现代遗传学/基因组学在生殖医学领域的应用展望

改善生殖健康和降低出生缺陷问题,是我们21世纪生殖医学领域的重要使命。根据中华人民共和国卫生和计划生育委员会2012年9月发布的中国出生缺陷防治报告,我国2011年出生缺陷的发生率为5.6%,每年新增病例90万,发病率较发达国家高近2倍,每年国家和社会的经济负担高达数千亿元。出生缺陷和生殖相关疾病,包括不孕症,大多属于复杂性疾病,由遗传和环境的相互作用导致。2003年第一个人类基因组计划的完成,敲开了后基因组时代和基因组医学的大门,为个体化医学奠定了基础。在过去的十年里,现代高通量基因检测技术,例如生物芯片和新一代测序技术,迅速地进入生殖医学领域,发现了大量与出生缺陷和生殖障碍疾病相关的遗传学和基因组变异,体现了生命科学、生物医学、信息学、计算数学的交叉和融合的强大生命力。这篇述评重点介绍了现代遗传学/基因组学技术在中国生殖医学领域的研究和应用成果,包括在《Cell》和《Nature》杂志上分别发表的用高通量基因组检测技术对人类卵母细胞和胚胎发育相关的研究;在《Nature Genetics》杂志发表的2篇关于多囊卵巢综合征(PCOS)8 226例患者和7 578例对照的全基因组关联分析(GWAS)研究;在《New England Journal of Medicine》杂志发表的2篇采用全外显子测序技术进行的关于卵巢早衰/原发性卵巢功能不全(POF/POI)的研究;在《Nature Genetics》杂志发表的中国汉族男性2 927例非梗阻性无精子症和5 734例对照的GWAS研究。还简要介绍了关于应用高通量基因组学技术在子宫内膜异位症和胚胎植入前遗传学诊断/筛查的研究进展。这些现代技术的应用,将会大大促进和提高临床生殖医学的进步,改善妊娠结局。

基础黄体生成素和不同LH/FSH比值水平对PCOS患者辅助生殖妊娠结局的影响

目的:探究基础黄体生成素(bLH)及不同黄体生成素/卵泡刺激素(LH/FSH)比值水平对多囊卵巢综合征(PCOS)患者体外受精或卵胞浆内单精子注射(IVF/ICSI)妊娠结局的影响。方法:选择2013年7月至2020年1月在南京医科大学第一附属医院生殖医学科首次行促性腺激素释放激素(GnRH)拮抗剂灵活方案促排卵,接受IVF/ICSI治疗的424例PCOS患者的临床资料进行回顾性分析。按照bLH水平不同分为正常bLH组(LH≤10 U/L,316例)和高bLH组(LH>10 U/L,108例);同时根据LH/FSH比值水平不同分为低比值组(LH/FSH≤1,227例)、中比值组(1<LH/FSH<2,142例)、高比值组(LH/FSH≥2,55例)。分析比较各组患者一般情况、促排卵情况及妊娠结局的差异,并采用二元Logistic回归分析影响活产的相关因素。结果:①高bLH组基础FSH和抗苗勒管激素(AMH)较正常bLH组高,差异有统计学意义(P<0.05)。在促排卵情况方面,高bLH组使用拮抗剂总天数长于正常组,但获卵数和绒促性素(HCG)日子宫内膜厚度小于正常bLH组,差异有统计学意义(P<0.05)。两组患者妊娠结局相关指标比较,差异无统计学意义(P>0.05)。②不同LH/FSH比值组患者比较,高比值组AMH和窦卵泡数(AFC)高于其他两组,差异有统计学意义(P<0.05)。在促排卵情况方面,高比值组获卵数、移植胚胎数、HCG日子宫内膜厚度均低于其他两组,差异有统计学意义(P<0.05)。3组患者妊娠结局相关指标比较,差异无统计学意义(P>0.05)。③二元Logistic回归分析显示活产与bLH、LH/FSH比值无关(P>0.05),与移植胚胎数有关(P<0.05)。结论:bLH水平和LH/FSH值升高可能会影响PCOS患者促排卵结果(如获卵数和HCG日子宫内膜厚度等),但与辅助生殖的活产率未见显著相关性。

