辅助生殖治疗中子宫内膜容受性评估相关临床指标的研究进展.docx
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辅助生殖治疗中子宫内膜容受性评估相关临床指标的研究进展
摘要
近年来辅助生殖技术（assistedreproductivetechnology，ART）不断发展，但目前单次移植的临床妊娠率仅为30%~40%。
反复种植失败是困扰患者和临床医生的重要难题，子宫内膜容受性和胚胎质量这两大因素影响着妊娠结局。
如何合理、客观地评价子宫内膜容受性一直是备受关注的问题。
本文主要综述目前用于评估子宫内膜容受性的临床指标、形态学特征、细胞因子及各类受体、子宫内膜容受性芯片评估方法，总结分析各种评估方法目前的临床运用及对辅助生殖助孕结局的预测作用，以期为临床工作者对子宫内膜容受性的评估及改善治疗带来一定的帮助，提高ART妊娠率。
【关键词】 生殖技术，辅助；反复种植失败；子宫内膜容受性；超声；分子标志物
子宫内膜容受性是指子宫内膜允许囊胚定位、黏附、侵入并最终使之着床的能力。
控制性超促排卵技术及胚胎体外培养技术不断进步，但目前单次移植的临床妊娠率仅为30%~40%，仍有部分患者在多次移植优质胚胎后仍未获得临床妊娠，身心及经济上都承受较大压力，反复移植失败（recurrentimplantationfailure，RIF）阻碍了体外受精（invitrofertilization，IVF）助孕中妊娠率的进一步提高。
目前RIF的定义是2个或以上的新鲜或冷冻周期内，共移植至少4个优质卵裂期胚胎或不少于2个囊胚后未获临床妊娠，通过对子宫内膜容受性的合理临床评估，可能是突破该瓶颈问题的方法。
因此，本文从评估子宫内膜容受性的角度进行综述，总结目前评价子宫内膜容受性指标的进展。
一.
超声检查评估子宫内膜容受性
1.子宫内膜厚度：
以往研究表明，子宫内膜厚度增加可以显著改善辅助生殖的妊娠结局，随着子宫内膜厚度的增加，妊娠率显著增加［1］。
Gallos等［2］通过对25767个新鲜周期移植的研究，观察到子宫内膜厚度≥10mm可以达到最大活产率和最少的妊娠丢失。
但也有研究显示，子宫内膜厚度在7~12mm之间的妇女自然流产率最低，而子宫内膜厚度超过12mm的妇女自然流产率较高［3］。
部分学者将薄型子宫内膜定义为在排卵日、新鲜IVF周期中人绒毛膜促性腺激素（humanchorionicgonadotropin，hCG）注射日或冻融胚胎移植（frozen-thawedembryotransfer，FET）周期中孕酮开始日测量的子宫内膜厚度<7mm，与较低的着床率、妊娠率、活产率相关［4］。
薄型子宫内膜导致植入失败的原因可能跟氧浓度有关，超声测量子宫内膜厚度<7mm时，功能层较薄或缺失，植入胚胎离基底部的螺旋动脉较近，而此处血管密度和氧浓度较高。
与子宫内膜表面的低氧浓度相比，基底层附近的高氧浓度可能对胚胎着床有害［5］。
然而，当其他学者将薄型子宫内膜定义为超声测量子宫内膜厚度<8mm时，得到薄型子宫内膜与正常子宫内膜的子宫内膜形态、子宫动脉的搏动指数（plusatilityindex，PI）、子宫动脉的阻力指数（resistanceindex，RI）、子宫内膜血流指数（flowindex，FI）和子宫内膜下血管化指数（vascularizationindex，VI）和血管化血流指数（vascularizationflowindex，VFI）相似的结果。
临床妊娠率、着床率、流产率和活产率相当［6］。
Sundstrom等［7］在子宫内膜厚度<6mm的周期中报告了良好的妊娠率，并且报道子宫内膜厚度仅为4mm的成功的妊娠。
使用不同的子宫内膜厚度临界值，着床潜能远比单次超声测量内膜厚度所能确定的要复杂得多，但目前研究结果显示子宫内膜过薄可以预测生殖结局不良。
2.子宫内膜类型：
