辅助生殖技术的发展史
发布时间：2016-09-25
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现代辅助生殖技术自1978 年世界首例试管婴儿LouisBrown 在英国的出生以来有了突飞猛进的发展。然而，辅助生殖技术作为一项新技术，其发展轨迹离不开任何一项新生事物的发展套路，即萌芽状态、快速扩张和有序发展。我国试管婴儿的发展经历过萌芽、突增、规范三个阶段。我们的技术水平正在与国际接轨。经历了艰难起步之后，我国生殖中心犹如雨后春笋一般林立。而随着规范的逐步建立，辅助生殖技术迎来了稳健发展的今天。回顾国际上辅助生殖技术的30 年和国内的20 年发展中走过的道路，主要有以下四大变革促进其加速的发展。
1 控制性超排卵技术的变革
控制性超排卵技术的变革主要包括从自然周期取卵到促性腺激( Gn) 超排卵，从因频发早熟的LH 峰到应用垂体降调节，从因垂体过度抑制到GnRH-a 的逐步减量及Gn用量下降，从不添加到个体化添加促黄体生成素。控制性超排卵技术是当前多元化促排方案的主流。世界首例试管婴儿由Steptoe 和Edwards 采用腹腔镜在自然周期取卵。在当时的技术条件下，自然周期取卵非常困难，需要严密的排卵监测以及很熟练的取卵技术，任何一个环节都可能导致失败。随后，Trounson 和Cardwood 首先在体外受精与胚胎移植技术中使用促性腺激素超排卵，1983 年成功诞生世界第3 例试管婴儿。此后，控制性超排卵成为辅助生殖技术中最重要环节之一，但是还有约20%的病人在促排卵过程中出现早发的LH 峰影响获卵率和卵子质量。20 世纪90 年代使用GnRH-激动剂对垂体进行降调节，成功控制了早发LH 峰的出现。同时，高纯度Gn 制剂与重组FSH 的应用使妊娠率平稳上升。90 年代末期曾有临床研究认为在控制性超排卵中不需要添加LH。然而，垂体降调节后过低LH 水平是否影响卵巢的反应以及卵子的质量是今天仍在探讨的问题。我国在降调节中GnRH-激动剂减量及给药模式作出多种尝试，基本告别了3. 75 mg剂量的GnRH-激动剂在超排卵中的应用。GnRH-激动剂的降调节剂量在不断降低，从1 /2 到1 /3，甚至有人尝试1 /10 的最低剂量，但GnRH-激动剂的具体用量还应综合考虑年龄、体重和卵巢储备等因素。控制性超排卵的普遍使用也带来了相应的并发症。人们为了追求获取更多的卵子，加大治疗周期促性腺激素的用量，导致卵巢过度刺激综合征及多胎妊娠发生率增高。在国内同样有超排卵导致严重并发症，如脑血栓案例发生。20 年来超排卵经验令我们认识到获取恰当数量同步化的卵子，可以提高妊娠率，减低并发症的发生，降低用药成本。因此，如何更客观地评估卵巢储备，从而在超排卵周期中选择合适的启动剂量最为关键。大剂量促性腺激素( ＞ 300IU/d) 不仅无效，而且对卵子与子宫内膜更有负面影响。另外，GnRH-激动剂的用药方案也和并发症相关。较为常用的长方案仍是目前妊娠率最高的方案，但往往由于募集卵泡数增多而增加卵巢过度刺激综合征的风险。近年来，GnRH-拮抗剂在控制性超排卵周期的应用，特别是结合GnRH-激动剂取代HCG 诱发排卵，对控制卵巢过度刺激综合征有其独特的使用价值。卵巢微刺激方案，即寻求一种接近自然，不用降调节，而使用克罗米芬或来曲唑结合低剂量促性腺激素的方案，适用于高龄或低反应患者，如果内膜薄可进行囊胚冻存，可获得一定的累积妊娠率。总之，从这20 余年超排卵技术的发展轨迹看，我们在实践中既吸收国外技术经验，也敢于实践创新，结合我国国情走中国人自己的道路。目前的问题是因缺乏高质量的临床研究而难以使我们的认识在国际舞台获得足够的认可和重视。
2 男性因素不孕治疗的变革
