蔡慧中 綜述 刁 英 審校

貴州省遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院生殖中心(563003)

人絨毛膜促性腺激素在輔助生殖技術(shù)中的應(yīng)用

蔡慧中 綜述 刁 英*審校

貴州省遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院生殖中心(563003)

人絨毛膜促性腺激素(hCG)是胎盤合體滋養(yǎng)層細(xì)胞產(chǎn)生的一種糖蛋白激素，與黃體生成素(LH)的結(jié)構(gòu)極其相似，具有誘發(fā)排卵、健黃體等作用。在體外受精-胚胎移植(IVF-ET)治療中，常用它模擬LH峰達(dá)到促卵母細(xì)胞最后成熟，誘導(dǎo)排卵的目的。事實上，在人類生殖的整個過程中，都貫穿著hCG的作用。本文從hCG在卵泡發(fā)育、觸發(fā)排卵、黃體支持及胚胎種植中的作用等方面來闡述hCG在輔助生殖技術(shù)中的最新應(yīng)用與研究進(jìn)展。

1 hCG的分子結(jié)構(gòu)

hCG和LH同屬糖蛋白激素，由α和β兩條多肽鏈組成，主要區(qū)別在于二者的β亞基。hCG的β亞基是由145個氨基酸殘基組成的多肽鏈，而LH的β亞基則是由121個氨基酸殘基組成的多肽鏈。hCG肌內(nèi)注射后吸收良好，生物半衰期約8 h，而LH僅30 min。二者均可通過促黃體激素/人絨毛膜促性腺激素受體(LHCGR)發(fā)揮生物學(xué)作用。hCG與LHCGR結(jié)合的能力遠(yuǎn)大于LH[1]。LHCGR在妊娠期黃體細(xì)胞、卵泡顆粒細(xì)胞、子宮平滑肌、子宮內(nèi)膜、子宮血管、輸卵管、宮頸、乳腺、胎盤、臍帶、大腦、腎上腺、皮膚和前列腺等組織細(xì)胞中均有表達(dá)，從而暗示hCG的作用可能比以前所認(rèn)為的更廣泛。

2 hCG在卵泡發(fā)育中的作用

卵泡的生長發(fā)育需要卵泡刺激素(FSH)及雌二醇(E2)的共同作用。LH與卵泡膜細(xì)胞上LH受體結(jié)合后使膽固醇形成雄激素(雄烯二酮和睪酮)，F(xiàn)SH與顆粒細(xì)胞上的FSH受體結(jié)合后激活芳香化酶，將進(jìn)入顆粒細(xì)胞內(nèi)的睪酮轉(zhuǎn)化成雌酮和E2，即“兩細(xì)胞-兩促性腺激素”學(xué)說。由此可見，LH對于卵泡的發(fā)育也至關(guān)重要，它可提供卵泡內(nèi)E2合成所需要的底物，從而間接促進(jìn)卵泡的生長發(fā)育，募集更多的卵泡及卵子。

在卵泡早期LH可促進(jìn)卵泡膜細(xì)胞分泌雄激素，從而增加卵泡募集，并促進(jìn)FSH誘導(dǎo)的芳香化酶活性增加，使E2的生成增多。因此基礎(chǔ)LH的下降可導(dǎo)致卵泡膜細(xì)胞產(chǎn)生的雄激素減少，顆粒細(xì)胞上的FSH受體生成減少，從而使促排卵反應(yīng)性下降[2]。Motta等[3]在促性腺激素釋放激素激動劑(GnRH-a)方案中于月經(jīng)周期第1日添加hCG，然后在月經(jīng)周期第3日開始給予FSH促排卵，結(jié)果在行卵胞漿內(nèi)單精子顯微注射(ICSI)治療的女性中，hCG組所用的FSH總量較對照組明顯降低，并獲得了更多優(yōu)質(zhì)胚胎和更高的生化妊娠率，總種植率和妊娠率也明顯升高。因此，他們認(rèn)為在控制性促排卵(COH)前給予hCG進(jìn)行預(yù)處理可提高卵母細(xì)胞發(fā)育能力，獲得最優(yōu)質(zhì)的胚胎，并提高著床率和持續(xù)妊娠率。Propst等[4]對一組GnRH-a方案中內(nèi)源性LH水平≤0.5 U/L的婦女進(jìn)行回顧性分析后發(fā)現(xiàn)：在降調(diào)節(jié)開始后的第5天，持續(xù)添加低劑量的hCG可顯著提高胚胎的種植率及活產(chǎn)率。

