劉 敏 金志春 吳艷婷 葉朝陽(yáng)
1湖北中醫(yī)藥大學(xué),武漢 430065 2湖北省婦幼保健院,武漢 430073
近年來,輔助生殖技術(shù)發(fā)展迅速,解決了許多不孕不育患者的生育問題,其中應(yīng)用最為廣泛的是體外受精-胚胎移植(IVF-ET),但普遍臨床妊娠成功率不高。眾所周知,IVF-ET妊娠率的高低主要取決于胚胎的質(zhì)量和子宮內(nèi)膜對(duì)胚胎的容受能力,而血清相關(guān)因子在一定程度上能夠影響卵泡的發(fā)育,反映子宮內(nèi)膜對(duì)胚胎的容受狀態(tài),因此,針對(duì)血清相關(guān)因子采取相應(yīng)干預(yù)措施,有望改善IVF-ET妊娠結(jié)局。本文就近幾年在IVF-ET周期中有關(guān)血清因子與妊娠結(jié)局的相關(guān)研究進(jìn)行綜述。
LIF是一類具有生物學(xué)功能的分泌性糖蛋白,其在子宮內(nèi)膜分泌期的分泌量為增生期的22倍,與胚胎種植窗期相吻合,并且定位于胚胎植入附近的子宮內(nèi)膜上皮或基質(zhì)細(xì)胞,在早期胚胎、滋養(yǎng)細(xì)胞中均可表達(dá),在胚胎著床及發(fā)育過程中起著關(guān)鍵作用[1]。血清LIF能增加絨毛外滋養(yǎng)細(xì)胞的侵襲力,可促進(jìn)細(xì)胞基質(zhì)纖連蛋白、玻連蛋白、層粘連蛋白的黏附,進(jìn)而提高絨毛外滋養(yǎng)細(xì)胞的侵襲力,調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫耐受,影響妊娠結(jié)局[2]。Rosario等[3]也證實(shí),血清LIF被孕卵著床產(chǎn)生的雌激素誘導(dǎo),可通過激活子宮內(nèi)膜腔上皮細(xì)胞JAK-STAT信號(hào)通路,使其從不接受胚胎到接受胚胎做出響應(yīng)的狀態(tài),有利于IVF-ET周期中出現(xiàn)良好的妊娠結(jié)局。
VEGF屬血小板源性因子家族的生長(zhǎng)因子,是一種同源二聚體糖蛋白。在女性生殖系統(tǒng)中,VEGF可表達(dá)于胚胎種植部位,有利于構(gòu)建子宮內(nèi)膜的毛細(xì)血管網(wǎng),且VEGF產(chǎn)物能促進(jìn)內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞的蛻膜化,提高子宮內(nèi)膜容受性,利于胚胎著床;并且正常水平的VEGF能維持卵泡附近的血液循環(huán),其水平異常升高會(huì)過度提高毛細(xì)血管的通透性,引起血漿蛋白漏出到組織液,最終增大的卵巢基質(zhì)會(huì)阻礙卵泡的發(fā)育與成熟[4]。Binder等[5]研究發(fā)現(xiàn),VEGF可提高小鼠的囊胚細(xì)胞數(shù),促進(jìn)其形成囊胚腔,提高小鼠的胚胎種植率,而胚胎植入前低水平的VEGF可能會(huì)影響胚胎的種植與發(fā)育,其水平與妊娠結(jié)局相關(guān)。有研究[6]顯示,在IVF-ET周期中,血清VEGF的表達(dá)水平隨著卵泡的發(fā)育而升高,在黃體早期表達(dá)水平較高,至胚胎植入時(shí)達(dá)到頂峰,認(rèn)為其可預(yù)測(cè)妊娠結(jié)局。