使用传统的药物治疗男性少、弱、畸精症、无精症不育获得妊娠机会甚微，即使手术治疗精索静脉曲张、人工精囊或精管复通手术的效果都不佳。人们探讨采用辅助生殖技术，特别是应用IVF 辅助男性不育患者获得后代。1988 年中国实用妇科与产科采用的卵子透明带切开( PZD) 、1989 年Ng 的卵子透明带下受精( SUZI) 及1992 年Palermo 单精子卵胞浆内注射( ICSI) 都分别尝试显微受精技术，前两者因正常受精率低、多精受精率高而被淘汰，而ICSI 是当前解决男性少、弱、畸及无精症患者生育的最佳选择。1996 年中山大学附属第一医院( 中山一院) 生殖中心首次在国内使用ICSI 获得成功妊娠。ICSI 应用多年来我们面临的问题是安全性考虑与适应证的掌握，诸如精液各项参数对人工授精、IVF、ICSI 的选择应用、非男性因素如高龄妇女获卵数少或卵子质量差、原因不明性不孕、HalfICSI、late ICSI、前一周期IVF 失败甚至常规应用于所有周期等都是值得探讨的问题。以上争议的焦点最终还是如何避免完全不受精或受精率低下，因此受精与不受精是实践与理论上必须探讨的问题。受精是建立妊娠的第一步，受精障碍包括精源性因素、卵源性因素以及精卵相互作用的过程。异常受精与精子遗传信息缺陷、精子形态异常有关，圆头精子不能激活卵子，导致受精停滞。射出精液精子DNA 损伤( 断裂) 发生率高于手术取出精子，口服抗氧化剂可以减轻损伤程度、改善ICSI 结局。少、弱、畸形精增加携带非整倍体风险。可以说， ICSI 技术在其安全性未得到充分验证时就已广泛应用于临床。2007 年ESHRE 谈ICSI 安全性提及ICSI的早产、低体重、围产死亡的增加与IVF 相似。2007 年Satker认为ICSI 本身并不是独立危险因素，父母双方缺陷增加先天性畸形率。目前国内也在进行ICSI 婴儿的流行病学调查工作。从安全性的角度出发，把握好适应证，慎用ICSI 技术，并加强安全性方面的基础研究也是必要的。
3 植入前遗传性诊断( PGD) 的建立
植入前遗传学诊断( PGD) 为最早期产前诊断，是遗传学与生殖医学组成的优生学。随着分子生物学的发展，有可能对配子、胚胎做出遗传学诊断。1990 年Handyside 等利用植入前胚胎Y 染色体的DNA 扩增行植入前诊断，获得妊娠。20 世纪90 年代后期，中山一院生殖中心在国内首先成功建立PGD 项目， 2000 年先后2 例分别使用FISH 及PCR 方法获得成功分娩健康后代。本项技术重点诊断是染色体的数目与结构异常、单基因疾病、X 性连锁疾病，除以胚胎卵裂球作为诊断材料外，还可以从卵子极体取材进行诊断。国内约十家生殖中心建立并开展过该项技术并应用于临床，但到目前为止，能坚持开展服务的约4 ～ 5 家，所完成的诊断不足1000 周期，其中中山一院完成诊断周期占国内近1 /2，出生健康婴儿数百例，无误诊。目前国内并
未开展植入前非整倍体筛查( PGS) ，反观国外PGS 是逐年增加的。1998 年前，PGS 仅占6%，单基因疾病占48%，X性连锁疾病占29%，染色体结构异常占12%，但2001 年后，PGS 占63% ～ 64%，PGS 针对高龄、反复IVF 失败、习惯性流产是具有诊断意义的。然而从2007 年Mastenbroek 在新英格兰杂志所提出PGS 并未能提高继续妊娠率与活产率，说明目前使用FISH 技术诊断仍然有一定的缺陷性，有必要对全部23 对染色体进行检测。新的、更准确的诊断技术如Array-CGH 有待推出应用。从我国出生缺陷严重的国情出发，PGD 技术还是有必要的，但是从国际学术界经验看来，应该是对PGD 技术建立的难度早期估计不足，我们应该吸取教训，不求普遍建立，但要集中资源建立几个具有高技术平台的诊断中心。一般中心必须掌握胚胎活检，提
供材料进行诊断，这将会更符合我国国情需要。
4 不成熟卵子体外培养( IVM)