hCG與LH有類似的生物學(xué)作用，但其半衰期更長，效應(yīng)更高。近來有研究者提出了應(yīng)用hCG在COH過程中代替LH的想法，更有學(xué)者相對于“LH激發(fā)”提出了“hCG激發(fā)”的學(xué)說。Beretsos等[5]將至少有一次ICSI治療失敗的患者隨機(jī)分成兩組，其中一組在COH長方案中，先用hCG 200 U/L預(yù)處理7 d，然后再用FSH促排卵。結(jié)果發(fā)現(xiàn)相較于普通COH長方案組雖然獲卵數(shù)無明顯差異，但成熟卵母細(xì)胞百分比更高，有更高的妊娠率；在移植日行子宮內(nèi)膜形態(tài)學(xué)超聲檢查發(fā)現(xiàn)，預(yù)處理組內(nèi)膜厚度>8mm者比例較對照組高。故認(rèn)為hCG預(yù)處理后可增加卵泡對FSH的敏感性，提高基質(zhì)成纖維細(xì)胞功能，改善子宮內(nèi)膜的容受性。因此得出了“hCG激發(fā)”有益于長方案促排卵的結(jié)局，特別是有益于既往有ART失敗史的女性患者的結(jié)論。

Serafini等[6]研究發(fā)現(xiàn)，卵泡晚期應(yīng)用低劑量的hCG刺激，通過增加卵巢顆粒細(xì)胞芳香化酶的活性，從而促進(jìn)卵子成熟，改善胚胎質(zhì)量，提高妊娠率及種植率。Koichi等[7]亦發(fā)現(xiàn)，在FSH based-GnRH拮抗劑方案中，在卵泡晚期每日添加低劑量hCG，可提高卵子成熟率，增加D3優(yōu)質(zhì)胚胎數(shù)量和凍胚數(shù)。Filicori等[8]研究發(fā)現(xiàn)，晚卵泡期單獨應(yīng)用hCG替代FSH促排卵，可顯著減少FSH的用量，增加卵子成熟率，而妊娠結(jié)局與應(yīng)用FSH組差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

以上結(jié)果均表明hCG在促卵泡發(fā)育成熟過程中有積極作用。但也有不同觀點：Cavagna等[9]在晚卵泡期添加低劑量重組hCG，比較添加組與未添加組的獲卵數(shù) 、受精率及臨床妊娠率，發(fā)現(xiàn)兩者之間的差異無統(tǒng)計學(xué)意義。國內(nèi)康艷等[10]為了探討COH過程中添加低劑量hCG的效果而進(jìn)行回顧性分析，也發(fā)現(xiàn)在COH過程中添加低劑量hCG對促排卵結(jié)局無明顯影響。因此在IVF-ET治療中卵泡期添加hCG對促排卵及妊娠結(jié)局的影響仍存在爭議，尚需更大樣本的前瞻、隨機(jī)、對照性研究。

3 hCG觸發(fā)排卵與及卵巢過度刺激綜合征

一個正常月經(jīng)周期，優(yōu)勢卵泡的生長和排卵與女性體內(nèi)LH的波動相關(guān)聯(lián)。有研究發(fā)現(xiàn)[11]，當(dāng)優(yōu)勢卵泡直徑達(dá)到10.5～12mm后，它可對LH波動產(chǎn)生反應(yīng)，進(jìn)一步分泌孕酮作用于子宮內(nèi)膜，以支持受精卵的植入，維持妊娠。在自然周期中，LH峰的出現(xiàn)與排卵時間的關(guān)系已有大量資料證實。由于卵母細(xì)胞的最后成熟特別是核成熟及卵子最后從卵泡排出即排卵過程需要LH峰的激發(fā)，促排卵中通常使用hCG模擬LH峰達(dá)到這一目的。