EGF家族包括雙調(diào)蛋白(Areg)、肝素結(jié)合性表皮生長(zhǎng)因子(HB-EGF)等,在女性生殖系統(tǒng)中扮演重要角色。Areg是一種包含氨基酸的糖基化多肽,在女性生殖系統(tǒng)中主要表達(dá)于卵巢和子宮,Areg可維持黃素化顆粒細(xì)胞的活性,促進(jìn)卵母細(xì)胞減數(shù)分裂的恢復(fù),參與卵子的成熟及排卵的發(fā)生[7]。Lee等[8]通過小鼠模型研究發(fā)現(xiàn),妊娠小鼠血清Areg的表達(dá)水平明顯高于未妊娠小鼠,Areg在小鼠胚胎種植窗期表達(dá)水平最高,且胚胎著床處Areg的表達(dá)最為豐富,認(rèn)為子宮內(nèi)膜與胚胎的接觸能夠誘導(dǎo)Areg的表達(dá)。Fukami等[9]研究顯示,在妊娠早期Areg能促進(jìn)滋養(yǎng)層細(xì)胞的增殖,同時(shí)誘導(dǎo)滋養(yǎng)層細(xì)胞大量分泌hCG,維持妊娠,故檢測(cè)血清中Areg水平可以預(yù)測(cè)妊娠結(jié)局。
HB-EGF是一種跨膜蛋白,是介導(dǎo)胚胎著床的必須因子之一。HB-EGF表達(dá)于子宮內(nèi)膜的上皮和基質(zhì)細(xì)胞,其表達(dá)呈周期性變化,從分泌早期開始升高,在植入窗期表達(dá)最強(qiáng),到分泌晚期降至較低水平,其與介導(dǎo)胚胎著床有關(guān)[10]。有研究[11]顯示,種植窗期較低水平的HB-EGF將影響胚泡黏附及植入,從而導(dǎo)致IVF-ET著床失敗,認(rèn)為HB-EGF有可能作為IVF-ET妊娠結(jié)局的預(yù)測(cè)因子之一。
IGF包含IGF-1與IGF-2兩種,是調(diào)控卵泡發(fā)育、促進(jìn)胚胎著床的重要因子。血液中IGF-1濃度與卵泡液水平呈正相關(guān),但高于同時(shí)期卵泡液水平,故檢測(cè)血清IGF-1水平有一定臨床意義。IGF-1可促進(jìn)顆粒細(xì)胞的增殖,維持芳香化酶功能,提高雌激素合成,隨著雌激素水平的上升,卵泡對(duì)激素的敏感性增強(qiáng),從而促進(jìn)卵泡生長(zhǎng)發(fā)育,還能誘導(dǎo)卵母細(xì)胞的成熟及分裂[12]。超促排卵周期中,在卵泡逐步發(fā)育成熟的同時(shí)IGF-1濃度也緩慢升高,但血清胰島素樣生長(zhǎng)因子結(jié)合蛋白-3(IGFBP-3)水平則隨卵泡發(fā)育進(jìn)程而逐漸降低,證實(shí)IGF-1和IGFBP-3參與調(diào)節(jié)卵泡的生長(zhǎng)發(fā)育,引起胚胎質(zhì)量的改變,進(jìn)而影響IVF-ET的妊娠結(jié)局[13]。
IGF-2主要表達(dá)于優(yōu)勢(shì)卵泡上,在卵泡膜細(xì)胞和顆粒細(xì)胞中均有表達(dá),其水平的上升與卵泡發(fā)育同步進(jìn)行,胰島素樣生長(zhǎng)因子結(jié)合蛋白-1(IGFBP-1)是IGF-2的調(diào)節(jié)蛋白,IGFBP-1與滋養(yǎng)層細(xì)胞表面的整合素相結(jié)合,阻礙滋養(yǎng)層細(xì)胞的侵入,IGF-2能誘導(dǎo)IGFBP-1的降解,有利于胚胎著床,因此IGF-2與IGFBP-1水平可預(yù)測(cè)胚胎發(fā)育的潛能[14]。Ramer等[15]研究顯示,正常分娩的母親體內(nèi)血清IGF-2的表達(dá)處于低水平狀態(tài),認(rèn)為其水平對(duì)IVF-ET妊娠結(jié)局有一定預(yù)測(cè)作用。