子宫内膜类型指内膜与肌层相对回声的状态，可分为3种类型。
A型：
典型三线型，外层和中央为强回声线，外层与子宫腔中线之间为低回声或暗区；B型：
均一的中等强度回声，子宫腔强回声，中线断续不清；C型：
均质强回声，无子宫中线回声。
子宫内膜类型预测妊娠结局的有效性仍存争议，子宫内膜的三线模式可能与较高的着床率及妊娠率相关，但也有实验结果显示子宫内膜类型与临床结局无明显相关性［8］。
超声检查的三线征反映了子宫内膜增生，在hCG注射当日出现这种子宫内膜类型与更高的妊娠率有关。
缺乏三线征可能是子宫内膜分泌变化的先兆，预示着最佳子宫内膜容受性的时间已经过去［9］。
晚期孕酮升高会导致子宫内膜分泌提前，这种提前转换对妊娠率有不利影响。
与A型相比，C型和B型妇女的孕酮水平更高［10］。
近来研究扩展到hCG触发后的子宫内膜回声模式转换，以分析子宫内膜回声转换与IVF结局之间的关系。
其结果显示取卵后2d的子宫内膜回声值具有较高的预测效率，hCG触发后子宫内膜回声越强，临床妊娠率和着床率越高。
当取卵后2d的回声值小于60%时，临床医生宜将当前周期的胚胎冷冻并在随后的解冻周期中移植［11］。
以上大部分的研究表明，A型子宫内膜临床妊娠率较C型内膜高，而B型内膜并不预测明显不良的妊娠结局。
3.子宫内膜容积：
三维超声下测定子宫内膜容积范围是指从内膜宫底部至宫颈内口间的子宫肌层和内膜交界处。
内膜血流的多少取决于内膜容积而不是内膜厚度［6］。
Zohav等［12］的研究结果显示，在早期流产组中子宫内膜容积<2mL的患者远远多于子宫内膜容积>2mL的患者，三维B超下测量内膜容积<2mL可作为预测妊娠结局的明显负性指标。
而Maged等［13］的结果表明获得妊娠的妇女，子宫内膜容积在hCG注射当日和移植当日都显著增加，临界值为3.265cm3和2.95cm3，这和其他研究建议在预测妊娠时子宫内膜容积的临界值为3.2cm3相似，其阴性预测值为96%，但阳性预测值仅为28.6%［14］。
子宫内膜容积<1cm3的妇女接受辅助生殖治疗后无妊娠，可能妊娠的最小子宫内膜容积为1.6cm3［15］。
子宫内膜容积指标具有精确性和可重复性，阴性预测价值高，但目前对适宜胚胎着床的子宫内膜容积临界值仍存在争议。
4.子宫内膜血流：
血管供应在IVF的不同过程中起着关键作用，包括优势卵泡的发育、黄体的形成、子宫内膜的生长和着床。
利用三维能量多普勒超声测量的子宫内膜和子宫内膜下的血管，显示在月经周期的增殖期增加，在排卵前3d达到峰值，在排卵后5d降至最低点。
灌注变化的程度可能是子宫内膜容受性的一个决定因素，刺激血管生成药物的应用可以提高辅助生殖预后［16］。
Wang等［17］的研究显示与不明原因不孕妇女相比，可育妇女的子宫内膜VI、FI和VFI显著升高，预测不明原因不孕妇女着床窗口期子宫内膜容受性的最佳参数是FI（敏感度93.8%，特异度83.1%），其次是VI（敏感度91.5%，特异度80.4%）。
而Maged等［13］研究显示VFI预测妊娠结局的临界值为0.674。
子宫动脉PI和RI可供参考的诊断成功妊娠的适宜临界值分别为1.8和0.78。
弓状动脉PI和RI的推荐值分别为2.28和0.85［18］。
然而，Ng等［19］对525例首次IVF周期妇女的子宫内膜和子宫内膜下三维超声指标进行了评估，最终451个周期合格，妊娠率为20.8%。
取卵当日进行超声检查，他们发现妊娠组的患者比未妊娠组的患者子宫内膜血管VI和VFI显著降低。
子宫内膜血管FI与子宫内膜下血管VI、FI、VFI相同。
Nandi等［20］在胚胎移植的第5、第10、第15和第22日对FET周期进行连续超声检查时，未发现妊娠组和非妊娠组之间的子宫内膜血流和子宫内膜下血流有显著差异。
因此，子宫内膜血流灌注可在一定程度上预测子宫内膜容受性，特别在反复着床失败患者可以作为一种无创子宫内膜容受性的评价标准。
二.