在IVF-ET治療中，為避免內(nèi)源性LH峰提早出現(xiàn)導(dǎo)致卵泡質(zhì)量下降及過早黃素化，常使用外源性GnRH-a對垂體進(jìn)行降調(diào)節(jié)，但其易導(dǎo)致黃體功能不足，使患者的臨床妊娠率降低、流產(chǎn)率增高[12]。hCG現(xiàn)已常規(guī)用于卵巢刺激周期中觸發(fā)排卵，常規(guī)用量為5000 U或10 000 U。但由于其半衰期長、具有黃體生成活性并且促進(jìn)血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)分泌，故易誘發(fā)卵巢過度刺激綜合征(OHSS)[13]。一旦妊娠，內(nèi)源性hCG產(chǎn)生，可取代并增強扳機(jī)效應(yīng)，導(dǎo)致OHSS加重，為此學(xué)者們一直在探索hCG觸發(fā)排卵的最低有效劑量。

有學(xué)者認(rèn)為[14]，應(yīng)用hCG在防止OHSS發(fā)生的同時可不降低體外受精的妊娠率。我國的陳薪等[15]則對長方案促排卵過程中為避免OHSS發(fā)生的最低hCG劑量進(jìn)行了一個前瞻性研究：6名中重度OHSS高危婦女均予以2000 U的hCG誘導(dǎo)排卵，除1名婦女取消移植周期外，其余5名婦女中的3名均妊娠并分娩出健康嬰兒，并且5名婦女中沒有一位發(fā)生中重度OHSS。因此該作者認(rèn)為在進(jìn)行IVF治療的高危人群中，以2000 U的hCG來觸發(fā)排卵是可以預(yù)防OHSS發(fā)生的。但由于此次觀察未設(shè)置對照組，并且真正完成IVF周期的婦女僅5個，故該研究所得結(jié)論尚不能成為臨床hCG用藥劑量的規(guī)范。林海燕等[16]對IVF/ICSI周期治療的患者進(jìn)行前瞻性研究，分別用4000 U和6000 U的hCG誘發(fā)排卵，比較兩組患者的各項數(shù)據(jù)后認(rèn)為，降低hCG劑量可能影響患者的臨床妊娠率，但并不能降低OHSS的發(fā)生率。Tsoumpou等[17]認(rèn)為，雖然在IVF周期中促使卵母細(xì)胞最終成熟的最佳hCG劑量尚不確定，且用大規(guī)模隨機(jī)對照試驗來評估hCG劑量影響OHSS的發(fā)生率是極難控制和完成的，但他們堅信hCG劑量應(yīng)當(dāng)個體化，反應(yīng)良好的患者使用的劑量盡量不超過5000 U,而反應(yīng)不良的患者最好使用更高的劑量。

另Kol等[18-19]研究發(fā)現(xiàn)GnRH-a誘導(dǎo)內(nèi)源性LH峰，可觸發(fā)排卵，這樣的觸發(fā)快速且可逆，從而可防止OHSS的發(fā)生，是一種更安全，對患者更合適，并可提供多種生理優(yōu)勢的誘發(fā)排卵的方法。甚至有研究發(fā)現(xiàn)，GnRH-a和hCG聯(lián)合應(yīng)用誘導(dǎo)卵母細(xì)胞成熟，可在降低OHSS發(fā)病率的同時一定程度地提高臨床妊娠率及抱嬰率[20]，但在hCG日E2峰值對OHSS發(fā)生率有顯著影響，現(xiàn)階段醫(yī)學(xué)界的共識是，當(dāng)hCG日E2≥4 μg/L時，建議單用GnRH-a觸發(fā)排卵[21]。因此對于GnRH-a給藥的劑量和效應(yīng)及最終能否取代hCG誘發(fā)排卵，尚需進(jìn)一步深入研究。