TGF-β是轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子家族的重要成員,是一種活性多肽,TGF-β是其中一員,在女性生殖系統(tǒng)中主要產(chǎn)生于卵巢顆粒細(xì)胞,反之又能提高顆粒細(xì)胞對(duì)FSH刺激的敏感性,促進(jìn)性激素的分泌,與卵泡發(fā)育成熟有關(guān)。實(shí)驗(yàn)研究[16-17]顯示,敲除TGF-β1基因的小鼠出現(xiàn)正常血管網(wǎng)的合成減少,甚至缺失,相反紊亂血管叢分布增多,認(rèn)為TGF-β1有類似VEGF的生物學(xué)作用,參與著床前子宮內(nèi)膜的增殖,促進(jìn)子宮內(nèi)膜蛻膜化,調(diào)節(jié)滋養(yǎng)層細(xì)胞的分化,維持成功妊娠。臨床研究[18]發(fā)現(xiàn),優(yōu)質(zhì)胚胎妊娠組血清中TGF-β1水平明顯高于良質(zhì)胚胎妊娠組及優(yōu)質(zhì)胚胎未妊娠組,認(rèn)為血清TGF-β1水平可反映胚胎的質(zhì)量,體內(nèi)TGF-β1的高水平有利于胚胎發(fā)育和胚泡著床,是成功妊娠的重要細(xì)胞因子。
IL-1屬于細(xì)胞因子,主要以IL-1β的形式存在,參與免疫細(xì)胞增殖、分化,并提高其功能。IL-1被發(fā)現(xiàn)在子宮內(nèi)膜的分泌中期表達(dá)上調(diào),與胚胎著床窗口期吻合,其中IL-1β可調(diào)節(jié)胎盤形成中的免疫機(jī)制,促進(jìn)胚胎成長(zhǎng)[19]。研究[20]顯示,在IVF-ET周期HCG日及取卵日血清中IL-1β可促進(jìn)胚胎著床,增加妊娠率;取卵后48 h較高水平IL-1β反而會(huì)抑制胚胎著床,降低妊娠率,故血清IL-1β水平可作為IVF-ET預(yù)測(cè)妊娠結(jié)局的指標(biāo)。
IL-6是一種免疫調(diào)節(jié)性因子,也是炎癥介質(zhì),可通過自分泌和旁分泌方式刺激細(xì)胞生長(zhǎng),促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)的增生,介導(dǎo)炎癥反應(yīng)。婦女妊娠時(shí),滋養(yǎng)層細(xì)胞會(huì)分泌較多IL-6介導(dǎo)機(jī)體免疫,其表達(dá)在種植窗期處于峰值,利于激活胚胎著床處內(nèi)膜的蛻膜化,為胚胎的植入創(chuàng)造條件,有利于良好妊娠結(jié)局的發(fā)生[21]。研究[22]報(bào)道,在IVF-ET周期IL-6可溶解子宮內(nèi)膜基質(zhì)纖維組織,促進(jìn)囊胚著床,其水平可作為預(yù)測(cè)IVF-ET妊娠結(jié)局的指標(biāo)。
TNF-α是一種多肽類介質(zhì),由脂肪細(xì)胞與肌肉產(chǎn)生,活化的巨噬細(xì)胞、單核細(xì)胞也可以產(chǎn)生。正常情況下,血清低水平的TNF-α能保證機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定;高水平會(huì)阻礙卵泡的發(fā)育和生長(zhǎng),導(dǎo)致低質(zhì)量的卵母細(xì)胞和胚胎發(fā)育不良,與妊娠結(jié)局有相關(guān)性[23]。報(bào)道[24-25]顯示,在IVF-ET周期中,妊娠組血清TNF-α濃度較未妊娠組低,在高水平患者中給予TNF-α抑制劑后,其妊娠率明顯提高,故認(rèn)為血清中高水平的TNF-α與IVF-ET的妊娠結(jié)局呈負(fù)相關(guān)。
