徐慧穎，李娜，張云山

（天津市中心婦產(chǎn)科醫(yī)院，天津 300100）

1978年7月世界第一例試管嬰兒Louise Brown誕生至今，試管嬰兒技術(shù)經(jīng)歷近四十年，已取得突飛猛進(jìn)的發(fā)展。但是，其臨床妊娠率只維持在30%～40%左右。這其中影響其成功率的一個關(guān)鍵因素就是胚胎反復(fù)植入失?。╮epeated implantation failure，RIF）。子宮內(nèi)膜容受性降低是胚胎RIF的主要原因。

一、胚胎植入過程

胚胎植入是一個連續(xù)動態(tài)過程。在此過程中，子宮內(nèi)環(huán)境會發(fā)生一系列改變。這些變化均為胚胎植入提供良好的環(huán)境［1］。胚胎植入過程分三個階段［2，3］：（1）定位（apposition），即漂浮的囊胚和具有容受性的子宮內(nèi)膜發(fā)起對話，囊胚透明帶溶解消失，隨后以其內(nèi)細(xì)胞團(tuán)所在的滋養(yǎng)層細(xì)胞接觸子宮內(nèi)膜；（2）黏附（adhesion），即囊胚滋養(yǎng)層細(xì)胞黏附到子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞的胞飲突。囊胚產(chǎn)生層粘連蛋白（laminin）與子宮內(nèi)膜上的受體蛋白結(jié)合，促使囊胚黏附到子宮內(nèi)膜。此過程中，胚胎與子宮內(nèi)膜之間的交流主要依靠特殊的配體－受體間的相互作用（主要是整合素）來完成；（3）侵入（invasion），即囊胚黏附之后，合體滋養(yǎng)層細(xì)胞分泌蛋白水解酶消化其接觸的內(nèi)膜組織，滋養(yǎng)層細(xì)胞穿透基膜侵入基質(zhì)到達(dá)子宮血管旁，從而使胚胎和母體之間建立血液聯(lián)系。此過程還需要不同的金屬蛋白酶（MMPs，如MMP9、MMP2等）參與。

囊胚植入過程中，蛻膜組織發(fā)出信號促使囊胚進(jìn)一步發(fā)育［4］。子宮源性信號物質(zhì)如降鈣素（calcitonin）、胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白1（IGFBP-1）以及溶血磷脂酸（LPA）等可維持胚胎發(fā)育速度并使其與子宮內(nèi)膜的發(fā)育保持同步化［5］。

胚胎完全植入內(nèi)膜組織內(nèi)是在妊娠第9天末，這時侵入的缺口封閉。缺口愈合過程中有多種細(xì)胞因子參與，如白介素-6（IL-6）、白介素-8（IL-8）、白血病抑制因子（LIF）和腫瘤壞死因子α（TNFα）等［6］，它們能夠?qū)⒚庖呒?xì)胞募集到蛻膜部位。同時，自然殺傷細(xì)胞（NK）和樹突狀細(xì)胞（DC）在胚胎植入過程中也起重要作用。人類和小鼠模型研究顯示，在胚胎植入部位有大量免疫細(xì)胞聚集，其中65%～75%是子宮特異性自然殺傷細(xì)胞（uNK），10%～20%是抗原提呈細(xì)胞（APC），如巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞［7］。這些細(xì)胞會在局部產(chǎn)生一系列抗炎細(xì)胞因子，并且能夠分泌促進(jìn)組織重建及血管再生所需酶類［8］。同時，巨噬細(xì)胞還可以在妊娠過程中的各個階段清除滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡后殘存的碎片。此外，蛻膜組織中的巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞能夠在母體－胎盤接觸部位起到關(guān)鍵性作用［9］。

二、胚胎RIF原因

胚胎RIF是指在經(jīng)過多次體外受精－胚胎移植（IVF-ET）治療后，移植胚胎不能著床。但是，對于移植周期數(shù)及在這些移植周期中移植胚胎的總數(shù)并沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。因此，不同生殖中心采用的RIF定義并不相同。有學(xué)者建議將RIF定義為：至少連續(xù)三個IVF治療周期胚胎植入失敗，且每一周期中有一或兩個高質(zhì)量胚胎［10］。

