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中医药改善超排卵周期卵子质量的研究思路

控制性超排卵(COH)是辅助生殖中获取卵子的关键技术,但其药物对卵子质量的不利影响是影响妊娠成功率的重要原因。将中医补肾调冲的原理与现代辅助生殖技术结合,可达到减少并发症,提高卵子质量,增加妊娠成功率的效果,但作用机制值得进一步探讨。

         体外受精-胚胎移植(IVF-ET)及其衍生技术是人类辅助生殖技术的主体,是临床治疗不孕症的常规手段之一。决定IVF-ET成功率的主要因素是胚胎质量和子宫内膜容受性。胚胎质量取决于优质的卵子和精子,而IVF-ET中卵子的获得常需使用控制性超排卵(Controlled ovarian hyperstimulation, COH)方案。COH是指以药物的手段在可控制的范围内诱发多卵泡的发育和成熟,以便获得更多可供移植的胚胎从而提高受孕率。COH是IVF的关键技术之一,应用于IVF的20余年已给众多不育家庭带来了福音,但其副作用及并发症带来的风险也日益受到人们关注,譬如在避免LH 峰的同时如何防止黄体功能不足、减少流产率;在有效地促进多卵泡发育的同时如何防止卵巢过度刺激;以及如何提高卵母细胞的质量,达到与子宫内膜发育的同步化,从而提高妊娠率等很多问题还值得进一步的研究。

           中医学博大精深,通过将中医补肾调冲的原理合理应用于现代辅助生殖技术,可从宏观上总体协调机体生殖环境,并与西医IVF微观治疗相辅相成,达到减少并发症,提高卵子质量,增加妊娠成功率的效果,但目前作用机制不甚明了。本文通过分析超排卵对卵子质量的不良影响,结合中医药辅治的现状,思考如何深入探讨中医药的相关作用机制。

 

1.超排卵方案的发展及对卵巢的不良影响

1.1 自然周期与超排卵

      卵子的获得是IVF-ET的重要环节,它经历了由自然周期取卵到控制性超排卵的完善过程。自然周期取卵是在自然排卵周期内,根据血液和尿液中黄体生成素(LH)及雌二醇(E2)峰值,配合超声动态观察卵泡生长,在自发LH峰之前获取卵母细胞的方法。其优势是简单方便经济,内膜容受性好,并可避免超生理剂量的激素反复应用的潜在风险(如诱发卵巢功能早衰、卵巢过度刺激综合症等),但其重要的缺陷是LH峰过早出现、未取得卵子或收获的卵子少、不受精、多精受精或受精后不分裂等导致妊娠率低。超排卵技术的特点是促使多个卵泡发育以获取多个卵子,可以补偿取卵及体外受精操作中每个环节的丢失以及单胚胎种植的失败;多个胚胎可以冻存以提高随后再次移植妊娠的机会,这些特点提高了临床妊娠率,使超排卵技术在IVF中广泛应用并且是成功的关键。

1.2 超排卵方案的发展

       在IVF早期应用中,经常使用的促排卵是单纯克罗米芬(CC)方案、CC联合人绝经期促性腺激素(CC+HMG)方案和CC+HMG联合绒毛膜促性腺激素(CC+HMG+HCG)等,这些药物常导致内源性LH峰的过早出现,严重影响卵子的质量。1984年,Porter等首次报道促性腺激素释放激素激动剂 (GnRH agonist,GnRHa)应用于IVF-ET控制性促排卵过程,使排卵用药方案发生重大变革。GnRHa属于GnRH类似物,与GnRH受体有高度亲和力,其生物效应较天然的GnRH增加50~200倍,与垂体细胞受体结合后,刺激垂体急剧分泌促性腺激素(Gn,包括FSH和LH),故用药初期出现短暂的血Gn高峰(骤发作用)。当GnRHa持续使用时,大部分受体被占用并转移至细胞内,垂体细胞表面可结合的GnRH受体明显减少或缺失,不能对内外源性GnRH发生进一步反应,结果是垂体分泌的FSH和LH显著减少,出现药物的去垂体状态,卵泡遂停止生长和发育,这种现象被称为垂体的降调节作用,是COH的一个重要环节,可减少内源性LH分泌及LH峰的提早出现,从而减少对卵子质量的不良影响。同时卵巢在药物去垂体调节下相对休眠一段时间,再使用外源性Gn可改善卵泡发育的同步化。GnRHa衍生的长方案、短方案及超长、超短方案已被绝大多数IVF中心采用,其中以长方案应用最为普及。长方案一般在Gn治疗前周期的黄体中期开始使用GnRHa,由于其骤发作用可使Gn暂时性升高,10~14天内可达到降调节作用。因此,常在GnRHa用药第14天(10天?)左右开始用Gn(FSH/HMG)促排卵,直至注射HCG时停止。此方案使卵泡的发育完全依赖于外源性Gn的刺激,避免了内源性LH水平过高或不适宜的LH峰,能有效防止卵泡过早黄素化,改善卵泡生长发育的同步化,增加高质量卵子,提高妊娠率。缺点是Gn用药时间长用药量大、费用高、垂体过度抑制、垂体激发效应、黄体功能不全、卵巢囊肿和过度刺激等等缺点。基于这些不足,人们目前研究出一种易于被接受的GnRHa替代品――促性腺激素释放激素拮抗剂(GnRH antagonist,GnRHA),GnRHA 同属于GnRH类似物,可竞争性结合GnRH受体,阻断内源性GnRH对垂体促性腺细胞的刺激作用,其特点是快速和剂量依赖性地抑制LH的生成,在超排卵后期应用即可达到垂体抑制作用。一些初步的临床研究显示,在有经验的IVF中心,应用GnRH拮抗剂与常规GnRHa长方案相比,妊娠结局相似,且Gn用量减少,费用降低,无垂体激发现象,卵巢囊肿形成减少。