CSF是一種糖蛋白,粒細(xì)胞集落刺激因子(G-CSF)和巨噬細(xì)胞集落刺激因子(M-CSF)是其中兩種。G-CSF是由多種細(xì)胞,如骨髓細(xì)胞、間質(zhì)細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的主要造血細(xì)胞因子。G-CSF受體不僅存在于造血系細(xì)胞,在生殖細(xì)胞中也有所表達(dá),如黃素化顆粒細(xì)胞、滋養(yǎng)層細(xì)胞與子宮內(nèi)膜細(xì)胞等,可促進(jìn)卵泡的發(fā)育和子宮內(nèi)膜細(xì)胞增生;刺激內(nèi)膜血管網(wǎng)再生,利于胚胎種植;還能促進(jìn)滋養(yǎng)層細(xì)胞增生,有利于胎盤形成,維持妊娠的穩(wěn)定[26-27]。董毅飛等[28]檢測(cè)IVF-ET周期患者的血清,發(fā)現(xiàn)早期流產(chǎn)組血清G-CSF的含量低于未流產(chǎn)組(P<0.05),認(rèn)為血清中G-CSF的濃度可作為IVF-ET周期中預(yù)測(cè)妊娠結(jié)局的一個(gè)指標(biāo)。
M-CSF是一種單核巨噬細(xì)胞特異性的生長(zhǎng)因子,不僅對(duì)單核巨噬細(xì)胞的增殖、分化、生長(zhǎng)起重要作用,在生殖系統(tǒng)調(diào)節(jié)中也扮演重要角色。M-CSF不僅能維持卵泡的發(fā)育,促進(jìn)顆粒細(xì)胞的增殖分化,增加雌激素的合成與分泌[29];還能調(diào)節(jié)人胚胎滋養(yǎng)細(xì)胞的侵入和分化,并通過蛻膜及胚胎吞噬細(xì)胞調(diào)節(jié)胎盤植入[30]。研究[20]顯示,在IVF-ET周期HCG日及取卵日血清中M-CSF可促進(jìn)胚胎著床,增加妊娠率;取卵后48 h較高水平M-CSF可抑制胚胎著床,降低妊娠率,故血清M-CSF水平可作為IVF-ET預(yù)測(cè)妊娠結(jié)局的指標(biāo)。
MMPs為依賴于鋅離子、鈣離子的由子宮內(nèi)膜所分泌的蛋白水解酶家族中的一員,參與細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)的重塑與降解。MMP-2和MMP-9是MMPs中的兩種蛋白水解酶,TIMP-1為MMP-9關(guān)鍵抑制因子。研究[31]表明,TIMP-1可促進(jìn)子宮內(nèi)膜修復(fù)與生長(zhǎng),抑制MMP-9侵襲滋養(yǎng)細(xì)胞,有利于胚胎著床。馬丹琦等[32]研究認(rèn)為,習(xí)慣性流產(chǎn)患者外周血清MMP-2、MMP-9明顯下降,TIMP-2明顯升高,MMPs/TIMPs系統(tǒng)的失衡與不良妊娠結(jié)局相關(guān)。另有相關(guān)報(bào)道[33]顯示,在IVF-ET周期中,妊娠組患者血清中MMP-9濃度顯著高于未妊娠組,提示血清中MMP-9水平與IVF-ET妊娠結(jié)局相關(guān),可作為預(yù)測(cè)妊娠結(jié)局的一個(gè)指標(biāo)。
綜上所述,卵泡的發(fā)育、胚胎的質(zhì)量以及子宮內(nèi)膜對(duì)胚胎的容受狀態(tài)均會(huì)影響IVF-ET的妊娠結(jié)局。血清中某些因子會(huì)影響卵泡的發(fā)育、胚泡的黏附及植入、滋養(yǎng)細(xì)胞的侵襲及母胎間的耐受性,進(jìn)而影響妊娠結(jié)局。因此,研究這些因子可為IVF-ET臨床提供更多的指導(dǎo)依據(jù),及時(shí)采取干預(yù)性措施,可能有利于提高胚胎種植率,改善妊娠結(jié)局。
[1] HASEGAWA E,ITO H,HASEGAWA F,et al.Expression of leukemia inhibitory factor in the endometrium in abnormal uterine cavities during the implantation window[J].Fertil Steril,2012,97(4):953-958.
