唐寧,孔令北,劉海萍,王建業(yè)*
(1.濟(jì)南軍區(qū)總醫(yī)院生殖醫(yī)學(xué)中心,濟(jì)南 250031;2.山東濟(jì)寧兗州區(qū)第一中學(xué)生物組,濟(jì)寧 272100)
在體外受精-胚胎移植(IVF-ET)中,獲得高質(zhì)量、發(fā)育潛能良好的胚胎是得到好的臨床妊娠結(jié)局的關(guān)鍵。一直以來(lái),認(rèn)為培養(yǎng)液的質(zhì)量是體外胚胎培養(yǎng)的關(guān)鍵,這包括培養(yǎng)液的溫度、滲透壓、pH 值以及培養(yǎng)液的組成成分等[1-8]。而在培養(yǎng)液的組成成分中,蛋白添加物必不可少。血清替代補(bǔ)充成分(SSS)和人血清白蛋白(HSA)是兩種非常常用的蛋白添加物,有必要對(duì)其在體外受精/卵胞漿內(nèi)單精子注射-胚胎移植(IVF/ICSI-ET)中的作用作進(jìn)一步地探討。
1.研究對(duì)象:回顧性分析2013年5月1日至2013年9 月30 日 及2014 年5 月1 日 至2014 年9月30 日在本中心行IVF/ICSI-ET 的患者。所有納入患者均使用短方案超排卵,女方不孕因素為輸卵管因素,移植日為取卵后第3天。所有患者均施行新鮮胚胎移植。
2.分組:本中心所有胚胎培養(yǎng)均使用瑞典Vitrolife序貫培養(yǎng)液。根據(jù)培養(yǎng)液蛋白添加物的不同,將患者分為HSA 組(以10%HSA 作為胚胎培養(yǎng)液添加物)和SSS組(以20%SSS作為胚胎培養(yǎng)液添加物),其中2013年的患者為HSA 組,而2014年的患者為SSS組。
3.診療方法回顧:使用本中心已建立的方法[9]。具體為:經(jīng)本中心常規(guī)方法超排卵后,當(dāng)主導(dǎo)卵泡直徑達(dá)18 mm 時(shí),肌肉注射HCG 5 000~10 000U;HCG 注射后36~40h,于超聲引導(dǎo)下經(jīng)陰道取卵;取卵后3~5h行IVF 或4~6h行ICSI授精,授精后18~20h觀察受精情況;授精后68~70h觀察胚胎卵裂球的數(shù)目和碎片多少,并以此為根據(jù)判定胚胎的級(jí)別,分為Ⅰ級(jí)胚胎(卵裂球大小均勻,胞漿碎片<10%)、Ⅱ級(jí)胚胎(卵裂球大小略不均勻,胞漿碎片<15%)、Ⅲ級(jí)胚胎(胞漿碎片<50%,卵裂球的情況類(lèi)似于Ⅱ級(jí)胚胎)和Ⅳ級(jí)胚胎(胞漿碎片>50%)。胚胎達(dá)6 細(xì)胞以上,Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)胚胎為優(yōu)質(zhì)胚胎。
取卵后第3 天進(jìn)行ET,移植時(shí)優(yōu)先選用優(yōu)質(zhì)胚胎。移植胚胎的數(shù)目嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),即:患者年齡<35歲,移植2個(gè)胚胎;患者年齡≥35 歲或患者處于2個(gè)以上(包括2個(gè))移植周期,移植3個(gè)胚胎。移植后給予黃體酮支持黃體功能,2周后測(cè)尿HCG,陽(yáng)性者為生化妊娠,5周后B超檢查胚囊數(shù),見(jiàn)孕囊及胚芽即診斷為臨床妊娠。
4.觀察指標(biāo):將行IVF和ICSI的患者分別進(jìn)行患者基本情況、胚胎發(fā)育和妊娠情況的比較,統(tǒng)計(jì)學(xué)分析其差異?;颊叩幕厩闆r包括年齡、不孕年限、平均促性腺激素(Gn)量、Gn使用天數(shù)、獲卵數(shù);胚胎發(fā)育情況包括受精率、卵裂率、優(yōu)質(zhì)率、移植胚胎數(shù)和胚胎冷凍率;妊娠情況包括妊娠率和著床率。
IVF的受精率=(雙原核胚胎數(shù)+單原核胚胎數(shù)+多原核胚胎數(shù))/總?cè)÷褦?shù)×100%;ICSI的受精率=(雙原核胚胎數(shù)+單原核胚胎數(shù)+多原核胚胎數(shù))/MⅡ期卵母細(xì)胞數(shù)×100%;卵裂率=卵裂胚胎數(shù)/(雙原核胚胎數(shù)+單原核胚胎數(shù)+多原核胚胎數(shù))×100%;優(yōu)胚率=優(yōu)質(zhì)胚胎數(shù)/卵裂胚胎數(shù)×100%;妊娠率=臨床妊娠數(shù)/患者總?cè)藬?shù)×100%;著床率=孕囊或胚芽數(shù)/移植胚胎總數(shù)×100%;胚胎冷凍率=移植后有冷凍胚胎的病例數(shù)/總例數(shù)×100%。
5.統(tǒng)計(jì)方法:使用SPSS 10.0進(jìn)行分析。定量資料結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示;定量資料使用成組設(shè)計(jì)的t檢驗(yàn),定性資料使用χ2檢驗(yàn);P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