1991 年Cha 等成功获得世界第一例IVM 妊娠并分娩婴儿。1994 年Allen Tounson 用非刺激周期为PCOS 妇女获得不成熟卵子IVM 成功获得妊娠。国内山东大学、中山医大、江苏医大等生殖中心以IVM 为PCOS 或PCO 妇女辅助生殖改进治疗措施于2001、2002 年间报道IVM 婴儿出生。因IVM 可以避免IVF 的OHSS 风险，用药少、治疗时间短、患者经济负担轻，目前部分中心除用于PCOS 患者外，选择合适的患者用作IVF 治疗中另一种措施。其适合范围包括卵巢反应低下、自然周期IVM 以及研究与卵子有关的生殖保存。IVM 方案取卵前注射HCG，但分未经Gn 刺激与小剂量Gn 刺激周期IVM。两者的比较除培养成熟率在刺激周期稍占优势外，受精率、卵裂率和优质胚胎率均无差别。在IVM 受精方面其实具颗粒细胞的IVF 比ICSI 更适合IVM后卵子的受精。临床妊娠率可达23% ～ 25%，比常规IVF低，但流产率较高，可达25% ～ 57%。这与IVM 的卵子成熟环境直接影响卵子的代谢与发育潜能，影响纺锤体与染色体结构，特别是胞质成熟不充分，未能达到核质同步有关。因此目前很多研究注重如何完善体外培养体系，促进核质同步成熟。IVM 技术流行盛于亚洲，欧洲及美国近年略有开展研究。目前全世界己超过400 个IVM 婴儿出生，大部分未作核型分析相关检查，因此就其安全性应严格掌握临床应用指征，仍需要长期随访。
5 配子和胚胎冷冻技术的变革
胚胎与配子的冻存技术无疑是对辅助生殖发展的促进，也是生殖功能保存的发展方向。1984 年Zeilmaker 首次报道人类冻融胚胎婴儿的出生。1995 年北医三院报道我国首例冻存胚胎婴儿出生。随后国内各生殖中心中常规将之应用在IVF 中剩余胚胎的保存，其优点在于可减少多胎率，提高累积妊娠率。以蔗糖和丙二醇为主要冷冻保护剂的程序化冷冻技术是目前国际上的常规胚胎冷冻保存技术，国内目前的冻融后存活率达80% ～ 90%，种植率15%～ 20%，妊娠率30%，流产率15% ～ 20%，自然周期与HRT周期移植的妊娠相仿。然而，程序化冷冻技术在卵子和囊胚冷冻中效果一直不理想，也不适用于活检后的卵裂期胚胎的冷冻。90 年代初期随着玻璃化冷冻技术的改进，为卵子、囊胚和活检后胚胎的冻存带来曙光。2004 年国内北医一院( 用程序化冷冻法) 、山东大学等首先以冻存卵子获得妊娠并分娩婴儿;
2006 年北医三院陈贵安报告三冻( 冻精、冻卵、冻胚) 婴儿出生.玻璃化冷冻技术的改进主要在冷冻保护液的设计和载体两方面，最终目的是以最小的液体体积获得最快的冷冻速率。玻璃化冷冻具有简单、高效等特点。随着技术不断改进，卵子与胚胎冻融存活率不断提高，卵子在80%，胚胎可达90%，而冻融卵子后的着床率与妊娠率却不理想。玻璃化冻存技术面临问题如卵子DNA 碎片、冷冻导致低水平谷胱甘肽( GSH) 等增加卵子对氧的胁迫敏感性，降低受精率与继续发育潜能，以及高浓度冷冻保护剂的毒性等。目前卵子库的建立尚有待于卵子冷冻技术的进一步突破。生殖医学是多学科的交叉点，而辅助生殖技术也涵盖了多个领域。除了以上四大变革以外，与辅助生殖技术相关的影响深远的研究还有很多，而辅助生殖技术本身的发展也推动了相关领域的研究。如疾病方面，与不孕症相关的多囊卵巢综合征和子宫内膜异位症等在生殖、内分泌、代谢、遗传、环境因素、炎症的相关研究取得很大进展。在与遗传相关的疾病中，还可通过辅助生殖技术获得胚胎后在胚胎水平进行致病基因的诊断，即植入前遗传学诊断，相关技术的进展在本期中另有专题介绍。在再生医学方面，人类胚胎干细胞的建系和定向诱导分化亦取得了令人鼓舞的进展。1998 Thomson 等成功报道人类胚胎干细胞建系。2003 年以后，国内上海、北京、湖南和广州等获得成功建立人胚胎干细胞系。而植入前遗传学诊断技术与胚胎干细胞的结合使得携带致病基因的胚胎干细胞得以成功建系，为疾病的药物治疗、靶点治疗提供重要的原材料。20 年来我国辅助生殖技术整体技术发展不均衡，也缺乏国际认可的标志性成果。在多方面如高水平的临床研究、技术的标准化、新技术的创新、生殖内分泌的基础研究等，都需要同道的继续努力，再接再厉，更上一层楼。相信在此基础上再走20 年，我国辅助生殖技术的临床、科研和管理水平可以达到国际水平。