[2] TAPIA A,SALAMONSEN LA,MANUELPILLAI U,et al.Leukemia inhibitory factor promotes human first trimester extravillous trophoblast adhesion to extracellular matrix and secretion of tissue inhibitor of metalloproteinases-1 and-2[J].Hum Reprod,2008,23(8):1724-1732.
[3] ROSARIO GX,STEWART CL.The multifaceted actions of leukaemia inhibitory factorinmediat inguterine receptivity and embryo implantation[J].Am J Reprod Immunol,2016,75(3):246-255.
[4] ABD EI AAL DE,MOHAMED SA,AMINE AF,et al.Vascular endothelial growth factor and insulin-like growth factor-1 in polycystic ovary syndrome and their relation to ovarian blood flow[J].Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol,2005,118(2):219-224.
[5] BINDER NK,EVANS J,GARDNER DK,et al.Endometrial signals improve embryo outcome:functional role of vascular endothelial growth factor isoforms on embryo development and implantation in mice[J].Hum Reprod,2014,29(10):2278-2286.
[6] OTANI N,MINAMI S,YAMOTO M,et al.The vascular endothelial growth factor/fms-like tyrosine kinase system in hunman ovary during the menstrual cycle and early pregnancy[J].J Clin Endocrinol Metab,1999,84(10):3845-3851.
[7] PUTTABYATAPPA M,BROGAN RS,VANDEVOORT CA,et al.EGF-like ligands mediateorogesterone’s anti-apoptotic action on nacaque granulosa cells[J].Biol Reprod,2013,88(1):18.
[8] LEE DS,YANAGIMOTO UETA Y,SUZUKI H.Exp-ression of amphiregulin during the pre-and post-implantation period in the mouse reproductive tract[J].J Reprod Dev,2006,52(6):781-787.
[9] FUKAMI T,YOSHIZATO T,MIYAMOTO S,et al.A-mphiregulin regulates the production of human chorionic gonadotropin in trophoblasts[J].Life Sci,2009,84(23-24):796-804.
[10] WIRSTLEIN PK,MIKOAJCZYK M,SKRZYPCZAK J.Correlation of the expression of heparanase and heparin-binding EGF-like growth factor in the implantation window of nonconceptual cycle endometrium[J].Folia Histochem Cytobiol,2013,51(2):127-134.
[11] 宋夢(mèng)玲,徐仙,劉春蓮,等.種植窗期HB-EGF與IVF-ET妊娠結(jié)局關(guān)系的研究[J].實(shí)用婦產(chǎn)科雜志,2011,27(2):124-126.
[12] 錢華,趙燕,周易,等.胰島素樣生長(zhǎng)因子Ⅰ及其受體對(duì)卵母細(xì)胞成熟的影響[J].生殖醫(yī)學(xué)雜志,2013,22(6):422-425.
[13] 呂芳,張保合,陳智英.IVF-ET患者IGFBP-3和IGF-1水平與卵泡發(fā)育、卵巢內(nèi)分泌、胚胎質(zhì)量及妊娠之間的關(guān)系[J].廣東醫(yī)學(xué),2016,37(12):1836-1839.
[14] FANG Q,WANG YX,ZHOU Y.Insulin-like growth factor binding protein 1 and human embryonic development during 6-10 gestational weeks[J].Chin Med J(Engl),2004,117(4):488-491.
[15] RAMER I,KANNINEN TT,SISTI G,et al.Association of invitro fertilization outcome with circulating insulinlike growth factor components prior to cycle initiation[J].Am J Obstet Gynecol,2015,213(3):356.