细胞因子和各类受体对子宫内膜容受性的影响
1.白血病抑制因子（leukemiainhibitoryfactor，LIF）：
LIF属于白细胞介素（interleukin，IL）-6超家族。
有证据表明LIF在人类胚胎着床中起作用，当子宫内膜处于月经周期的分泌中期时，子宫内膜LIFmRNA转录表达量大幅度的上升，在中、晚期表达量最大，且LIF受体的存在与胞饮突的形成相关［21］。
LIF与分布于管腔上皮细胞表面的LIF受体复合物结合后能激活酪氨酸蛋白激酶（Januskinase，JAK），导致细胞内结构域磷酸化，导致潜在信号转导子和转录激活子3（signaltransducerandactivatoroftranscription3，STAT3）的募集和磷酸化，动物研究中，JAK-STAT通路的中断最终导致胚泡着床失败。
高水平的促甲状腺激素（thyroid-stimulatinghormone，TSH）对LIF/STAT3信号通路产生影响，可能是临床和亚临床甲状腺功能不全妇女植入失败的原因［21-22］。
过氧化物酶体增殖物激活受体（peroxisomeproliferator-activatedreceptor，PPAR）属于一类核受体，PPARβ/δ介导植入和蜕膜化所必需的前列腺素I2（prostacyclin，PGI2）的活性，还参与卵巢和子宫的分泌功能以及胎盘和滋养层的发育。
有研究结果表明PPARβ/δ配体也可刺激动物子宫内膜LIF的表达［23］。
2.整合素：
整合素是一类由α、β亚基构成的异二聚体，在细胞间的黏附和细胞通讯中发挥着重要作用。
整合素αvβ3在子宫内膜上皮细胞和间质细胞均有表达，在“种植窗”期的表达显著增加，其参与胚泡蜕膜化，是胚泡附着的潜在受体，在依赖胞饮突的附着初期起作用［24］。
整合素αvβ3能够识别、结合骨桥蛋白（osteopontin，OPN），其与OPN之间的结合可能介导滋养层与子宫内膜之间的稳定黏附。
近来研究显示子宫内膜的N-糖基化在维持人子宫内膜功能接受状态方面起着关键作用，子宫内膜细胞表面整合素αvβ3的N-聚糖直接参与调控母-胎相互作用和细胞外基质结合，这可能是胚胎着床过程中的关键分子机制之一［25］。
Marron等［26］根据子宫内膜整合素β3在子宫内膜上皮中表达模式及百分比，建立了一个“正常”“临界”和“低”分级系统，分级为“正常”的女性临床妊娠率较“临界”“低”分级的临床妊娠率高。
3.血管内皮生长因子（vascularendothelialgrowthfactor，VEGF）：
VEGF是一种重要的血管生成因子，在诱导血管新生、促进血管通透性增加、细胞外基质变性、血管内皮细胞迁移、增殖和血管形成等方面均有重要意义。
VEGF在增殖期表达较弱，在分泌期表达明显增强。
在子宫内膜异位症、多囊卵巢综合征、复发性流产（recurrentspontaneousabortion，RSA）的患者中，均有VEGF的表达异常。
有研究表明，与健康女性相比，RSA患者子宫内膜中VEGFAmRNA的表达增加［27］，然而Amirchaghmaghi等［28］的结果显示RSA患者子宫内膜VEGFmRNA平均相对表达较低，VEGF受体（VEGFAreceptor，VEGFR）1和VEGFR2的mRNA平均相对表达较高。
卵巢过度刺激后，子宫VEGFA水平降低，Vegf188的特异性下调和VEGFR2总蛋白和成熟蛋白水平的降低，为卵巢过度刺激妊娠期间质蜕膜化和胚泡着床的缺失提供了可能的解释［29］。
可能还需大样本量的研究进一步明确VEGF不同亚型表达水平的信息。
4.基质金属蛋白酶（matrixmetalloproteinases，MMPs）：