1.3 超排卵对卵子质量的影响

        在超排卵周期,如何获取高质量的卵子是提高妊娠率的第一步,而不少研究已证实,超排卵中的促性腺激素对哺乳类动物卵母细胞的发育起着重要而又复杂的作用。超排卵使用的高剂量促性腺激素(FSH/HMG)可促使有闭锁倾向的卵泡和有凋亡倾向的卵母细胞继续发育成熟,这些卵泡和卵母细胞本身就有可能存在某种遗传或发育缺陷,加之高剂量的促性腺激素和雌激素本身就会诱导或阻止细胞内某些基因的转录和表达,增加染色体异常的可能性,进而影响卵母细胞甚至胚胎的质量。且这种影响会随着FSH和雌激素剂量的增加和用药周期数的增多而加重。超排卵时的激素环境和生理、心理的应急也有可能增加卵母细胞染色体变异的机率。朱依敏等在电镜下观察到,自然周期的生发泡期(GV期)卵与常规促排卵IVF/ICSI周期获取的GV期卵丘复合物(OCCS)在超微结构方面存在显著差异。经常规促排卵的IVF/ICSI周期,在大部分卵母细胞成熟的情况下产生的GV期卵丘复合物,由于受超生理剂量FSH以及hCG的影响,卵丘细胞与卵母细胞连接松散,将导致卵母细胞过早缺乏颗粒细胞通过缝隙连接输送的营养以及卵母细胞皮质颗粒过早出现,可能是受精率和胚胎发育能力下降的原因。

           卵母细胞发育和成熟过程极为复杂,除了体内性激素以外,卵巢局部微环境也参与卵母细胞发育全过程,即卵泡壁层颗粒细胞、膜细胞、卵丘颗粒细胞和卵母细胞之间众多生长因子、细胞因子具有相互调节作用,如FSH、LH 、雄激素,以及细胞因子如生长分化因子(GDF9) 、表皮生长因子(EGF) 、血管内皮生长因子(VEGF)及转化生长因子β(TGFβ)、白血病抑制因子(LIF)、碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)、激活素(ACT)、抑制素(INH)、抗苗勒激素(AMH) 及胰岛素生长因子结合蛋白( IGFBP) 、胰岛素样生长因子- I(IGF-I)、卵泡抑素(FS)等,这些因素对卵母细胞和卵泡发育的启动、生长、成熟起着极为重要的作用,但其调节机制仍未完全清楚。目前研究认为,超排卵药物可能改变血清及卵泡液中上述物质的含量,从而导致卵母细胞或卵泡发育成熟障碍。杨小福等研究发现超排卵周期卵泡液的瘦素水平显著高于自然周期(自然周期卵泡液的瘦素水平与血清相似),并且发现注射HCG前后血清的瘦素浓度的差值与获取的成熟卵子数目呈负相关;尉春华等发现控制性超排卵能够降低白细胞介素-6(IL-6)分泌,可能与其影响胚胎发育有关;孟庆霞等报道控制性超排卵明显降低小鼠卵母细胞水通道蛋白的表达,对卵母细胞质量有不利影响;任建枝等发现控制性超排卵周期血清与卵泡液中血管内皮生长因子(VEGF)均升高,可能参与卵泡发育与卵母细胞成熟,而孙贻娟等研究提示在超促排卵过程中,VEGF的过度升高可能对卵子发育产生负面的影响;KaleliS等研究发现超排卵妇女卵泡液中黄素化颗粒细胞非整倍体率高,说明在体外受精胚胎移植治疗中卵巢过度刺激可能对颗粒细胞内的BKJ 含量产生负面影响。为了获取高质量的卵子,人们不断改进和制定合理的超排卵方案,同时发现结合中医药辅助治疗IVF,可减少促排卵药物的不良影响,提高妊娠率,值得总结和探讨。