4 hCG后取卵時間的相關(guān)研究

在輔助生殖技術(shù)中，常用hCG模擬LH峰達(dá)到促進(jìn)卵母細(xì)胞最后成熟、誘導(dǎo)排卵的目的。目前普遍認(rèn)可的是在注射hCG后34～36 h取卵[22]，也有研究發(fā)現(xiàn)[23]，注射hCG后適當(dāng)延長取卵時間，有助于提高卵母細(xì)胞成熟率，改善妊娠結(jié)局。Raziel等[24]比較注射hCG后38.5～40 h進(jìn)行取卵的患者與注射hCG后34.5～36h進(jìn)行取卵患者的成熟卵子率，發(fā)現(xiàn)前者明顯高于后者；認(rèn)為延長hCG的作用時間可獲得更多的成熟卵子和可用胚胎，進(jìn)而可改善妊娠結(jié)局。龔紹瓊[25]發(fā)現(xiàn)注射hCG后延長時間(36～38h)取卵，提高卵子成熟度和胚胎質(zhì)量、臨床妊娠率、繼續(xù)妊娠率，并有降低早期流產(chǎn)率的趨勢，同時可進(jìn)一步提高患者的臨床妊娠結(jié)局。但由于該研究兩組樣本量相差較大，需進(jìn)一步進(jìn)行前瞻、隨機(jī)、對照的臨床研究。

但也有觀點認(rèn)為[26]，延長注射hCG后的取卵時間雖可以提高成熟卵子比例，但不能提高受精率、著床率及妊娠率。因此對注射hCG后不同時間取卵對實驗室指標(biāo)及臨床結(jié)局的影響，以及注射hCG后最佳的取卵時間，目前尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，還需進(jìn)一步探討。

5 注射hCG后受精時間的相關(guān)研究

眾所周知：卵母細(xì)胞體外培養(yǎng)時間過長，對其受精能力影響不大，但會使胚胎發(fā)育潛能嚴(yán)重下降。注射hCG后55 h受精與40 h受精相比較，前者卵子的受精率僅輕度下降，但種植率幾近為0[27]。故注射hCG后的受精時間就成為決定胚胎發(fā)育潛能的重要影響因素之一[28]。盡管注射hCG 55 h后受精、胚胎發(fā)育潛能會顯著下降，但在注射hCG后35～45 h受精，卻可獲得相似的妊娠率，表明最佳人類受精時間窗至少有10 h之久[29]。Dozortsevd等[28]的研究則表明最佳受精時間為注射hCG后37～41 h。Isiklar等[29]的研究發(fā)現(xiàn)注射hCG后36 h受精，胚胎種植率顯著下降。Kilani等[30]認(rèn)為ICSI治療中，hCG后39～40.5 h為最佳顯微穿刺時機(jī)。

國內(nèi)黃仲英等[31]的研究表明：注射hCG后37～48h期間行ICSI，不影響受精率和卵裂率；注射hCG后37～40 h行ICSI可提高優(yōu)質(zhì)胚胎率，因其與注射hCG后自然排卵的發(fā)生時間基本吻合，可減少因體外培養(yǎng)時間過長，外界因素如培養(yǎng)液中由卵冠丘顆粒細(xì)胞分泌的E2、P及其它代謝產(chǎn)物對胚胎發(fā)育可能產(chǎn)生的不良影響[32]。因此認(rèn)為，在注射hCG后37～40 h受精優(yōu)于41～48 h。馬龍等[33]分別比較了注射hCG后不同時間(38～40 h、40～42 h、42～44 h)進(jìn)行ICSI治療的妊娠率、種植率及流產(chǎn)率，發(fā)現(xiàn)注射hCG后38～42h受精的妊娠率及種植率顯著高于hCG注射42 h后，注射hCG 42 h后受精的周期妊娠率及種植率均明顯下降，且流產(chǎn)率有增加的趨勢。劉琦等[34]在對1031例IVF治療的患者進(jìn)行回顧性分析后發(fā)現(xiàn)，注射hCG后40～41 h受精的患者可獲得較好的臨床結(jié)局，因此認(rèn)為該時間段為注射hCG后的最佳受精時間。綜上，注射hCG后最佳受精時間尚無定論，如何把握受精的最佳時限以提高IVF-ET的成功率，將是生殖醫(yī)學(xué)工作者亟需解決的問題。