胚胎RIF原因包括胚胎發(fā)育潛能異常、子宮內(nèi)膜容受性降低以及胚胎和子宮內(nèi)膜同步化異常［11］。染色體異常是胚胎發(fā)育異常的主要因素。胚胎染色體異常率隨著母體年齡增大而升高，且不育夫婦中胚胎異常率的發(fā)生明顯高于正常夫婦。子宮內(nèi)膜容受性在胚胎植入過程中起主導(dǎo)作用，是胚胎反復(fù)植入失敗最主要的原因。

三、子宮內(nèi)膜容受性

1．概念：子宮內(nèi)膜容受性是指子宮內(nèi)膜對囊胚的接受能力。1986年，Psychoyos［12］在小鼠模型中首次開展子宮內(nèi)膜容受性研究，之后子宮內(nèi)膜容受性在胚胎植入過程中的重要性也在其他動物中得到證實(shí)。研究表明，在人類和嚙齒類動物中，只有在短暫的特定時期內(nèi)子宮內(nèi)膜才允許胚胎著床，這一特定時期稱為“著床窗口期”，在人類相當(dāng)于月經(jīng)周期第20～24天或排卵后6～8d［2］。在這個時期，卵巢分泌的雌激素及孕激素促使子宮內(nèi)膜細(xì)胞增殖、分化，并且還會分泌一些影響滋養(yǎng)層細(xì)胞發(fā)育的分子［13］。在此之后，子宮內(nèi)膜不再接受胚胎植入。因此，胚胎準(zhǔn)確及時到達(dá)子宮內(nèi)膜是其成功著床的關(guān)鍵。

2．子宮內(nèi)膜容受性的調(diào)節(jié)機(jī)制：子宮內(nèi)膜容受性的建立機(jī)制極其復(fù)雜，此過程需要卵巢性激素、子宮內(nèi)膜局部分子以及胚胎及其分泌的胚胎性因子等參與。

卵巢分泌的雌激素和孕激素在子宮內(nèi)膜容受性形成方面發(fā)揮重要作用。在胚胎植入過程中，孕激素不僅能促使子宮內(nèi)膜基質(zhì)發(fā)生蛻膜化，而且能調(diào)節(jié)子宮內(nèi)膜容受性相關(guān)因子表達(dá)［14］。排卵前足夠的雌激素刺激和排卵后孕激素對內(nèi)膜的持續(xù)影響是子宮內(nèi)膜容受性建立的必要條件。在著床窗口期，雌、孕激素分泌達(dá)到高峰，此時期正是子宮內(nèi)膜容受性最好的時期。此外，子宮內(nèi)膜上雌激素受體和孕激素受體的比例也影響宮內(nèi)膜容受性，當(dāng)子宮內(nèi)膜雌激素受體數(shù)量降低時，即使卵巢分泌的雌、孕激素水平正常，也會導(dǎo)致子宮內(nèi)膜容受性形成缺陷。

在著床窗口期，成纖維細(xì)胞樣的子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)變成大而圓的蛻膜細(xì)胞［15］，子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞頂端出現(xiàn)胞飲突［16］。同時，子宮內(nèi)膜在雌、孕激素調(diào)節(jié)下產(chǎn)生許多容受性相關(guān)因子，包括細(xì)胞因子、生長因子和粘附分子等，這些均在胚胎成功著床過程中起關(guān)鍵作用。

細(xì)胞因子通過與細(xì)胞表面受體結(jié)合，在母體－胚胎間起到信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用。參與調(diào)節(jié)子宮內(nèi)膜功能的細(xì)胞因子主要有 LIF、IL-6和IL-1等。LIF是IL-6家族成員，是影響子宮內(nèi)膜容受性最關(guān)鍵的細(xì)胞因子之一［17］，主要影響子宮內(nèi)膜接受囊胚植入的能力。1994年，Stewart等［18］首次證實(shí)了LIF在胚胎植入過程中的重要性，該研究結(jié)果表明，LIF缺乏時胚胎移植成功率相對于補(bǔ)充LIF后明顯低下。一般認(rèn)為，IL-1在啟動胚胎著床過程中具有重要作用。