超重/肥胖不孕症患者早卵泡期长效长方案中添加重组黄体生成素可行性及新鲜周期妊娠结局的分析

目的 探讨超重/肥胖不孕症患者采用早卵泡期长方案促排卵过程中,在不同时机添加重组黄体生成素(rLH)对新鲜周期助孕结局的影响。方法 回顾性分析2021年1月至2023年6月于南京医科大学第一附属医院生殖医学中心行早卵泡期长方案促排卵治疗的1 181例超重/肥胖患者的临床资料,根据是否添加rLH及添加时机分为3组:未添加rLH组(A组,n=584),促排卵全程添加rLH组(B组,n=526),促排卵中期添加rLH组(C组,n=71)。比较3组患者的基本资料、代谢水平、促排卵情况以及新鲜胚胎移植周期的妊娠结局。结果 3组患者间年龄、抗苗勒管激素(AMH)、体质量指数(BMI)比较均无统计学差异(P>0.05),但A组患者糖耐量异常比例显著低于B组患者(P=0.001)。促排卵过程中,A组获卵数、可移植胚胎数、优质胚胎数均显著高于B组(P<0.05),A组2PN率也显著高于其他两组(P<0.05),C组优质胚胎数显著高于B组(P<0.05);但3组患者间Gn使用天数、FSH用量比较均无统计学差异(P>0.05)。3组患者的平均移植胚胎数、胚胎种植率、早期流产率、临床妊娠率、活产率比较均无统计学差异(P>0.05)。结论 超重/肥胖、卵巢功能正常的患者在早卵泡期长方案中添加rLH不能显著降低FSH用量以及促排卵时间,对胚胎质量以及妊娠结局无显著影响,高BMI不能作为早卵泡期长方案促排卵时rLH的应用指征。

辅助生殖技术与异位妊娠的风险

辅助生殖技术(ART)妊娠的异位妊娠(EP)风险可能增加2倍,尤其一些罕见的异位妊娠类型(如宫内、宫外同时妊娠)更是显著增加。但最近有报道,ART妊娠的异位妊娠发生率接近自然受孕的异位妊娠发生率。输卵管因素是不孕症患者进行ART治疗的主要指征,反过来也是ART后发生异位妊娠的重要病因。通过大样本多中心的研究来了解ART妊娠的异位妊娠风险因素,有助于临床上预防ART异位妊娠。

辅助生殖技术后输卵管间质部妊娠10例临床分析

目的:报道10例辅助生殖技术(ART)后输卵管间质部妊娠的临床案例。方法:回顾性分析南京医科大学第一附属医院生殖医学科2011年7月—2013年7月收治的10例体外受精/胞浆内单精子注射-胚胎移植(IVF/ICSI-ET)后输卵管间质部妊娠患者的临床资料。结果:10例输卵管间质部妊娠患者平均年龄(32.9±3.7)岁,均因输卵管因素行IVF/ICSI治疗,其中4例患者曾有异位妊娠史。所有患者既往均有输卵管相关手术史。9例患者胚胎移植数为2枚,1例为单胚胎移植后妊娠。在临床表现方面,6例患者因超声提示异位妊娠就诊,1例出现下腹痛,1例少量阴道出血,2例出现腹痛伴阴道出血。8例患者直接选择手术治疗,1例为药物(甲氨蝶呤)保守治疗,1例药物保守治疗失败后手术治疗。结论:IVF/ICSI后输卵管间质部妊娠发生率增高可能与患者既往输卵管功能异常行输卵管相关手术有关,特别是输卵管切除或者输卵管近端阻断的患者。因此有相关高危因素的患者在IVF/ICSI治疗过程中可适当控制胚胎移植数目,加强移植妊娠后早期超声监测和宣教,有利于减少输卵管间质部妊娠的不良结局。

