以体外受精—胚胎移植(in vitro fertilization & embryo transfer，IVF－ET)为主要代表的辅助生殖技术(artificial reproductive technology，ART) 在中国大陆已经实施了30余年。在过去的十年间，发达国家对辅助生殖技术的需求平均每年增长5%-10%，单单在中国，就有超过一千万对夫妇需要接受辅助生殖治疗。纵观生殖医学近年来的发展历程，每一次临床数据的提高，都离不开基础医学和实验室技术的变革和支持。在过去的 2016 年，为了进一步提高不孕症的治疗效果，让更多不孕患者能顺利分娩一个健康的婴儿，许多新的技术开始应用于临床，并取得可喜的成果。
一、临床技术研究的新进展
1.促排卵方案的改变
当下社会越来越多的女性为了更好的教育和职业，将生育计划推迟至30岁至40岁，同时随着中国二孩政策的开放，高龄不孕女性成为不孕门诊的主流人群。对于高龄不孕女性，IVF为其重要的助孕手段，伴随而来的控制性促排卵（Controlled Ovarian Stimulation，COS）是关键步骤，高龄女性常常伴随卵巢低储备(diminished ovarian reserve, DOR)、早发促黄体生成素（LH）峰及低质量卵/胚胎等问题。
针对DOR患者，秦宁馨等【1】通过回顾性分析70例行IVF/卵胞质单精子注射(ICSI)-ET 治疗的患者的临床资料, 比较其73个月经期取卵和270个非月经期取卵的结局，结果发现尽管月经期取卵的获卵数、成熟卵数、可用胚胎数小于非月经期取卵, 但获卵率、卵裂率和卵子利用率组间无统计学差异, 为反复周期取消、高基础雌激素的DOR不孕症患者节约了治疗时间, 提供了新的方法。
对于早发LH峰，上海刘亚丽、匡延平等【2】发现克罗米芬联合高孕激素促排卵方案可以有效抑制早发LH峰，促排卵过程中LH水平平稳，且可以获得优发育潜能的胚胎。该方案类似于近年来被尝试的新的促排卵方案——黄体期促排卵，通过高孕激素的外源性给予模拟黄体期状态，用于高龄、卵巢低反应患者能获得较好的临床和实验室结局。叶红娟等【3】将此方案应用于卵巢高反应多囊卵巢综合征(polycystic ovarian syndrome，PCOS)患者，有效预防自发性LH峰发生, 并且发现基础高 LH 水平未损害 PCOS 患者的卵子及胚胎质量, 对其临床结局也无明显影响。因此高孕激素超促排卵方案是一种新的简单安全、高效的垂体非降调节超促排卵方案, 但还需大样本多中心的随机对照试验进一步证实。
2.祖国传统医学的应用
近年来，祖国传统医学逐步参与到ART的不同阶段中，在提高活产率、降低与治疗并发症方面取得了显著的成果。中医药可以在宏观上调控内分泌的环境，与 IVF－ET技术相辅相成，调节月经周期，平衡阴阳气血，为ART营造一个良好的内分泌环境，改善患者的基础体质状态，从而提高妊娠率。
与中医其它疗法相比，针灸在局部与全身的综合作用方面具有明显优势。针灸既可以通过四肢肘膝关节以下的穴位循经取穴或微针疗法等起到全身调整作用；又可用多种刺激方法专注于局部，直接改善局部组织的痉挛、粘连、血供差等病理现象。针刺与ART结合运用提高ART成功率减少促排卵并发症的研究越来越为人们所关注。卵巢过度刺激综合征是临床促排卵过程中最常见的并发症，前期有大量研究显示电针刺可以减少PCOS患者促排卵过程卵巢过度刺激综合征发生率，Chen L等【4】利用电针刺干预卵巢过度刺激模型大鼠，发现电针刺主要通过降低血清雌激素、雄激素、泌乳素水平，显著抑制血清炎症因子IL-6、TNFα、MCP-1的释放，减少血管活性因子VEGF的生成，改善血管内皮细胞通透性，最终达到延缓卵巢过度刺激综合征进程的目的。周莉等【5】提出针灸序贯法概念，即采用顺应月经不同期的不同针灸方案辅助治疗，结果显示序贯法可以改善卵巢储备、提高卵子质量，增加子宫内膜厚度、改善子宫内膜容受性，良性调整激素水平、提高卵巢反应性，同时还可有效治疗多种妇科基础疾病、改善患者临床症状。