粘附分子的功能主要是介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞間的粘附、細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的粘附以及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等?，F(xiàn)已證明其中的整合素和選擇素等在子宮內(nèi)膜上的表達(dá)有高度的時間和組織特異性，能夠調(diào)節(jié)子宮內(nèi)膜的結(jié)構(gòu)和粘附能力，并促進(jìn)子宮內(nèi)膜對囊胚的接受性。這些因子比例失調(diào)會引起胚胎著床失敗。在胚胎植入前期，人囊胚分泌的整合素增加，此階段中整合素對于囊胚分裂和發(fā)育以及粘附到子宮內(nèi)膜上皮表面起到重要作用［5］。

四、子宮內(nèi)膜容受性臨床評估

目前，臨床上評估子宮內(nèi)膜容受性的方法主要有：

1．陰道B超：子宮內(nèi)膜在卵巢激素作用下發(fā)生周期性變化，這種變化在超聲上主要用子宮內(nèi)膜厚度、體積、形態(tài)及回聲強(qiáng)弱性等參數(shù)來評估。臨床上最常用的是測量子宮內(nèi)膜厚度和觀察子宮內(nèi)膜形態(tài)。目前認(rèn)為，當(dāng)子宮內(nèi)膜厚度在10～14mm、形態(tài)為三線型時，子宮內(nèi)膜容受性好，對胚胎種植的接受力強(qiáng)，胚胎著床成功率高。

2．血液中雌、孕激素水平測定：一般認(rèn)為，血液中雌激素和孕激素水平共同達(dá)到高峰時，子宮內(nèi)膜的容受性最好。

3．子宮內(nèi)膜活檢組織學(xué)分期：1950年，Noyes等描述了排卵后子宮內(nèi)膜的時相變化，這一研究當(dāng)時被認(rèn)為是評估子宮內(nèi)膜分化和成熟程度的“金標(biāo)準(zhǔn)”，臨床上一般選擇月經(jīng)周期第21～23天的子宮內(nèi)膜。然而，此項技術(shù)在評估子宮內(nèi)膜容受性和不育原因方面的臨床價值具有一定的局限性。此外，該技術(shù)是一種侵入性檢查方法，會對內(nèi)膜造成一定創(chuàng)傷，因此目前臨床上應(yīng)用較少［19］。

五、子宮內(nèi)膜容受性生物標(biāo)記物研究新進(jìn)展

隨著內(nèi)膜因素在RIF中的作用越來越受到重視，對子宮容受性有診斷潛力的生物標(biāo)記物的研究也日益增多。主要有以下幾個方面：

1．著床窗口期表達(dá)的整合蛋白。

2．內(nèi)膜基因組學(xué)：目前已被證實(shí)與RIF密切相關(guān)的基因有14個。

3．蛋白組學(xué)：對蛋白質(zhì)進(jìn)行極微量的定量檢測。2009年，Domínguez等［20］在同一月經(jīng)周期尿LH峰后的第2天和第7天（月經(jīng)周期的第16天和第21天）收集8名育齡婦女的子宮內(nèi)膜組織進(jìn)行活檢，并運(yùn)用Cydye熒光差異凝膠電泳法（DIGE）提取和標(biāo)記蛋白質(zhì)，最后采用雙向凝膠電泳法進(jìn)行分離。結(jié)果顯示，在著床窗口期人子宮內(nèi)膜存在不同蛋白組學(xué)的表達(dá)，其中膜聯(lián)蛋白A2（annexinA2）和stathmin 1蛋白（也稱原癌基因蛋白18）表達(dá)增加，表明此兩種蛋白質(zhì)對子宮內(nèi)膜容受性具有一定作用。

