?570102；2.海南醫(yī)學(xué)院熱帶轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南 海口 571199；3.海南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院海口市人類遺傳資源保藏重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南 海口 570102）

隨著不孕不育發(fā)病率的日益增加，體外受精-胚胎移植技術(shù)作為不孕癥治療的重要措施，近年來得到飛速發(fā)展，ICSI 是對(duì)常規(guī)體外受精（in vitrofertilization，IVF）的改進(jìn)，目前已廣泛應(yīng)用于臨床。具體是將單個(gè)精子注射到卵母細(xì)胞胞質(zhì)中，從而其使精子數(shù)量和質(zhì)量低的男性，包括無精子癥的男性，有機(jī)會(huì)能夠生育自己的孩子。輔助生殖人員進(jìn)行ICSI 時(shí)為提高的注射成功率，進(jìn)而提高受精率及妊娠率，注射精子之前應(yīng)在倒置顯微鏡等設(shè)備下盡量挑選優(yōu)質(zhì)的卵母細(xì)胞作為注射對(duì)象，且在注射過程中盡量避免將精子注射到卵母細(xì)胞出現(xiàn)形態(tài)異常的區(qū)域［1］。因此，卵母細(xì)胞質(zhì)量對(duì)胚胎發(fā)育影響越來越得到重視，卵母細(xì)胞的形態(tài)評(píng)估成為預(yù)測(cè)胚胎成功著床的重要因素，而在卵母細(xì)胞形態(tài)評(píng)估方面達(dá)成國際共識(shí)已然成為生殖醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重要目標(biāo)之一。

1 SERC 對(duì)卵母細(xì)胞的影響

在臨床實(shí)踐中，卵母細(xì)胞的評(píng)估通常基于各種胞質(zhì)內(nèi)和胞質(zhì)形態(tài)學(xué)特征，卵母細(xì)胞形態(tài)畸形對(duì)妊娠結(jié)局具有很大的影響。目前已經(jīng)在人卵母細(xì)胞中鑒定出7 種細(xì)胞質(zhì)變形表型包括：黑色/顆粒狀、成簇細(xì)胞器、SERC、囊泡、壞死區(qū)域、細(xì)胞器極化皮質(zhì)耗竭、空泡［2］。其中，1997 年Serhal 等［3］首次在卵母細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)SERC。后續(xù)的研究表明卵母細(xì)胞內(nèi)SERC 是一種較為嚴(yán)重的卵母細(xì)胞畸形，與較低的受精率、卵裂率、著床率和臨床妊娠相關(guān)［4］。鑒于SERC 陽性（SERC+）卵母細(xì)胞來源的胎兒發(fā)生畸形風(fēng)險(xiǎn)較高［5］，2011 年，歐洲人類生殖與胚胎學(xué)會(huì)（European Society of Human Reproduction and Embryology，ESHRE）胚胎學(xué)專家小組在伊斯坦布爾舉行的關(guān)于胚胎評(píng)價(jià)的研討會(huì)上達(dá)成共識(shí)，即不建議使用SERC+卵母細(xì)胞進(jìn)行輔助生殖治療［6］。但目前就卵母細(xì)胞中出現(xiàn)SERC 的分子機(jī)制及其對(duì)胚胎著床率、妊娠率、和流產(chǎn)率、畸胎率及臨床妊娠結(jié)局影響的分子機(jī)制尚未明確，臨床工作中若全部舍棄SERC+卵母細(xì)胞將不利于卵巢功能儲(chǔ)備不足等患者的輔助妊娠。因此，大部分生殖中心仍會(huì)選擇性的將SERC+卵母細(xì)胞用于輔助生殖治療［7］。2017 年，專家小組修訂了伊斯坦布爾共識(shí)，并建議臨床工作者應(yīng)根據(jù)具體情況來考慮是否使用SERC+卵母細(xì)胞進(jìn)行輔助生殖治療，建議對(duì)SERC+卵母細(xì)胞來源的體外受精胚胎移植后進(jìn)行嚴(yán)格的隨訪［8］。