6 hCG與黃體支持

輔助生殖技術(shù)中導(dǎo)致患者黃體功能不足的原因，主要有兩方面：一是降調(diào)節(jié)藥物的使用(包括GnRH-a和拮抗劑)[35]可能影響LH的分泌水平和頻率，導(dǎo)致孕酮分泌異常；二是促排卵后的高雌激素水平負(fù)反饋影響LH的分泌，導(dǎo)致黃體功能不足。黃體功能不足，分泌的雌孕激素水平下降，妊娠將不能持續(xù)。hCG在刺激黃體產(chǎn)生雌孕激素的同時，也存在著易誘發(fā)OHSS的風(fēng)險，因此眾多研究人員對hCG在黃體支持中的應(yīng)用展開了探討和研究。

耿琳琳等[36]將進(jìn)行人工授精促排卵助孕治療的172例患者隨機(jī)分為3組，分別在排卵后第3天予以hCG注射、hCG+黃體酮注射、口服黃體酮膠囊以行黃體支持治療,同時設(shè)立正常妊娠組為對照，比較3組的妊娠結(jié)局，認(rèn)為hCG+黃體酮注射是3種方案中的最佳黃體支持方法。然而前文中提到hCG在黃體支持過程中存在誘發(fā)OHSS的風(fēng)險。近幾年來，關(guān)于在GnRH-a促卵泡成熟的方案中添加低劑量hCG進(jìn)行黃體支持被國內(nèi)外眾多研究人員所驗證。陳碧暉等[37]研究認(rèn)為GnRH-a誘發(fā)排卵后，隔日肌內(nèi)注射1000 U hCG，既可避免OHSS的發(fā)生和IVF治療周期取消，又能保證理想的臨床妊娠率。Garcia-Velasco等[38]發(fā)現(xiàn)在GnRH-a觸發(fā)排卵方案中，黃體期添加低劑量hCG可在不增加OHSS風(fēng)險的同時維持正常妊娠。

hCG作為黃體支持藥物這一點已被眾多醫(yī)學(xué)中心所采用，但由于易誘發(fā)OHSS，且各中心對不同患者所應(yīng)用的劑量范圍跨度較大(1000～5000 U)，故在黃體支持方案中hCG的應(yīng)用需謹(jǐn)慎。如何在使用hCG更有效地發(fā)揮延長黃體壽命作用的同時，避免OHSS發(fā)生，值得更深入的研究。

7 hCG與胚胎種植

血管生成與胚胎植入及妊娠持續(xù)關(guān)系密切。VEGF被認(rèn)為是血管生長的首要調(diào)控因子，它誘導(dǎo)血管新生，增加血管的成功植入。Berndt等[39]發(fā)現(xiàn)，hCG通過支持子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞分泌VEGF來促進(jìn)血管生成。滋養(yǎng)層可以通過至少兩種機(jī)制刺激母體子宮內(nèi)膜血管生成：一種是由hCG直接激活介導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞(自分泌)，另一種則是在hCG控制下增強VEGF分泌(旁分泌)。兩種機(jī)制均支持hCG在調(diào)節(jié)局部血管生成的過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。在hCG誘導(dǎo)和刺激下，子宮內(nèi)膜最終將形成一個有利于胚胎著床的環(huán)境。

胚胎相對于母體而言，是一種來自外界的異體抗原，因此在胚胎植入過程中就必然會引起母體固有的免疫排斥作用。而另一方面，母體對胚胎還必須保持一定的 “保護(hù)性”免疫耐受作用，以保證胚胎能夠正常植入[40]。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(簡稱Treg)是一類控制體內(nèi)自身免疫反應(yīng)性的細(xì)胞群，可直接在母胎交界面或者通過與其他細(xì)胞相互作用或通過誘導(dǎo)免疫調(diào)節(jié)因子的表達(dá)，調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞應(yīng)答[41]。人類孕期合并癥的發(fā)生都與較低的Treg有關(guān)，而提高他們的數(shù)量可改善妊娠結(jié)局。Schumacher等[42]分析比較了自然流產(chǎn)和異位妊娠婦女的蛻膜和胎盤組織來評估Treg和hCG水平。認(rèn)為hCG正是通過吸引Treg至母胎交界面上，抑制母-胎免疫排斥反應(yīng)以及減少自身免疫疾病發(fā)生，從而改善妊娠結(jié)局的。