4．胚胎移植時抽吸內(nèi)膜分泌物：基因組和蛋白組學(xué)的臨床局限性在于：第一，胚胎種植期間不能進(jìn)行活檢；第二，無法確定與種植相關(guān)的蛋白；第三，無法觀察到胚胎種植前子宮內(nèi)膜情況。因此，2009年，Boomsma等［21］對210名進(jìn)行體外受精（IVF）的育齡婦女在胚胎移植時抽吸內(nèi)膜分泌物，對其中的17種因子進(jìn)行分析，胚胎移植后收集每日尿液樣本并測定其HCG濃度，采用多變量邏輯回歸分析方法分析數(shù)據(jù)。結(jié)果表明單核細(xì)胞趨化蛋白-1（MCP-1）和干擾素誘導(dǎo)蛋白-10（IP-10）水平與胚胎植入關(guān)系密切，IL-1β和TNF-α與臨床妊娠關(guān)系密切。監(jiān)測子宮內(nèi)膜分泌的細(xì)胞因子為研究子宮內(nèi)膜在人類胚胎植入過程中的作用提供了一種新型、無創(chuàng)方法。

5．子宮內(nèi)膜容受性芯片：子宮內(nèi)膜容受性芯片是依據(jù)人類子宮內(nèi)膜容受性轉(zhuǎn)錄組學(xué)標(biāo)記基因而定制的芯片，通過比較檢測樣本的基因譜，從而可以評價子宮內(nèi)膜容受性。該芯片在臨床上最重要的貢獻(xiàn)在于其能夠客觀診斷移植窗口期，從而產(chǎn)生了“個體化胚胎移植”這一新的理念。同時，該方法具有準(zhǔn)確性高、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，相對常規(guī)組織學(xué)檢查具有明顯優(yōu)勢，具有廣闊應(yīng)用前景［22］。

六、改善子宮內(nèi)膜容受性方法

RIF主要是由子宮內(nèi)膜對胚胎的接受力降低所致。因此，臨床上改善子宮內(nèi)膜容受性就顯得極其重要。

對于子宮內(nèi)膜過薄的患者可以用藥物適當(dāng)增加其內(nèi)膜厚度。子宮內(nèi)膜器質(zhì)性病變可以通過手術(shù)等去除。目前，主要研究的是在孕前對子宮內(nèi)膜進(jìn)行搔刮后子宮內(nèi)膜容受性的變化。早在1907年，Loeb等［23］就通過研究發(fā)現(xiàn)，在孕前對豚鼠的子宮內(nèi)膜進(jìn)行搔刮有利于蛻膜的形成。這是因?yàn)閾p傷介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)有助于內(nèi)膜充分發(fā)育從而支持胚胎著床。此外，據(jù)Raziel等［24］報道，對多次移植失敗患者進(jìn)行子宮內(nèi)膜活檢，與未接受治療的患者相比，其臨床妊娠率分別為30%和12%，植入率分別為11%和4%。也有研究發(fā)現(xiàn)對反復(fù)植入失敗婦女進(jìn)行宮腔鏡治療后的IVF周期中其臨床妊娠率得到大幅度提高。

此外，有研究表明宮腔灌注有助于改善子宮內(nèi)膜容受性。2011年Gleicher等［25］報道，對雌激素和血管擴(kuò)張藥物治療抵抗的4名子宮內(nèi)膜過薄患者，宮腔灌注粒細(xì)胞集落刺激因子（GCS-F）后患者的子宮內(nèi)膜厚度增加到7mm以上，之后4名患者均移植胚胎并成功妊娠。子宮內(nèi)膜厚度可在灌注GCS-F后的48h內(nèi)增加到適合胚胎植入的厚度。對于目前大部分雌激素治療抵抗的子宮內(nèi)膜過薄患者，宮腔灌注GCS-F是一種有效方法。2011年，Mansour等［26］對302名不孕女性進(jìn)行了一項隨機(jī)對照試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)組移植前宮腔內(nèi)灌注500UHCG，對照組不給予HCG，結(jié)果顯示實(shí)驗(yàn)組胚胎植入率和妊娠率顯著高于對照組（分別為75%vs．60%和41．6%vs．29．5%），表明移植前宮腔內(nèi)灌注 HCG可提高植入率和妊娠率。研究表明，HCG可以顯著增強(qiáng)子宮內(nèi)膜營養(yǎng)蛋白（trophinin）表達(dá)，進(jìn)而使植入前胚胎絨毛頂端細(xì)胞與子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞之間的粘附更加牢固，使胚胎植入過程能夠順利進(jìn)行［27］；HCG可誘導(dǎo)子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞產(chǎn)生更多的前列腺素E2（PGE2）［28］，而PGE2具有促進(jìn)子宮內(nèi)膜細(xì)胞增殖、分化和增強(qiáng)血管滲透性的作用，從而促進(jìn)子宮內(nèi)膜重塑化進(jìn)程以及早期胚胎的粘附過程［29］；HCG還具有延遲子宮內(nèi)膜蛻膜化進(jìn)程、延長子宮內(nèi)膜種植窗等功能，從而有助于提高胚胎的種植率和妊娠率［30］。