MMPs是一类依赖Ca2+、Zn2+等金属离子作为辅助因子的蛋白水解酶。
在细胞迁移和侵袭的过程中对细胞外基质的降解和重塑具有重要作用。
MMP-9在子宫内膜的分泌中期特异性表达升高，成功妊娠者的患者其MMP-9表达要远远高于未成功妊娠的患者。
子宫内膜异位症患者在植入窗口期MMPs表达失调与孕酮抵抗有关，这可能部分解释了人工周期后较高的植入失败率［30］。
MMP2基因启动子区的DNA甲基化模式在子宫内膜异位症中发生改变［31］。
5.孕激素受体（progesteronereceptor，PR）：
孕激素的生物活性是由PR介导的。
PR基因通过不同的启动子可转录为PR-A和PR-B两个亚型。
有研究表明，RSA妇女子宫内膜组织中的PR明显低于对照组，补充孕酮对RSA患者的妊娠结局无改善，同时PR基因内含子的多态性、PR的多态性可能也与RSA患者的植入失败有关［32］。
一项前瞻性观察研究将不孕妇女分为输卵管因素、卵巢功能减退、子宫内膜异位症或不明原因不孕，于排卵后7~8d行子宫内膜活检。
比较各组间孕酮受体PR（A+B）和B型受体（PR-B）的表达，结果表明不明原因不孕症患者的子宫内膜上皮细胞PR（A+B）和PR-B表达水平最低，卵巢储备不足的不孕妇女的孕酮受体水平其次，子宫内膜异位症患者孕酮受体（A+B）水平显著降低，但PR-B水平降低不明显；输卵管因素不孕症患者的子宫内膜上皮孕酮受体表达水平与对照组相当，但B型受体间质表达明显降低［33］。
PR的表达降低，导致子宫内膜容受性受损，进而影响妊娠结局。
心脏和神经嵴衍生物表达蛋白2（heartandneuralcrestderivatives-expressedprotein2，HAND2）对植入和蜕膜化至关重要，PR-A是HAND2表达的重要调节因子。
HAND2在着床期的表达与PR共同定位于PR阳性的基质细胞亚群中，HAND2/PR细胞在植入部位周围区域的积累及其细胞特异性产物为附着和植入胚胎创造了可接受的分子微环境，并诱导基质蜕膜化［34］。
近来研究表明正常水平的自噬平衡对胚胎移植的成功至关重要。
自噬的增加或减少影响“着床窗口”，不利于胚胎着床。
自噬被抑制后，观察到子宫蜕膜化受损，PR水平失调［35］。
在着床窗口期，对于PR蛋白进行分析及评估，可能有利于预测胚胎的成功植入。
6.妊娠相关蛋白（Glycodelin）：
妊娠相关蛋白（以前称为胎盘蛋白14）是一种具有4种亚型（糖精蛋白a、F、S和C）的糖蛋白，具有相同的蛋白核心，不同在于2个N-连接的寡糖链的糖基化模式。
其生物学功能包括免疫抑制特性和精子透明带结合抑制活性。
Glycodelin-A在增殖期（第1~14日）表达非常低，分泌早期（第15~22日）显著增加，分泌晚期（第23~28日）显著减少。
Glycodelin-A的表达主要受孕酮调节，被认为与维持健康妊娠有关，Glycodelin-A水平在妊娠的第12~16周达到高峰，随后下降到较低水平，但仍高于月经周期黄体期的循环水平，其低水平与RSA和不明原因不孕有关，当Glycodelin-A的临界值为1.73μg/L时，患者有发生RSA的危险［36］。
Glycodelin已被证明抑制T细胞和B细胞的增殖，诱导CD4+T淋巴细胞和单核细胞的凋亡，抑制树突状细胞和细胞毒性T细胞的活性。
Glycodelin可以减少活化的CD41和CD81细胞的数量，并下调颗粒酶B、表皮中胚层蛋白（eomesodermin，EOMES）、IL-2和促炎细胞因子的水平，从而导致细胞介导的免疫反应减弱，促进胚胎的成功植入［37］。
上述细胞因子和受体可以通过着床期子宫内膜活检，并进行组织学检测和免疫组织化学检测，评估子宫内膜容受性，由于为有创性检查，建议用于反复着床失败的患者。
三.