1.行IVF-ET 的患者:SSS 組與HSA 組的患者年齡、不孕年限、平均Gn量、使用天數(shù)和獲卵數(shù)均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)(表1);兩組患者的受精率、卵裂率、移植胚胎數(shù)、妊娠率和著床率均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05),而SSS組的胚胎冷凍率、優(yōu)胚率均顯著高于HSA 組(P<0.05)(表2)。SSS可促進(jìn)植入前胚胎的發(fā)育但不能改善IVF-ET 臨床妊娠結(jié)局。
2.行ICSI-ET的患者:SSS組與HSA 組在不孕年限、平均Gn量和使用天數(shù)上無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05),但SSS組患者年齡顯著高于HSA 組(P<0.05),且SSS組的獲卵數(shù)顯著低于HSA 組(P<0.05)(表3);兩組患者受精率、卵裂率和妊娠率均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05),但SSS組的冷凍率和優(yōu)胚率均顯著高于HSA 組(P<0.05),而SSS組著床率顯著低于HSA 組(P<0.05)(表4)。SSS能促進(jìn)ICSI后胚胎早期發(fā)育,提高卵母細(xì)胞的利用率。
3.年齡對(duì)行ICSI-ET 的患者妊娠情況的影響:由于SSS組患者的年齡高于HSA 組、著床率低于HSA 組,為進(jìn)一步探討年齡對(duì)妊娠結(jié)局的影響,接受ICSI的患者按年齡分成<35 歲組和≥35歲組,對(duì)不同年齡組中SSS和HSA 對(duì)妊娠結(jié)局的影響分別進(jìn)行分析。結(jié)果顯示,無(wú)論在<35歲 組 中,還 是 在≥35 歲 組 中,SSS 和HSA 對(duì)妊娠率和著床率的影響均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)(表5)。
表1 IVF患者基本情況(±s)
表1 IVF患者基本情況(±s)
組 別 例數(shù) 年齡(歲) 不孕年限(年) 平均Gn量(支) 使用天數(shù)(d) 獲卵數(shù)(個(gè))12 9.89±0.27 SSS組 622 31.65±0.21 4.06±0.11 27.91±0.42 9.83±0.HSA 組 467 31.83±0.24 4.15±0.14 27.34±0.53 9.66±0.11 9.62±0.24
表2 IVF患者胚胎發(fā)育及妊娠情況[(±s),%])
表2 IVF患者胚胎發(fā)育及妊娠情況[(±s),%])
注:與HSA 組比較,*P<0.05
組別 例數(shù) 胚胎總數(shù)(個(gè))受精率 卵裂率 優(yōu)胚率 移植胚胎數(shù)(個(gè))著床率 妊娠率 胚胎冷凍率.66 68.74 SSS組 622 5 983 79.13 94.38 63.20* 1.98±0.036 34.34 53.72 76.58 HSA 組 467 4 618 79.78 94.13 50.39 2.01±0.034 33.16 49*
表3 ICSI患者基本情況(±s)
表3 ICSI患者基本情況(±s)
注:與HSA 組比較,*P<0.05
組別 例數(shù) 年齡(歲) 不孕年限(年) 平均Gn量(支) 使用天數(shù)(d) 獲卵數(shù)(個(gè))14 9.35±0.31 SSS組 457 32.76±0.28* 4.46±0.17 27.20±0.51 9.26±0.13 8.28±0.26 HSA 組 286 30.03±0.31 4.51±0.20 28.01±0.58 9.53±0.*
表4 ICSI患者胚胎發(fā)育及妊娠情況[(±s),%])
表4 ICSI患者胚胎發(fā)育及妊娠情況[(±s),%])
注:與HSA 組比較,*P<0.05
組別 例數(shù) 胚胎總數(shù)(個(gè))受精率 卵裂率 優(yōu)胚率 移植胚胎數(shù)(個(gè))著床率 妊娠率 胚胎冷凍率18 60.09 SSS組 457 3 784 86.05 95.92 61.80* 2.00±0.04*24.29* 41.95 68.29 HSA 組 286 2 674 84.79 95.07 51.12 2.19±0.04 29.23 46.*
表5 兩種蛋白添加物對(duì)不同年齡組ISCI患者妊娠情況的影響(%)