以上資料說明，診斷性刮宮、宮腔鏡檢查以及宮腔灌注［31］等在一定程度上可以改善子宮內(nèi)膜容受性。

七、小結(jié)

胚胎植入失敗是目前輔助生殖技術(shù)面臨的嚴(yán)峻考驗(yàn)，直接影響IVF-ET成功率，而子宮內(nèi)膜容受性又是影響胚胎成功著床最關(guān)鍵的因素。因此，探討子宮內(nèi)膜容受性形成機(jī)制、分析其相關(guān)影響因素以及深入研究各因素之間的相互作用，仍然是目前研究人員的工作重點(diǎn)。隨著一些新型的對子宮內(nèi)膜容受性有診斷潛力的標(biāo)記物的發(fā)現(xiàn)，研究者應(yīng)該共同合作以確認(rèn)最有效的診斷標(biāo)記物，并重新理解內(nèi)膜在種植中的作用以及進(jìn)一步研究新的更有效的治療方法。相信，在對子宮內(nèi)膜容受性相關(guān)內(nèi)容有全面掌握之后，胚胎反復(fù)植入失敗這一問題在臨床上一定能夠得以解決。

［1］ Salamonsen LA，Edgell T，Rombauts LJ，et al．Proteomics of the human endometrium and uterine fluid：apathway to biomarker discovery［J］．Fertil Steril，2013，99：1086-1092．

［2］ Singh M，Chaudhry P，Asselin E．Bridging endometrial receptivity and implantation：network of hormones，cytokines，and growth factors［J］．J Endocrinol，2011，210：5-14．

［3］ Granot I，Gnainsky Y，Dekel N．Endometrial inflammation and effect on implantation improvement and pregnancy outcome［J］．Reproduction，2012，144：661-668．

［4］ Armant DR，Wang J，Liu Z．Intracellular signaling in the developing blastocyst as a consequence of the maternalembryonic dialogue［J］．Semin Reprod Med，2000，18：273-287．

［5］ Guzeloglu-Kayisli O，Basar M，Arici A．Basic aspects of implantation［J／OL］．Reprod Biomed Online，2007，15：728-739．

［6］ Dominguez F， Yá?ez-Mó M， Sanchez-Madrid F，et al．Embryonic implantation and leukocyte transendothelial migration：different processes with similar players？［J］．FASEB J，2005，19：1056-1060．

［7］ Hanna J，Goldman-Wohl D，Hamani Y，et al．Decidual NK cells regulate key developmental processes at the human fetalmaternal interface［J］．Nat Med，2006，12：1065-1074．

［8］ David Dong ZM，Aplin AC，Nicosia RF．Regulation of angiogenesis by macrophages，dendritic cells，and circulating myelomonocytic cells［J］．Curr Pharm Des，2009，15：365-379．

［9］ Renaud SJ，Graham CH．The role of macrophages in uteroplacental interactions during normal and pathological pregnancy［J］．Immunol Invest，2008，37：535-564．

［10］ Simon A，Laufer N．Repeated implantation failure：clinical approach［J］．Fertil Steril，2012，97：1039-1043．

［11］ Diedrich K，F(xiàn)auser B，Devroey P，et al．The role of endometrium and embryo in human implantation［J］．Hum Reprod，2007，13：365-377．

［12］ Psychoyos A．Uterine receptivity for nidation［J］．Ann N Y Acad Sci，1986，476：36-42．