 

2. IVF-ET超排卵周期中医药对卵子质量的影响

        文献记载中医药应用于IVF领域约10年左右,且有其独特优势。如Paulus于2002年报道在胚胎移植前后给80位患者针炙25min,临床妊娠率达到42.5%,对照组为26.3%。2004年梁丽芳在美国加州为IVF-ET患者使用中药+针炙,报道怀孕率至少可以提高60%。笔者导师尤昭玲教授在多年临床中陆续接诊IVF-ET相关失败病例(已达200例),从分析思考IVF-ET失败的可能原因,到探索中医辅助治疗的切入思路、环节、方法,并在临床实践中逐渐完善、总结,形成了中医辅治的理念、目的和相对稳定的治疗思路与方案(六期七步曲。尤昭玲教授的博士研究生岑祥庚(中国香港)对30例不孕患者行IVF-ET辅助术和中医药并针灸治疗,与单纯IVF-ET辅助术比较,临床妊娠率明显提高。

连方等对中药二至天癸方(二至调经方)进行了临床及实验研究,结果表明,二至天癸方配合促排卵西药,可与外源性性激素发挥协同作用,在保证临床促排卵疗效的前提下,减少外源性性激素的用量,降低或减轻不良反应的发生,提高卵母细胞的质量,进而提高受精率、卵裂率、妊娠率;并推测二至天癸方可能通过提高颗粒细胞IGF-ⅠR及协调超排卵时卵巢微环境中多因子(IL-1β、E2、 LIF等)的相互作用来提高促进卵细胞发育,激发胚胎潜能,从而提高IVF-ET成功率;通过调控卵泡液中VEGF、E2水平来减少卵巢不良反应的发生。二至天癸方由菟丝子、女贞子、旱莲草、枸杞子、熟地、当归、白芍、炙甘草等组成,具有补肾益天癸、养血调冲任,滋肾养精,填精补血,使冲任血海充足,具有兴奋下丘脑-垂体-性腺系统,促使卵泡向成熟发展,提高卵子质量的作用。谈勇等根据月经周期变化节律分期调治,在IVF治疗前采用中药补肾调周法,经后期滋阴养血以助卵泡发育,经间期益肾调血以促排卵,经前期温肾助阳以补黄体。中药治疗组与单纯接受西药组比较发现,前者卵泡数、受精卵数与胚胎移植数均明显增加。单志群等运用补肾调经中药(当归、赤芍、牡丹皮等)于IVF前作为调理,发现能提高血清雌激素水平,使成熟卵子数量增加,并促进再次IVF获得成功。王玲等报道滋肾调冲法促进卵泡生长发育及排卵的作用机制与其提高卵巢激活素A 的表达有关。

 

3.关于进一步研究中医药提高IVF周期中卵子质量的思考

       超排卵是IVF-ET的关键技术之一,其目的是获取多个成熟的卵子以获得更多可供移植的胚胎从而提高受孕率,但超排卵药物对卵子质量有不利影响,前文已经总结。关于中医药提高超排卵周期卵子质量的文献并不多,关于其作用机制的研究更少。目前的文献已表明中医药通过补肾调冲的方法能减少超排卵药物的不良影响,促进卵细胞发育,改善卵子质量,提高妊娠率,减少IVF失败次数,但研究主要集中在对作用效果的描述,未深入和系统地探讨其作用机制。分析超排卵药物对卵子发育的不利影响,综合考虑卵泡发育和卵子质量的影响因素,笔者认为目前可从以下几个方面去探讨超排卵周期中中医药改善卵子质量的作用机制:

3.1卵泡的发育与下丘脑-垂体-性腺系统的分泌密切相关,而超排卵药物改变了体内性激素水平,这是其影响卵子质量的原因之一,补肾调冲中药是否可以减少超排卵药物对血清性激素的不利影响?

3.2 卵巢微环境是影响卵泡发育和卵母细胞质量的直接和重要原因,已发现超排卵通过改变卵巢微环境造成对卵子质量的不良影响,补肾调冲中药是否通过改变卵巢微环境提高卵母细胞质量?这在以往的文献中有过陆续的报道,但由于卵巢微环境涉及的细胞因子众多,需要进一步的工作对大量因子进行系统地筛选。

3.3 细胞因子最终通过细胞信号转导影响卵泡发育和卵母细胞的质量,细胞信号转导是非常复杂的过程,涉及胞外配体、跨膜受体、胞内各种信使分子,以及相关靶基因和最终调控的蛋白质产物,且多条通路与卵泡发育和卵母细胞成熟有关。选取相关的通路,研究超排卵周期中补肾调冲中药对信号通路中多靶点的影响,最能直观地揭示中药的作用机制。这方面的研究目前没有文献报道,值得我们进一步探讨。