胚胎的生長(zhǎng)環(huán)境,尤其是培養(yǎng)胚胎的培養(yǎng)液一直是IVF-ET 的關(guān)鍵。一旦出現(xiàn)不理想的臨床妊娠結(jié)局,輔助生殖工作者首先考慮的就是胚胎培養(yǎng)液是否出了問(wèn)題或者培養(yǎng)環(huán)境是否有變化。一直以來(lái),研究者都在不停地研究如何改進(jìn)現(xiàn)有的培養(yǎng)液,以期獲得更好的、有發(fā)育潛能的胚胎,進(jìn)而改善臨床妊娠結(jié)局。胚胎培養(yǎng)液中蛋白添加物的加入有助于獲得更好的優(yōu)質(zhì)胚胎。培養(yǎng)液中最早使用的蛋白添加物是母源性的血清蛋白,而后發(fā)展為人血清白蛋白(HSA 和Buminate),再后人們開(kāi)始使用蛋白替代物(包 括SSS、SPS、LGPS 等)。現(xiàn) 在,HSA 和SSS是各生殖中心胚胎培養(yǎng)最常用的蛋白添加物。
1995年有研究顯示,和HSA 相比,添加了SSS的胚胎培養(yǎng)液在提高受精率和胚胎形態(tài)學(xué)質(zhì)量方面并沒(méi)有優(yōu)勢(shì)[10],但第2年對(duì)小鼠的研究則證實(shí),SSS能促進(jìn)小鼠胚胎生長(zhǎng),具有和血清同樣的效果[11],而同年的臨床回顧性分析研究則表明:相對(duì)于母源血清和人血漿蛋白粉(Plasmanate),SSS 能提高胚胎的種植率,從而獲得更好的臨床妊娠結(jié)局[12]。2009年,有研究者證明,與單純添加HSA 相比,SSS和HSA 的共同添加能提高胚胎的植入率并能提高最終的活產(chǎn)率[13]。與前述研究相一致的是,我們的研究表明:與HSA 相比,SSS能促進(jìn)IVF/ISCI后植入前胚胎的發(fā)育,增加優(yōu)質(zhì)胚胎和可用胚胎的數(shù)量,提高所獲取的卵母細(xì)胞的利用率。冷凍胚胎的增多意味著患者若在本治療周期未獲得妊娠,可以使用自然周期或者人工周期準(zhǔn)備內(nèi)膜,而后進(jìn)行胚胎復(fù)蘇移植,大大節(jié)省治療的時(shí)間和患者的花費(fèi)。
但我們的研究同樣也表明,在IVF-ET 中,SSS的加入并沒(méi)有提高胚胎的植入率,也未改善臨床妊娠結(jié)局,這可能與移植時(shí)都是盡量選用優(yōu)質(zhì)胚胎有關(guān)。在ICSI-ET 患者中,SSS組的植入率甚至要低于HSA 組,這可能是因?yàn)镾SS組患者的年齡顯著地高于HSA 組。而后分年齡階段的統(tǒng)計(jì)分析顯示,在不同年齡組(<35 組和≥35 歲組),SSS 和HSA 對(duì)臨床妊娠率和胚胎著床率的影響沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,進(jìn)一步證實(shí)ICSI組臨床妊娠結(jié)局的主要是受患者年齡的影響。而造成年齡差異的根本原因可能是自2013年底,山東省通過(guò)了單獨(dú)二孩的計(jì)劃生育政策,這使得大量年齡偏大的育齡婦女求助于輔助生殖技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)自己的二胎夢(mèng),年齡的偏大造成了卵巢功能的低下,超排卵后獲得的卵母細(xì)胞數(shù)目也明顯減少,以至于在移植時(shí)可用胚胎的數(shù)目也明顯降低。
對(duì)SSS作用機(jī)理的研究顯示,培養(yǎng)液中SSS的加入可以提高囊胚的孵出率,降低活性氧自由基的水平,減少胚胎卵裂球的凋亡[14],此外SSS對(duì)植入前胚胎發(fā)育的促進(jìn)作用也可能與SSS 中氨基酸含量較高有關(guān)[15]。
總之,SSS能促進(jìn)IVF/ICSI-ET 中植入前胚胎的發(fā)育,提高卵母細(xì)胞的利用率,可以作為優(yōu)化胚胎培養(yǎng)方案的蛋白添加物。
[1] Hong KH,Lee H,F(xiàn)orman EJ,et al.Examining the temperature of embryo culture in in vitro fertilization:a randomized controlled trial comparing traditional core temperature(37 ℃)to a more physiologic,cooler temperature(36 ℃)[J].Fertil Steril,2014,102:767-773.
[2] Lee JS,Kim JH,Seo YS,et al.The influence of serum substituents on serum-free Vero cell conditioned culture media manufactured from Dulbecco’s modified Eagle medium in mouse embryo culture[J].Obstet Gynecol Sci,2013,56:320-329.