［13］ Altm?e S，Reimand J，Hovatta O，et al．Research resource：interactome of human embryo implantation：identification of gene expression pathways，regulation，and integrated regulatory networks［J］．Mol Endocrinol，2012，26：203-217．

［14］ Laird SM，Tuckerman EM，Li TC．Cytokine expression in the endometrium of women with implantation failure and recurrent miscarriage［J／OL］．Reprod Biomed Online，2006，13：13-23．

［15］ Dunn CL，Kelly RW，Critchley HO．Decidualization of the human endometrial stromal cell：an enigmatic transformation［J／OL］．Reprod Biomed Online，2003，7：151-161．

［16］ Paria BC，Reese J，Das SK，et al．Deciphering the cross-talk of implantation：advances and challenges［J］．Science，2002，296（5576）：2185-2188．

［17］ Hilton DJ．LIF：lots of interesting functions［J］．Trends Biochem Sci，1992，17：72-76．

［18］ Stewart CL．The role of leukemia inhibitory factor（LIF）and other cytokines in regulating implantation in mammals［J］．Ann N Y Acad Sci，1994，734：157-165．

［19］ van der Gaast MH，Macklon NS，Beier-Hellwig K，et al．The feasibility of a less invasive method to assess endometrial maturation－－comparison of simultaneously obtained uterine secretion and tissue biopsy［J］．BJOG，2009，116：304-312．

［20］ Domínguez F，Garrido-Gómez T，López JA，et al．Proteomic analysis of the human receptive versus non-receptive endometrium using differential in-gel electrophoresis and MALDI-MS unveils stathmin 1and annexin A2as differentially regulated ［J］．Hum Reprod，2009，24：2607-2617．

［21］ Boomsma CM，Kavelaars A，Eijkemans MJ，et al．Endometrial secretion analysis identifies a cytokine profile predictive of pregnancy in IVF［J］．Hum Reprod，2009，24：1427-1435．

［22］ Díaz-Gimeno P，Horcajadas JA，Martínez-Conejero JA，et al．A genomic diagnostic tool for human endometrial receptivity based on the transcriptomic signature［J］．Fertil Steril，2011，95：50-60．

［23］ Loeb L．Ueber die experimentelle erzeugung von knoten von deciduagewebe in dem uterus des meerschweinchens nach stattgefundener copulation［J］．Zbl Allg Pathol Anat［Ger］，1907，18：563-565．

［24］ Raziel A，Schachter M，Strassburger D，et al．Favorable influence of local injury to the endometrium in intracytoplasmic sperm injection patients with high-order implantation failure［J］．Fertil Steril，2007，87：198-201．

［25］ Gleicher N，Vidali A，Barad DH．Successful treatment of unresponsive thinendometrium［J］．Fertil Steril，2011，95：2123．e13-17．

［26］ Mansour R，Tawab N，Kamal O，et al．Intrauterine injection of human chorionic gonadotropin before embryo transfer significantly improves the implantation and pregnancy rates in in vitro fertilization／intracytoplasmic sperm injection：a prospective randomized study ［J］．Fertil Steril，2011，96：1370-1374．

［27］ Sugihara K，Kabir-Salmani M，Byrne J，et al．Induction of trophinin in human endometrial surface epithelia by CGbeta and IL-1beta［J］．FEBS Lett，2008，582：197-202．

［28］ Banerjee P， Fazleabas AT．Endometrial responses to embryonic signals in the primate［J］．Int J Dev Biol，2010，54：295-302．

［29］ Kennedy TG，Gillio-Meina C，Phang SH．Prostaglandins and the initiation of blastocyst implantation and decidualization［J］．Reproduction，2007，134：635-643．

［30］ Lee TK，Kim DI，Song YL，et al．Differential inhibition of Scutellaria barbata D．Don（Lamiaceae）on HCG-promoted proliferation of cultured uterine leiomyomal and myometrial smooth muscle cells［J］．Immunopharmacol Immunotoxicol，2004，26：329-342．

［31］ 王會妍，張帥，張云山 ．胚胎移植前宮腔內(nèi)灌注hCG在IVFET中的應(yīng)用及hCG提高種植率和妊娠率的有關(guān)機(jī)制［J］．生殖與避孕，2012，32：593-598．