中医学认为，肾为先天之本，主生殖，生殖之精生成障碍是造成不孕的主要原因，因此在控制性超促排卵阶段多采用补肾疗法。“补肾调周”法应用提示补肾养血活血重要与促性腺激素配合，能够提高胚胎质量、改善子宫内膜状态。中药人工周期疗法可降低卵巢低反应患者IVF-ET治疗中Gn用量，提高临床妊娠率，改善妊娠结局。
此外，对于提高IVF/ICSI受精率、胚胎移植后先兆流产保胎、取卵镇痛等方面，中医药均有显著疗效。尽管目前中医药在辅助生殖技术中的应用仍然存在许多问题，诸如研究尚浅、中医方剂和剂型多种多样等，但中医药对生殖技术的辅助疗效使得传统医学具有良好的应用前景。
二、实验室技术研究的新进展
1.胚胎植入前的遗传学诊断∕筛查
1990年，andyside等在国际上首创植入前遗传学诊断(preimplantation grenetic diagnosis，PGD)/筛查（preimplantation genetic screening，PGS）技术。近年来随着高通量测序的临床应用，该技术能够为染色体结构或数目异常以及更多单基因病的患者提供更优质高效的服务。然而，目前临床采用的用于PGD/PGS分析的标本采集是一种有创伤性的过程，可能会对胚胎质量和发育水平有潜在影响；动物实验表明，有创性的活检可能会造成神经退行性病变、表观遗传修饰的异常、后代卵巢功能异常等；而且，有创活检对仪器设备、对操作人员的技术水平和熟练程度要求较高。正因为如此，十分有必要研发一种安全又有效的、无需活检的无创胚胎染色体筛查（NICS）技术。
研究发现，胚胎发育过程中代谢产生（如存在于囊胚腔内或者培养液中）的DNA同样可以用于胚胎染色体情况的检测。2016年，Xu J等【6】通过MALBAC技术结合第二代高通量测序的方法，检测囊胚培养液，得出全23对染色体的非整倍体情况，结果显示NICS样本与胚胎样本存在高度相关性，敏感度和特异性达88.2%和84%。在NICS的安全性和有效性得到验证后，应用于临床，对平衡易位家庭的胚胎进行检测，选择检测正常的胚胎移植，患者成功怀孕，于2016年3月5日成功分娩。NICS技术对样本的提取手段进行了革新，将胚胎植入前诊断技术推向新的高度，或将大幅提升胚胎染色体筛查可及率，有望造福更多存在生育难题的家庭。
除了NICS技术，2016年我国多家生殖中心勇于创新，在PGD临床应用方面取得了非凡的成绩。郑州大学第一附属医院应用国际上先进的单细胞“核映射（Karyomapping）及SNP芯片”技术，对具有家族性亨廷顿舞蹈症病史的女性进行单基因遗传病胚胎植入前诊断，诞生一名健康女婴；解放军总医院采用先进的Mate-Pair高通量测序的方法，不仅筛查全基因组范围内染色体数目异常，还能检测到染色体的结构异常，诞生首例平衡易位试管婴儿。上海长征医院顺利诞生我国首例利用MALBACTM技术成功阻断显性多囊肾的健康婴儿。我国是遗传病大国，单基因遗传病超过7000种， PGD/PGS技术的应用和推广无疑对提高人口素质和减轻社会负担，促进社会和谐具有重大意义。
现有PGD/PGS大多应用于对已知基因疾病的诊断，但是对胚胎学家来说，精子、卵子、胚胎的形成发育过程仍存在许多谜团。人类的繁衍起源于卵细胞和精子结合后形成的受精卵，而卵细胞成熟障碍的出现，完全阻碍了受精卵的形成，对人类的繁衍和生殖造成了非常严重的影响，胚胎学家期初对此毫无策略，只能将发育停滞的卵母细胞“丢弃”。而在人类辅助生殖技术临床工作中，反复多个助孕周期出现卵成熟障碍的情况并不少见，这给患者造成了极大的经济和心理负担。2016 年，复旦大学王磊等【7】学者利用外显子组测序技术对具有卵细胞成熟障碍的24 个患病家系进行研究，在国际上第一次发现人类TUBB8 基因的突变会导致卵细胞减数分裂阻滞。TUBB8发生突变后，破坏了微管表达方式，改变了体内微管动力，这对卵母细胞减数分裂中纺锤体的正常组装有非常大的影响，从而造成卵细胞成熟障碍，最终导致女性不孕。对于临床以及胚胎实验室而言，TUBB8为发育停滞的卵提供新的筛查方向，该研究的发现为卵细胞成熟障碍的病因以及后续的分子治疗提供了理论依据，也扩大了PGD/PGS的应用范围。