[3] Hentemann M,Mousavi K,Bertheussen K.Differential pH in embryo culture[J].Fertil Steril,2011,95:1291-1294.
[4] Swain J.Embryo culture and pH[J].Fertil Steril,2011,95:e67-e68.
[5] Swain JE.Optimizing the culture environment in the IVF laboratory:impact of pH and buffer capacity on gamete and embryo quality[J/OL].Reprod Biomed Online,2010,21:6-16.
[6] Swain JE,Pool TB.New pH-buffering system for media utilized during gamete and embryo manipulations for assisted reproduction[J/OL].Reprod Biomed Online,2009,18:799-810.
[7] Edwards LJ,Williams DA,Gardner DK.Intracellular pH of the preimplantation mouse embryo:effects of extracellular pH and weak acids[J].Mol Reprod Dev,1998,50:434-442.
[8] Johnston LA,Donoghue AM,O’Brien SJ,et al.Influence of temperature and gas atmosphere on in-vitro fertilization and embryo development in domestic cats[J].J Reprod Fertil,1991,92:377-382.
[9] 唐寧,王建業(yè),呂丹,等.授精后24-25h原核融合與IVF/ICSI-ET中胚胎早期發(fā)育和妊娠結(jié)局的相關(guān)性研究[J].中國(guó)優(yōu)生與遺傳雜志,2013,21:121-123.
[10] Graham MC,Partridge AB,Lewis V,et al.A prospective comparison of Synthetic Serum Substitute and human serum albumin in culture for in vitro fertilization-embryo transfer[J].Fertil Steril,1995,64:1036-1038.
[11] Tucker KE,Hurst BS,Guadagnoli S,et al.Evaluation of synthetic serum substitute versus serum as protein supplementation for mouse and human embryo culture[J].J Assist Reprod Genet,1996,13:32-37.
[12] Desai NN,Sheean LA,Martin D,et al.Clinical experience with synthetic serum substitute as a protein supplement in IVF culture media:a retrospective study[J].J Assist Reprod Genet,1996,13:23-31.
[13] Meintjes M,Chantilis SJ,Ward DC,et al.A randomized controlled study of human serum albumin and serum substitute supplement as protein supplements for IVF culture and the effect on live birth rates[J].Hum Reprod,2009,24:782-789.
[14] Esfandiari N,F(xiàn)alcone T,Agarwal A,et al.Protein supplementation and the incidence of apoptosis and oxidative stress in mouse embryos[J].Obstet Gynecol,2005,105:653-660.
[15] Morbeck DE,Paczkowski M,F(xiàn)redrickson JR,et al.Composition of protein supplements used for human embryo culture[J].J Assist Reprod Genet,2014,31:1703-1711.