最新的研究表明，母體免疫細(xì)胞的某些類群積極支持胚胎植入，而hCG與之關(guān)系密切。Yoshioka1等[43]已經(jīng)開發(fā)了使用外周血單核細(xì)胞(PBMC)來提高臨床妊娠率的方法。我國的陳雷寧等[44]在治療3例反復(fù)著床失敗患者時，于凍融胚胎移植周期中，將PBMC與hCG共培養(yǎng)48 h后，同再次提取的新鮮PBMC混合，共同宮腔灌注，3例患者均獲得妊娠并順利分娩活產(chǎn)兒，隨訪產(chǎn)婦及新生兒至今(均超過產(chǎn)后3個月)未發(fā)現(xiàn)明顯異常，從而支持PBMC宮腔內(nèi)灌注可增強子宮內(nèi)膜容受性這一觀點。Nakayama等[45]通過小鼠實驗發(fā)現(xiàn)，hCG是通過增強PBMC的這種功能來促進(jìn)小鼠胚胎著床的。Fujiwara等[46]對這些研究結(jié)果進(jìn)行總結(jié),認(rèn)為母體免疫系統(tǒng)支持胚胎著床和hCG誘導(dǎo)PBMC的功能變化有利于胚胎著床，二者的作用是相輔相成的。

基于以上理論，近年來研究人員提出假設(shè)，認(rèn)為胚胎移植前宮腔內(nèi)灌注hCG有助于提高胚胎的種植率和妊娠率。Licht等[47]首次采用微量透析技術(shù)(IUMD)研究發(fā)現(xiàn)宮腔內(nèi)灌注hCG能夠引起子宮內(nèi)膜中各種生長因子的變化，如減低子宮內(nèi)膜中胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白I(IGF-BP-I)和巨噬細(xì)胞集落刺激因子(M-CSF)等不利于胚胎著床因子的含量，增加一些有利于維持妊娠的因子如白血病抑制因子(LIF)、VEGF、基質(zhì)金屬蛋白酶9(MMP-9)的含量，以利于妊娠發(fā)生與維持。Mansour等[48]在胚胎移植前5min將不同劑量hCG分別注入上述女性患者子宮腔內(nèi)，宮腔灌注hCG 500 U組與對照組比較，著床率及妊娠率明顯升高。Zarei等[49]認(rèn)為在IVF/ICSI治療周期中，胚胎移植前予以宮腔內(nèi)灌注rhCG 250μg可顯著改善著床率和妊娠率。在移植前宮腔內(nèi)灌注hCG可提高著床率和妊娠率這一點已得到部分研究人員的認(rèn)可，但對宮腔灌注的最佳劑量及時間尚未明確，目前相關(guān)的研究也甚少，有待于行更大規(guī)模、更長時程的研究。

綜上所述，在輔助生殖技術(shù)中，hCG已廣泛用于促卵泡發(fā)育、誘發(fā)排卵、黃體支持中，其用于促卵母細(xì)胞成熟的時機(jī)、最佳劑量眾說紛紜，多數(shù)研究者認(rèn)為低劑量hCG可在促卵母細(xì)胞成熟的同時降低OHSS的發(fā)生，但仍需大量的前瞻性及回顧性研究來驗證這一觀點。關(guān)于注射hCG后何時取卵與受精為最佳尚無定論。另外hCG在種植窗口期發(fā)揮作用的機(jī)制至今尚不明確，尤其在母-胎界面免疫排斥及免疫耐受方面的作用及機(jī)制尚需進(jìn)一步研究。隨著對hCG在輔助生殖技術(shù)中應(yīng)用的不斷探索，相信不久的將來，hCG會因其獨特的生殖生物學(xué)功能在輔助生殖技術(shù)中發(fā)揮更大的作用。

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[責(zé)任編輯：王麗娜]

2015-12-30

2016-05-08

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