2.胚胎基因修饰及人造配子研究
近年随着基因编辑技术的速猛发展，关于人类胚胎基因修饰的问题一直存在很大的争议。这些新技术除了被大家所熟知的CRISPR基因修饰技术外，还有线粒体移植技术以及人造配子技术。
2015年，我国中山大学黄军教授就首次利用CRISPR技术修改人类胚胎基因，对人类胚胎中有可能导致β地中海贫血症的一个基因进行了修改，虽然研究所用的胚胎均无法发育成婴儿，且不能正常出生，但在全球学术界引发了道德争议。2016年4月，我国广州医科大学附属第三医院范勇博士团队使用编辑技术对人类胚胎进行基因编辑，精确切除了CCR5基因的32个碱基，使得部分胚胎获得了艾滋病感染的免疫能力【8】。目前，研究人员似乎已经克服了胚胎嵌合和脱靶效应两大难题，但关于人类胚胎的基因编辑技术，还有许多监管问题亟待解决。期待在不久的将来，在不违背法律和伦理的前提下，该技术能够安全有效地为更多的不孕症患者服务。
人造配子的概念是近年来生殖领域新技术发展的产物。在不孕症诊治的日常工作中，配子（卵子或精子）捐献-体外受精胚胎移植助孕技术是非常普遍的。然而，由于卵母细胞本身的一些特殊性，以及我国相关法律的规定，暂时没有卵细胞库可供使用，因此对于卵巢早衰等疾病的患者而言，迅速获得卵源显得十分困难。为了通过诱导干细胞分化得到卵细胞，近年来相关研究对此开展了广泛的研究，但关于卵源干细胞是否存在的争论一直没有定论。另外，虽然精子库的存在，为许多无精子症患者提供了生育的可能，但终究难以实现生育和自身有血缘关系的后代。因此，人工制造配子的研究技术显得尤为重要。在2016年初，我国科学家首次实现小鼠胚胎干细胞体外分化并获得具有功能的精子细胞，随后利用这些人工精子可以成功获得健康后代，该成果发表于著名杂志Stem Cell上。虽然该技术在灵长类动物中尚未得以验证，能否成功应用于人类更是不得而知，其安全性也需更多的研究来支持，但该研究结果提示我们，依赖于配子捐献的人类辅助生殖技术，有被人工配子技术取代的可能。
“人造胚胎”更是吸引全球的新焦点，2016年9月Nature Communication杂志发表了英国 Anthony Perry 的研究。研究显示，将小鼠精子注入改造过的失活胚胎中，即绕过受精这一关键步骤后，仍然能够产生健康的后代。这项研究颠覆了生殖科学中的传统观点：只有一个卵母细胞和精子结合受精后，才能够形成胚胎并产生后代。该研究为胚胎研究提供新的思路，为临床上胚胎发育阻滞的患者夫妇提供了新的“补救”方案。
三、辅助生殖技术安全性的研究进展
1.辅助生殖技术与母亲安全性
在ART技术实施中，有关母体安全性中讨论最多的即是超促排卵之后出现的中重度卵巢过度刺激综合征（ovarian hyperstimulation syndrome, OHSS）对于女性全身和局部的影响，以及ART治疗后多胎妊娠相关的母胎产科并发症。但关于通过ART获得妊娠的相关母体妊娠并发症发生情况的报道较少并有争议。有学者认为由于ART的妊娠绒毛膜发育起始于体外培养，这种胎盘早期的发育环境改变会导致相关妊娠并发症的发生率增高。但也有学者指出 ART 不增加胎盘相关性妊娠并发症包括子痫前期、胎儿生长受限、胎盘早剥和死产等的发生。因此，目前的结论并不统一，不同人群和不同地区的研究结果存在较大差异。
此外，在IVF 治疗过程中，大多数的方案均会使用促排卵药物，造成体内超生理雌激素状态的出现，是否会增加乳腺癌的风险是众多学者所关心的话题。2016年7月，来自荷兰的一项大型队列研究表明，IVF 促排卵治疗和乳腺癌之间没有关系。该研究甚至发现，和进行1-2个IVF 周期的患者相比，进行7次及以上IVF 周期的女性乳腺癌发病率反而更低。在人类辅助生殖技术不断飞速发展的今天，越来越多的不孕症患者开始接受 IVF 治疗，该研究打消了许多学者对乳腺癌风险增加的担忧，同时也期待我国相关研究数据的发表。
