如何改善卵母细胞质量

谭美玲，庄广伦

（中山大学附属第一医院生殖医学中心，广州 510080）

在IVF 助孕过程中，有相当一部分高龄、反复种植失败或反复流产的患者，卵母细胞质量是影响其妊娠结局的关键因素。要改善这类患者的妊娠结局，关键在于改善卵母细胞质量以获得有良好发育潜能的胚胎。卵母细胞质量与年龄密切相关，随年龄增长，卵巢储备下降的同时，卵母细胞质量也相应变差。此外，卵母细胞质量还与遗传、免疫、内分泌代谢、超排卵等有关。有关卵母细胞的发生和卵泡发育的过程非常复杂，其中，对卵母细胞线粒体作用的研究备受关注。通过增加卵母细胞线粒体而改善卵母细胞质量，在临床实践中已有相关研究。

一、卵母细胞质量的影响因素

1.高龄与卵母细胞质量下降：高龄女性的卵母细胞质量下降是公认的事实，而卵母细胞质量是妊娠成功与否的关键因素，导致女性生育力随年龄增加而下降［1］。线粒体的能量产生与线粒体DNA 存在恶性循环，线粒体能量产生过程中释放大量氧自由基，高龄妇女的抗氧化能力下降，自由基减少，活性氧（ROS）堆积，供能的三磷酸腺苷（ATP）减少，导致卵母细胞减数分裂过程中染色体分离障碍，形成非整倍体胚胎，而非整倍体胚胎是反复种植失败和反复流产的主要因素［2-3］。

2.超排卵与卵母细胞质量：无论是外源性还是内源性Gn升高，均可能导致非整倍体的产生。与自然生殖过程相比，IVF存在低妊娠率和高流产率，32%～64%的胚胎出现染色体异常，可能与超排卵过程中超生理水平的雌激素以及高剂量FSH 的应用对卵母细胞质量产生的影响有关［4-5］。超排卵时高剂量FSH 可影响卵母细胞第一次减数分裂时微管和纺锤体完整性，导致非整倍体卵母细胞、胚胎增加，使种植失败和流产增加［6-8］。因此，近年来提出对于高龄、卵巢储备差的妇女推荐微刺激方案，减少Gn剂量，从而获得少而优的卵母细胞，提高妊娠率。

3.免疫异常与卵母细胞质量：1989年，Gleicher等［9］首次提出“自身免疫生殖失败综合症”这一概念，患者主要表现为子宫内膜异位症、不孕、自身抗体升高。自身抗体是指免疫系统针对自身组织，器官、细胞及细胞成分产生的抗体。如果自身抗体的滴度超过正常水平，就可能对身体产生损伤，诱发疾病。自身免疫性疾病中有许多自身抗体，其中与IVF结局最密切相关的是抗核抗体、抗心磷脂抗体、抗甲状腺抗体等，这些抗体升高与早期自发性流产、反复种植失败等有关［10-12］。多个研究发现自身抗体阳性患者的成熟卵母细胞率、胚胎卵裂率较阴性患者低，提示自身抗体可影响卵母细胞和胚胎的发育潜能［13-14］。

4.影响卵母细胞质量的遗传因素：卵巢功能早衰（POF）患者卵母细胞数目减少的同时质量下降。FSH、FSHR、LH、LHR、CYP17、CYP19 等激素合成相关基因的突变可影响卵泡功能和卵母细胞质量［15］。近年来研究较多的与卵泡发育和成熟相关的是骨形态发生蛋白（BMP15）。BMP15是卵母细胞来源的转化生长因子，促进卵泡发育和成熟，调节颗粒细胞对FSH 的敏感性，提高卵母细胞的发育潜能。在控制性卵巢刺激（COS）中，甚至可作为卵巢反应或卵母细胞质量的标志物。BMP15的突变与卵 巢 功 能 减 退（premature ovarian insufficiency，POI）、卵母细胞质量下降有关［16］。

5.代谢异常与卵母细胞质量下降：肥胖、糖尿病、多囊卵巢综合征（PCOS）等内分泌代谢异常患者的卵母细胞发育潜能受损。动物研究发现，肥胖小鼠的卵丘复合物细胞内脂质升高、纺锤体异常、线粒体膜功能异常，体外受精后形成的胚胎发育潜能受损、囊胚内线粒体含量下降［17］。糖尿病小鼠的高血糖浓度可抑制卵母细胞减数分裂的恢复使卵母细胞质量下降、种植前胚胎退化［18］。育龄妇女中PCOS的发病率约为5%～10%，患者往往伴随代谢异常综合征，包括高雄激素血症、胰岛素抵抗、2 型糖尿病等。尽管PCOS患者的获卵数较多，但受精率、卵裂率低，流产率高。其卵母细胞质量下降可能与雄激素导致卵母细胞内线粒体DNA 拷贝数、线粒体膜功能受损等有关［19-20］。