[16] BORBELY AU,SANDRI S,F(xiàn)ERNANDES IR,et al.The term basal piate of the human placenta as a source of functional extravillous trophoblast cells[J].Reprod Biol Endocrinol,2014,12(3):7-9.
[17] LARSSON J,GOUMANS MJ,SJ?STRAND LJ,et al.Abnormal angiogenesis but intact hematopoietic potential in TGF-β1 receptor-deficient mice[J].EMBO J,2001,20(7):1663-1673.
[18] 劉新宇,曲陸榮.TGF-β1與超促排卵胚胎發(fā)育及妊娠結(jié)局的關(guān)系[J].中國(guó)醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2005,34(2):162-163.
[19] 龔萍,黃光英.健胎液對(duì)圍著床期小鼠子宮炎性細(xì)胞因子IL-1的影響[J].山東中醫(yī)雜志,2014,33(6):471-474.
[20] 霍雷.巨噬細(xì)胞集落刺激因子及白細(xì)胞介素-1β在體外受精—胚胎移植助孕中的作用分析[D].鄭州:鄭州大學(xué),2011.
[21] 孫燕,蘇琳,陳佩,等.復(fù)發(fā)性流產(chǎn)患者絨毛組織中白細(xì)胞介素-6和白細(xì)胞介素-18的表達(dá)[J].廣東醫(yī)學(xué),2012,33(11):1563-1566.
[22] SCHAFER-SOMI S.Cytokines during early pregnancy of mammals:a review[J].Anim Reprod Sci,2003,75(1-2):73-94.
[23] CHEN YC,TSAI EM,CHEN HS,et al.Serum resistin level is a predictor of ovarian response in in vitro fertilization cycle[J].Acta Obstet Gynecol Scand,2007,86(8):963-967.
[24] YILDIZFER F,DONMA O,YEN M,et al.In vitro fertilization,levels of pro-inflammatory factors and lipid peroxidation[J].Int J Fertil Steril,2015,9(3):277-284.
[25] WINGER EE,REED JL,ASHOUSH S,et al.Die-off ratio correlates with increased TNF-α∶IL-10 ratio and decreased IVF success rates correctable with humira[J].Am J Reprod Immunol,2012,68(5):428-437.
[26] LEDEE N,MUNAUT C,AUBERT J,et al.Specific and extensive endometrial deregulation is present before conception in IVF/ICSI repeated implantation failures(IF)or recurrent miscarriages[J].J Pathol,2011,225(4):554-564.
[27] GLEICHER N,VIDALI A,BARAD DH.Successful treatment of unresponsive thin endometrium[J].Fertil Steril,2011,95(6):21-23.
[28] 董毅飛,張征,彭海英,等.取卵日血清和卵泡液中粒細(xì)胞集落刺激因子水平與IVF-ET結(jié)局的關(guān)系[J].中國(guó)優(yōu)生與遺傳雜志,2013,21(6):116-118.
[29] 張薇,許嵩,張治芬.M-CSF對(duì)卵泡顆粒細(xì)胞功能調(diào)節(jié)及其分子機(jī)制[J].醫(yī)學(xué)研究雜志,2016,45(1):100-105.
[30] 龐戰(zhàn)軍,邢福祺.巨噬細(xì)胞集落刺激因子在胚胎植入過程中的作用[J].國(guó)際婦產(chǎn)科學(xué)雜志,2002,29(1):3-5.
[31] ISAKA K,USUDA S,ITO H,et al.Expression and activity of matrix metalloproteinase 2 and 9 in human trophoblasts[J].Placenta,2003,24(1):53-64.
[32] 馬丹琦,梁丹,李愛金,等.MMPs、TIMPs及炎癥因子在習(xí)慣性流產(chǎn)孕婦中的表達(dá)[J].溫州醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2015,45(11):796-798.
[33] HORKA P,MALICKOVA K,JAROSOVA R,et al.Matrix metalloproteinases in serum and the follicular fluid of women treated by in vitro fertilization[J].J Assist Reprod Genet,2012,29(11):1207-1212.