子宫内膜容受性微阵列（endometrialreceptivityarray，ERA）
ERA是一种基于微阵列技术的分子诊断测试，该分子诊断测试分析了238个基因的表达，这些基因被证明是子宫内膜容受性的潜在预测因子，从而能够以个性化的方式识别植入窗口（windowofimplantation，WOI）。
ERA结果在第一次检查后29~40个月在同一患者中可重复，并且有学者认为ERA在确定最佳WOI方面比组织学分析更准确［38］。
基于ERA所测定的子宫内膜接受状态，育龄期女性可进行个体化胚胎移植（personalizedembryotransfer，pET）。
Ruiz-Alonso等［39］认为ERA诊断WOI有较高的实用性，通过ERA检测发现，反复着床失败妇女的子宫内膜非接受期的比率高于非反复着床失败的妇女，RIF妇女进行常规胚胎移植术后难以达到妊娠，而通过pET，研究中的17名妇女后续进行了20次pET，有53%获得持续妊娠［40］。
Tan等［41］研究表明对于至少一次冻融整倍体胚胎移植失败妇女，22.5%的患者有ERA诊断的着床窗口移位。
ERA提示为接受性子宫内膜（50.9%）和提示为非接受性子宫内膜需pET（51.6%）的患者着床率和持续妊娠率基本相似，两组的活产率也相似，这一结果与Neves等［42］的观察相似，其结果显示进行了ERA的整倍体移植组的着床率及临床妊娠率均较未进行ERA的对照组低，但差异无统计学意义。
而进行了ERA的供卵胚胎移植组较未进行ERA的供卵移植对照组比较，着床率及临床妊娠率均显著降低。
ERA可能是一种有前景的技术，可以在多次植入失败和非容受子宫内膜的情况下，为改善植入提供可操作的指导，尤其是在整倍体胚胎移植失败的情况下。
由于检测过程需要采取患者着床期子宫内膜，同时对治疗用药有较严格要求，目前此项检查主要用于反复着床失败或进行胚胎着床前遗传学诊断的患者。
四.
子宫内膜容受性相关的形态学特征——胞饮突
运用扫描电子显微镜对子宫内膜进行评估，可见存在一种特殊的细胞表面结构，称为胞饮突。
胞饮突在自然月经周期的第20~22日明显形成，与WOI一致。
在体外，胞饮突表达部位发生了囊胚附着，提示这种结构可能具有胚胎着床过程所必需的黏附分子受体，且胞饮突的数量和形态与植入结果相关。
胞饮突被认为可能是子宫内膜容受性和着床窗口的良好标志物，充分发育的胞饮突表明子宫内膜已准备好植入。
有临床试验显示，接受IVF的妇女胞饮突评分较高，与评分较低的妇女相比，胚胎植入率和妊娠率较高［43］。
胞饮突受雌激素和孕激素的控制，孕酮对胞饮突的发育有刺激作用，而雌激素的增加抑制了胞饮突的表达。
肾上腺髓质素和促性腺激素释放激素激动剂与胞饮突增长相关［44］。
而较高的睾酮水平被观察到抑制胞饮突发育，减少小鼠子宫着床部位的数量［45］。
胞饮突的出现还与PR、骨桥蛋白、整合素、LIF、黏蛋白1（mucin1，MUC1）和同源盒基因家族A10（homeoboxA10，HOXA10）的表达有关。
然而，也有学者认为，尽管在WOI期间存在胞饮突，但它们与妇女的胚胎植入和妊娠成功没有直接关系，因为在人类，胞饮突在黄体期长期存在（>5d），无法定位出短暂的（24~48h）着床窗口［46］。
由于检测要求实时，并需要有临床检测少用的电子显微镜等仪器设备的需求，目前主要用于科研检测和特殊个案报道。
综上所述，目前临床工作上最常用的评价子宫内膜容受性指标仍然是通过超声评估子宫内膜厚度、类型、容积和血流，其优点是无创性及易操作性，但其评价子宫内膜容受性及预测IVF妊娠结局的价值仍有争议。
形态学特征、细胞因子及各类受体、子宫内膜容受性芯片在子宫内膜容受性中的研究在不断地拓展，但尚没有一项指标能够作为单一的判断标准，因此可能需要进行大型的临床试验以寻找更可靠的预测标志物或明确已有预测指标的作用区间。
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