二、线粒体与卵母细胞质量

1.线粒体：线粒体是真核细胞中含量最丰富的一种较大的细胞器，光学显微镜下观察呈“短线状”或“颗粒状”，因形态学特征而得名为线粒体，也是动物细胞中唯一含有DNA 的细胞器［21］。在单个人类卵母细胞中，线粒体DNA（mtDNA）拷贝数约为20 000～800 000，mtDNA 的拷贝数可间接反映细胞内线粒体的数量［22］。线粒体的主要功能是作为细胞的“能量工厂”，通过有氧呼吸产生ATP，提供细胞生命活动所需的能量。线粒体还可储存钙离子，参与类固醇合成和细胞衰老的过程［23］。

2.线粒体与卵母细胞发生和发育：卵母细胞的成熟过程，需要足够的能量供给。在卵泡发育过程中，能量需求逐渐升高，在排卵阶段达到顶峰。与逐渐增高的能量需求相对应，细胞内的mtDNA 数量逐渐增加，直到Graff卵泡阶段达到峰值。在人类所有细胞中，成熟卵母细胞内具有最大量的mtDNA。减数分裂是一个高能耗的过程。在分裂过程中，不仅线粒体的形态和数量发生变化，线粒体的分布发生相应变化。线粒体渐趋于向纺锤体靠拢，为染色体分离时微管活动提供能量。

mtDNA 的数量下降会直接影响卵母细胞的受精能力，同时也是评价卵母细胞质量的重要标志物。Santos等［3］的研究显示正常受精的人类卵母细胞内mtDNA 平均拷贝数显著高于受精失败的卵母细胞，退化卵母细胞内mtDNA 拷贝数也较少。

3.自体线粒体移植与辅助生育技术：由高龄、过度肥胖、2型糖尿病以及其他遗传因素所导致的线粒体功能下降最终进一步表现为卵母细胞质量的下降和临床妊娠的失败，这已经成为辅助生殖过程中极具挑战性的课题。目前，专家们在探索不同的治疗方案，总结起来，大致可以分为线粒体替代治疗和线粒体活化剂两大类。

替代治疗包括线粒体或胞浆移植、原核移植、纺锤体移植和极体移植。其中，目前取得较大进展的是线粒体移 植。20 世 纪90 年 代 中 期Cohen 等［24］开始尝试使用胞浆移植的方式，将供体提供的年轻线粒体通过胞浆移植转移到线粒体功能异常的卵母细胞中，帮助卵母细胞获得优质的线粒体，改善临床结局。此项技术迅速引起了人们的关注，后来，在意识到异质化带来的问题后，该项技术的研究热度也开始下降。但是，最近报道的自体生殖系干细胞线粒体移植（AUGMENT IVF）的成功应用又重新燃起了对线粒体移植的研究热情。通过自体线粒体的移植，最大限度避免异质化带来风险的同时改善卵母细胞质量，给高龄、卵母细胞质量差的患者带来了新希望。2015年初，英国在全球率先立法允许线粒体移植，给希望得到健康婴儿的家庭带来了“黑暗隧道尽头的一缕阳光”［25］。

三、改善卵母细胞质量的方法

1.生长激素（GH）辅助治疗改善卵母细胞质量：IVF促排卵中添加生长激素可提高低反应患者的妊娠率和活产率，主要是通过改善卵母细胞质量。生长激素可增加卵母细胞内功能性线粒体的数量，改善卵巢老化过程中颗粒细胞FSH、LH、GH 受体的表达，减弱BMP 作用，改善卵泡选择和成熟，减少卵细胞调亡［26-29］。

2.其他辅助治疗［辅酶Q10、脱氢表雄酮（DHEA）］：目前探索应用于改善卵母细胞质量的辅助治疗还包括DHEA、辅酶Q10 等。DHEA 是卵巢和肾上腺激素合成过程的重要中间产物，近年来广泛应用于IVF 低反应患者的辅助治疗。尽管临床试验结果表明DHEA 不能增加低反应患者的获卵数，却能提高种植率和持续妊娠率，提示DHEA可改善卵母细胞和胚胎质量［30］。正如前述，卵母细胞成熟和胚胎发育所需的能量完全依赖于线粒体氧化磷酸化产生的ATP。辅酶Q10 作为一种“线粒体营养物”，可保护线粒体不受氧化损伤，增加卵母细胞线粒体ATP合成，减少ROS水平，这有助于减少非整倍体卵母细胞的产生［31］。

四、展望体外激活（IVA）治疗

近年来，Suzuki等［32］提出对POI患者采用卵巢组织体外激活治疗（in vitro activation，IVA）。机制仍未十分清楚，但是有观点认为卵巢内存在控制卵泡发育的相关抑制因子，导致卵泡在体内发育停止。一旦原始卵泡离开卵巢的微环境，在体外使用Akt激活因子，可恢复卵泡的活性，移植回体内再予以超排，最终可获得成熟卵母细胞并妊娠。目前国内外均已有报道成功案例，为POI患者带来助孕的新希望，结果让人们进一步认识和研究卵巢内卵泡发育内环境的微调控！

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