异位妊娠发生机制研究进展及辅助生殖技术相关高危因素分析

辅助生殖技术(ART)后异位妊娠发生风险增高。临床研究发现,输卵管因素不孕、超生理的激素环境、ART操作以及胚胎发育潜能等是ART后异位妊娠的高危因素。分子机制研究大多为描述性研究,在炎症、激素水平及ART操作等方面发现了一些和异位妊娠发生相关的因子。这些因子可能通过参与影响输卵管运输功能、输卵管内环境和(或)胚胎本身因素导致胚胎异位种植,也可能只是异位种植的结局表现。深入了解ART后异位妊娠发生的机制及相关高危因素,有助于改进ART技术,预防ART后异位妊娠发生。

干细胞向女性生殖细胞分化的研究进展

人类辅助生殖技术(ART)可以治疗部分女性卵巢早衰、年龄相关的卵巢功能障碍,但不能治疗生殖细胞缺乏的不孕不育。干细胞研究取得的重大进展,包括多种成体干细胞、人类胚胎干细胞、诱导多能干细胞等,对生殖医学有潜在的应用前景。卵巢中极少量具有自我更新和分化潜能的生殖干细胞,有产生新的卵母细胞的潜能,为卵巢再生、卵母细胞生成、女性不孕治疗提供了新的希望,也为研究生殖生理提供新的研究策略。本文综述干细胞向生殖细胞分化研究。

辅助生殖技术出生的学龄前儿童血微量元素水平的研究

目的：以小样本分析探讨江苏省辅助生殖技术（ART）出生的学龄前儿童血微量元素水平。方法：以江苏省63例ART出生的学龄前儿童（3-6岁）为ART组,对照组为37例自然妊娠出生的学龄前儿童（3-6岁）。均无染色体异常,无肥胖和其他代谢疾病,体检发育指标均正常。利用BH5100型多通道原子吸收光谱仪和BH2100型金属炉原子吸收光谱仪测定末梢全血锌、铜、铁、钙、镁、铅等微量元素的含量。结果：63例ART子代的儿童身体发育指标与对照组儿童差别无统计学意义。ART组学龄前儿童的末梢全血微量元素的平均水平均在正常范围。ART组学龄前儿童血锌含量平均值低于对照组;3-5岁血铅水平高于对照组（均P〈0.01）。结论：ART出生的学龄前儿童血微量元素平均水平在正常范围内,提示ART是安全的。ART出生的学龄前儿童血锌水平略低、3-5岁血铅水平略高于正常妊娠的儿童,需要进行扩大样本量的研究和进一步追踪随访。

案例模拟和参与式反馈法在医学培训中的效果

目的探讨案例模拟和参与式反馈教学法在围产专业住院医师规范化培训中的效果。方法选取2017年1月-2018年12月共62名参与轮转新生儿及产科专业的住院医师规范化培训学员,随机分为实验组(30名)和对照组(32名)。实验组以案例模拟和参与式反馈教学法进行教学,对照组以传统方式进行教学。培训后进行理论考核和操作考核,并采用问卷的方式调查临床带教老师对住院医师在临床实际操作中的表现评分。采用t检验比较组间考核成绩和实际操作能力评分的差异。结果实验组和观察组培训后理论考核成绩无显著差异[(26.13±2.13)与(25.94±2.28)分,P=0.728],实验组培训后的操作考核成绩明显高于对照组[(45.90±1.73)与(43.03±1.40)分,P<0.01]。带教老师评价调查表回收有效率为100%。培训后实验组学员在四个方面得到带教老师的评分高于对照组,分别是理论知识掌握的牢固度[(7.87±0.78)与(7.34±0.60)分,P<0.01];操作流程执行的规范性[(8.27±0.58)与(7.31±0.69)分,P<0.01];操作手法的正确性[(8.17±0.64)与(7.25±0.72)分,P<0.01];团队协作能力[(8.67±0.72)与(7.47±1.08)分,P<0.01]。在物品的准备方面[(8.00±0.64)与(7.84±0.68)分,P=0.35],两组没有显著性差异。结论案例模拟和参与式反馈教学法效果更好,有利于提高临床实践能力。