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（endoplasmic reticulum，ER）是一種管狀的細(xì)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)，由附著于核膜的成對(duì)的膜構(gòu)成，幾乎所有的細(xì)胞都含有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，新的研究證據(jù)表明，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在卵母細(xì)胞或胚胎的應(yīng)激反應(yīng)以及減數(shù)分裂紡錘體的調(diào)控中起著至關(guān)重要的作用［9］。在具有蛋白分泌功能的細(xì)胞中高度發(fā)達(dá)，其中附有大量核糖體的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)被稱為粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（rough endoplasmic reticulum，RER）。無核糖體附著的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)稱為滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（smooth endoplasmic reticulum，SER）。SER 作為卵母細(xì)胞質(zhì)中最常見的細(xì)胞器之一，通常為小的膜管和膜囊狀結(jié)構(gòu)，其在卵母細(xì)胞中最重要的生理功能是鈣的儲(chǔ)存和再分配。在受精過程中，精子進(jìn)入卵母細(xì)胞會(huì)觸發(fā)一系列細(xì)胞內(nèi)游離鈣的釋放，這是SER 中一系列鈣釋放和再攝取的結(jié)果。精子進(jìn)入卵母細(xì)胞后通過一系列鈣釋放和再攝取進(jìn)程從而觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)游離鈣的波動(dòng)，其中鈣釋放主要是通過卵母細(xì)胞的磷酸肌醇途徑介導(dǎo)的，這可能是由卵母細(xì)胞受體Juno 與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 所的誘導(dǎo)。磷脂酶C 導(dǎo)致磷酸磷脂酰肌 醇4，5-雙 磷 酸 酯（Phos-Phatidylinositol 4，5-Bisphosphate，PIP2）水解為肌醇1，4，5-三磷酸酯（inositol triphosphate，IP3）和二?；视?。另一個(gè)假說認(rèn)為，在精卵融合后，可溶性磷脂酶C 亞型zeta（phospholipase C，PLC）從精子擴(kuò)散到卵原體，并開始裂解PIP2。在這兩種假說中，信號(hào)級(jí)聯(lián)均以IP3與其在SER 表面上的受體的結(jié)合以及隨后的鈣釋放誘導(dǎo)而結(jié)束［10］。SERC 是一種胞質(zhì)內(nèi)二態(tài)性，一般出現(xiàn)在減數(shù)分裂Ⅱ期卵母細(xì)胞中。目前研究認(rèn)為其可以干擾受精過程中鈣的儲(chǔ)存和振蕩，SERC的出現(xiàn)可能與胚胎發(fā)育異常臨床結(jié)局相關(guān)，卵母細(xì)胞內(nèi)SERC 的出現(xiàn)會(huì)影響細(xì)胞內(nèi)鈣離子的儲(chǔ)存與釋放，SERC 形成的異常分布模式可能參與細(xì)胞內(nèi)Ca2+信號(hào)傳導(dǎo)的異常調(diào)節(jié)，但其機(jī)制及原理目前并未闡明［11］。Shaw-Jackson 等根據(jù)現(xiàn)有研究成果統(tǒng)計(jì)分析表明，SERC 的形成與患者年齡，獲得卵母細(xì)胞的平均數(shù)，卵巢子宮內(nèi)膜異位癥的存在或子宮內(nèi)膜的厚度沒有直接關(guān)系［12］。

2 卵母細(xì)胞出現(xiàn)SERC 的分子機(jī)制

盡管卵母細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)SERC 的原因及機(jī)制尚未闡明，但在目前的研究中發(fā)現(xiàn)SERC+卵母細(xì)胞周期中hCG 給藥當(dāng)天的血清雌二醇水平比沒有出現(xiàn)SERC 的卵母細(xì)胞更高，因此多數(shù)學(xué)者認(rèn)為SERC的出現(xiàn)與血清雌二醇濃度升高有關(guān)。SERC 的產(chǎn)生也可能是細(xì)胞質(zhì)成熟延遲的標(biāo)志，因此卵母細(xì)胞中雌二醇水平升高可能作為SERC 易感性的指標(biāo)［13-15］。出現(xiàn)SERC 的卵母細(xì)胞促排卵刺激的時(shí)間較長，卵泡刺激素（follicle-stimulating hormone，F(xiàn)SH）的起始量和使用總量更大，黃體生成激素（luteinizing hormone，LH）峰提前，這些都將導(dǎo)致卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)過度成熟、細(xì)胞器聚集，以及卵母細(xì)胞的生長過快和顆粒細(xì)胞的增殖加速［16，17］。卵巢刺激的持續(xù)時(shí)間和藥物使用劑量可能是周期中出現(xiàn)SERC 的 危 險(xiǎn) 因 素［18，19］。此 外，由 于SER 釋 放 的Ca2+在卵母細(xì)胞成熟、受精和早期胚胎發(fā)育中起著關(guān)鍵作用，因此對(duì)SERC+卵母細(xì)胞中Ca2+信號(hào)的研究可能有助于了解SERC 形成的原因和對(duì)卵母細(xì)胞成熟及妊娠的影響［20］。