2.辅助生殖的子代安全性研究
由于ART各项技术的直接临床应用前均无充分的实验室基础研究背景，它的出现在解决人类诸多生育问题的同时，人为地引入了大量非生理性的操作，在生命形成最关键、最易受外界影响的受精和胚胎早期发育阶段对生殖过程进行干预，随着ART出生子代人数的增加，这一特殊人群与自然妊娠获得的后代相比，是否存在更大的健康风险已成为全球范围内关注的问题。
早在20世纪80年代末，就有学者对ART子代的出生缺陷进行描述，并将原因归咎于ART实施后的多胎妊娠和父母的背景因素。然而，近年来的研究发现，即使排除多胎因素和亲代的不孕病史，ART子代的出生缺陷风险仍增加。动物研究发现ART相关配子或胚胎体外操作或培养会引起子代表观遗传修饰改变，主要为印迹基因区甲基化修饰异常导致基因印迹异常。典型的病例为多项研究报道ART出生由基因印迹缺陷导致的 Beckwith-Wiedemann综合征(BWS)和Angelman综合征(AS)患病率升高。导致表观遗传学异常的可能原因有：夫妇双方的不孕遗传背景、超促排卵、体外操作及培养。
周琪【9】院士研究组通过将高脂饮食诱导的肥胖小鼠的精子总RNA注射进正常的受精卵，发现其出生的子代小鼠在正常饮食下也会出现类似于父代肥胖小鼠的糖代谢紊乱，这提示肥胖小鼠精子RNA中携带有传递父代获得性性状的表观遗传信息。进一步分析发现：父代肥胖小鼠模型中精子tsRNA的表达谱以及RNA修饰谱均发生了显著的变化。通过分离肥胖小鼠精子中的tsRNA 片段并注射到正常受精卵内，发现tsRNA能象总RNA一样诱导子代代谢紊乱，而注射其它片段的精子RNA则不能引发代谢紊乱。本研究从精子RNA角度，为研究获得性性状跨代遗传开拓了全新的视角，提出精子tsRNAs是一类新的父本表观遗传因子，可介导获得性代谢疾病的跨代遗传。
在生命起始时期，精卵结合之后开启了一些列剧烈的染色质重编程事件。染色质的重编程还伴随着许多组蛋白修饰的变化，组蛋白修饰对基因表达与沉默发挥重要调控作用。然而由于早期胚胎材料的稀缺性，此前的技术手段都难以开展这些工作。哺乳动物植入前胚胎全基因组水平组蛋白修饰的建立与调控是发育生物学领域一个亟待解决的科学问题。同济大学高绍荣【10】团队首次利用微量细胞染色体免疫共沉淀技术揭示了H3K4me3和H3K27me3两种重要组蛋白修饰在早期胚胎中的分布特点以及对早期胚胎发育独特的调控机制，发现H3K4me3修饰在早期胚胎大量存在并在基因表达调控和胚胎发育第一次细胞命运决定中发挥重要作用。其结果对研究胚胎发育异常、提高辅助生殖技术的成功率具有重要意义。
在 IVF 治疗过程中，多囊卵巢综合征患者通常是典型的高反应人群，极易出现卵巢过度刺激。为了降低取卵周期PCOS 患者卵巢过度刺激综合征的发生率，通常会选择全胚冷冻，但此类患者冻融胚胎复苏移植的妊娠率以及新生儿的健康情况究竟如何并不清楚。我国陈子江【11】教授课题组联合其他中心开展的多中心大样本随机对照临床研究，共纳入1508例PCOS 患者，结果显示：和新鲜胚胎移植相比，冻融胚胎复苏移植周期活产率增高，为49.3%（对照组为42.0%）；流产率降低，为22.0%。另外，两组新生儿并发症差异无统计学意义，但冻融胚胎复苏移植患者妊娠后先兆子痫的发生率略高于新鲜胚胎移植患者。本研究标志着多囊卵巢综合征临床研究在国际上取得重大突破，为临床辅助生殖技术全胚冷冻策略应用的安全性、可靠性提供了科学依据，具有重要里程碑意义。
辅助生殖技术带来的子代安全性问题越来越被人们关注，从临床策略决定临床结局到表观遗传修饰代际遗传，子代安全性相关难题被剖析清楚，为ART的广泛应用提供重要理论依据。
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