3 卵母細(xì)胞SERC 對(duì)胚胎質(zhì)量的影響

在SERC 對(duì)胚胎發(fā)育影響的研究中，不同的研究團(tuán)隊(duì)往往得出不同的結(jié)論。既往多項(xiàng)研究表明ICSI 周期中SERC+周期與SERC-周期受精率無明顯差異，Hattori 等［21］通過分析行ICSI 的2 158 名患者3 578 個(gè)周期后發(fā)現(xiàn)在SERC 陽性周期和SERC 陰性周期中，卵母細(xì)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），種植率（16.6%vs.16.6%，P=1.00），胚胎移植的臨床妊娠率（20.0%vs.17.8%，P=0.75）和流產(chǎn)率（30.3%vs.30.2%，P=0.72）未見明顯差異。同年，Shaw-Jackson 等［12］對(duì)從2011 年7 月至2014 年6 月期間在位于巴西的私立大學(xué)附屬IVF 中心接受ICSI 患者的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較發(fā)現(xiàn)，SERC 陽性周期和SERC 陰性周期兩組在受精率和第2 天、第3 天優(yōu)胚率上并無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，囊胚形成率，第5 條優(yōu)胚率和可移植胚胎數(shù)量也相似，但SERC+周期中SERC+卵母細(xì)胞來源胚胎的著床率較SERC-卵母細(xì)胞來源胚胎的著床率低（14.8%vs.25.6%，P＜0.001）。但在Wang 等［22］的研究中發(fā)現(xiàn)卵母細(xì)胞中出現(xiàn)SERC 會(huì)顯著影響囊胚發(fā)育速度（73.3%vs.55.9%，P＜0.05）。并認(rèn)為卵母細(xì)胞中SERC 的存在可能會(huì)對(duì)囊胚質(zhì)量和囊胚發(fā)育速度產(chǎn)生負(fù)面影響。

2017 年，Itoi 等［23］的研究結(jié)果類似，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明SERC+卵母細(xì)胞和SERC-卵母細(xì)胞在受精率（64.2%～81.8%）和D3 優(yōu)胚率（37.6%～46.5%）上無明顯差異。

在另一項(xiàng)研究中同時(shí)比較傳統(tǒng)IVF 中SERC 陰性周期和SERC 陽性周期的受精率，結(jié)果均提示兩種體外受精方式中SERC 陽性周期中受精率均顯著降低［18］。由此可見，SERC 陽性周期對(duì)胚胎發(fā)育的影響尚不能得出明確結(jié)論。

2014 年Hattori 等［20］研 究 發(fā) 現(xiàn)ICSI 周 期 中SERC+卵母細(xì)胞受精率較SERC-卵母細(xì)胞降低，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Otsuki［15］及其同事通過時(shí)差成像系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)SERC+卵母細(xì)胞更易發(fā)生卵裂失敗，兩組間差異同樣具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。2016 年Itoi等［13］采用時(shí)差成像系統(tǒng)觀察發(fā)現(xiàn)與SERC-卵母細(xì)胞來源囊胚相比，SERC+卵母細(xì)胞來源囊胚的D5優(yōu)胚率明顯降低。另有幾項(xiàng)研究報(bào)道SERC 對(duì)胚胎著床的不利影響，SERC+卵母細(xì)胞來源胚胎具有更低的著床率［21-23］。臨床上選擇優(yōu)質(zhì)胚胎更有利于后續(xù)的胚胎著床及臨床妊娠，以上研究結(jié)果提示SERa+卵母細(xì)胞對(duì)于胚胎發(fā)育的不利影響。

4 卵母細(xì)胞SERC 的出現(xiàn)對(duì)胎兒結(jié)局的影響

大多數(shù)研究表明SERC+和SERC-周期以及SERC+和SERC-卵母細(xì)胞來源胚胎的臨床妊娠率無 顯 著 差 異［24，25］。Shaw-Jackson 等［12］發(fā) 現(xiàn)SERC+周期中SERC+卵母細(xì)胞來源胚胎與SERC-卵母細(xì)胞來源胚胎相比，兩組間不僅臨床妊娠率無明顯差異，流產(chǎn)率也相似。但既往研究報(bào)道的SERC 致畸風(fēng)險(xiǎn)一直是國內(nèi)外輔助生殖領(lǐng)域的關(guān)注焦點(diǎn)［26，27］。

Akarsu 等［28］報(bào)道了一例罕見病例，在連續(xù)三個(gè)周期ICSI 周期中，募集到的所有卵母細(xì)胞均發(fā)現(xiàn)SERC，第一個(gè)周期移植3 枚D3 一級(jí)胚胎，未獲得臨床妊娠。第二個(gè)周期中移植4 枚D3 一級(jí)胚胎獲得臨床妊娠，但在妊娠18 周時(shí)的超聲篩查提示胎兒全腦畸形。遂后行引產(chǎn)術(shù)終止妊娠，術(shù)后胎兒尸檢提示胎兒無腦、單臍動(dòng)脈。在第三個(gè)周期同樣獲得臨床妊娠，妊娠18 周時(shí)的超聲篩查再次提示異常，具體表現(xiàn)為：胎兒顱內(nèi)腦室擴(kuò)大，雙手握拳以及腸道高回聲。36 周行剖宮產(chǎn)術(shù)，分娩一活男嬰，出生后隨訪又相繼觀察到動(dòng)脈導(dǎo)管未閉、腦溝發(fā)育不全以及右外耳道閉合、多囊腎等。而后新生兒因出現(xiàn)呼吸抑制，于出生后14 d 死亡。這些研究報(bào)道提示卵母細(xì)胞內(nèi)SERC 的出現(xiàn)可能與胎兒結(jié)局異常有關(guān)。也正是基于這些研究結(jié)果，2011 年制定的Alpha/ESHRE 共識(shí)明確指出不建議將SERC+卵母細(xì)胞進(jìn)行體外授精，但彼時(shí)仍不清楚SERC+卵母細(xì)胞能否最終分娩出健康新生兒［6］。

在該共識(shí)發(fā)布后不久，2013 年Mateizel 等［29］報(bào)道了第一例SERC+卵母細(xì)胞來源的健康嬰兒娩出。2017 年專家小組修訂了2011 年的共識(shí)，建議臨床輔助生殖過程中，根據(jù)具體情況決定是否將SER+卵母細(xì)胞用于下一步的體外受精，同時(shí)建議對(duì)妊娠過程及分娩的后代進(jìn)行嚴(yán)格的隨訪記錄，為后續(xù)臨床上決定是否舍棄SER+卵母細(xì)胞提供更有說服力的證據(jù)［8］。

但此后在2018 年，又有研究者報(bào)道一例致畸病例。其發(fā)現(xiàn)SERC+卵母細(xì)胞胚胎發(fā)生復(fù)雜的染色體重排的報(bào)道，具體涉及兩條染色體上的3 個(gè)斷裂位點(diǎn)，最終導(dǎo)致染色體相互易位，并隱含2q31 帶缺失，該孕婦行羊膜腔穿刺術(shù)后一周后羊膜腔破裂，分娩出一死胎。盡管死胎的原因可能是羊膜腔穿刺引發(fā)的并發(fā)癥，但該胎兒染色體重排，即使最終胎兒能順利出生，也不排除有出生缺陷的可能［30］。

5 結(jié)論與展望

目前，SERC 作為一種已被報(bào)道的卵母細(xì)胞表型變異正引起該研究領(lǐng)域的廣泛關(guān)注，結(jié)合目前國內(nèi)外研究結(jié)果，建議臨床工作中可將SERC+卵母細(xì)胞進(jìn)行體外受精，但仍應(yīng)盡量避免使用SERC+卵母細(xì)胞來源胚胎進(jìn)行移植，在使用SERC+卵母細(xì)胞進(jìn)行輔助生殖治療時(shí)應(yīng)將相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)及其不確定性充分告知患者及其家屬，并獲得其知情同意后才行體外移植。考慮到目前SERC+卵母細(xì)胞來源胚胎移植結(jié)局相關(guān)研究報(bào)道的缺乏，在今后的研究工作中仍需要更大的樣本量及對(duì)SERC+卵母細(xì)胞來源胚胎分娩后代進(jìn)行更長時(shí)間隨訪才能對(duì)SERC 出現(xiàn)的原因及其對(duì)妊娠結(jié)局的影響有更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。隨著臨床實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展和研究方法的進(jìn)步，今后有望在分子機(jī)制水平上進(jìn)一步闡明SERC 在卵母細(xì)胞中的產(chǎn)生機(jī)制及其對(duì)受精和妊娠的影響。

作者貢獻(xiàn)度說明：

黃晗：提出研究方向、選題、收集相關(guān)文獻(xiàn)信息、論文撰寫；馬燕琳：論文審核；易紅艷：論文修改。

所有作者聲明不存在利益沖突關(guān)系。