人类辅助生殖技术来源胎盘全基因组表达谱研究

目的:通过比较辅助生殖技术(ART)来源和自然妊娠来源胎盘全基因组表达谱的差异,研究ART技术对胎盘功能和胎儿发育的影响,借此评估ART子代的安全性。方法:胎盘组织取自因输卵管因素行体外受精-胚胎移植和自然妊娠足月产妇各3例。利用AffymetrixHG-U133 Plus 2.0基因芯片对2组胎盘组织进行芯片杂交分析。用定量反转录聚合酶链反应(qRT-PCR)验证其中10个差异表达基因,根据其涉及的不同功能进行生物信息学分析。分为6类:免疫应答、跨膜转运、代谢、氧化应激、细胞分化及其他功能。用免疫组织化学对其中5个差异表达基因产物进行细胞定位研究。结果:ART来源胎盘组织中共鉴定出26个差异表达基因,其中17个上调,9个下调。其中涉及免疫应答的基因,如ERAP2和STAT4;涉及细胞分化的基因如MUC1,经qRT-PCR验证2组间确实存在差异表达。基因产物主要表达在胎盘绒毛组织中,分布在合体滋养层细胞的细胞质和(或)细胞膜中。结论:ART来源胎盘和自然妊娠胎盘存在全基因组表达谱差异。差异表达基因涉及到多种胎盘关键功能,ERAP2,STAT4及MUC1等差异表达基因可能作为评估胎盘与ART子代安全性关联的分子标记物。

干细胞向生殖细胞分化的研究进展

干细胞(SCs)具有在体外分化为生殖细胞的潜能,为研究生殖细胞(GCs)早期发育提供了良好的模型,并将为干细胞移植修复生殖功能提供细胞资源。本文综述了胚胎干细胞/诱导多能干细胞(ESCs/iPSCs)、新生儿附属物来源干细胞(NDSCs)以及成体干细胞(ASCs)向生殖细胞分化所取得的研究进展,同时总结了各类干细胞向生殖细胞分化时所遇到的障碍及所面临的挑战,为干细胞在生殖医学领域的应用提供理论依据。

内源性抗氧化剂PRDX4及其在生殖系统作用的研究进展

过氧化物还原酶4(PRDX4)是过氧化物还原酶家族成员,是一种细胞内源性抗氧化剂,可锚定在内质网调节蛋白质氧化折叠,也可分泌到细胞外基质发生抗氧化作用。在女(雌)性生殖系统,氧化应激影响卵巢的功能状态,定位在颗粒细胞及卵母细胞的体细胞型PRDX4(PRDX4s)通过抗氧化应激机制促进卵泡发育成熟、抑制卵母细胞老化,并参与多囊卵巢综合征(PCOS)和卵巢功能减退的病理过程。在睾丸组织内同时表达两种PRDX4亚型,PRDX4s和睾丸特异型PRDX4(PRDX4t)。PRDX4通过抑制内质网应激、清除胞质和细胞外基质活性氧簇(ROS)保护睾丸组织结构与细胞功能,参与调节精子发生和精子形成,抑制生精细胞凋亡。综述PRDX4的结构与功能,及其在调节配子发生中的作用。

辅助生殖技术子代的心血管功能安全性研究进展

随着辅助生殖技术(ART)的广泛应用,动物和人体心血管安全性的研究表明,ART对其子代的心血管功能有潜在的不良影响。本文从血管动脉粥样硬化、血压、心血管重建及心功能、胰岛素抵抗等方面讲述ART对子代的心血管功能的影响,并就ART妊娠并发症、ART技术本身、父母不孕因素及表观遗传四方面阐述其可能的机制。

双酚A的生殖毒性研究进展

双酚A(Bisphenol A,BPA)作为一种重要的工业原料,广泛存在于塑料制品中。人类通过多种途径接触吸收、并在体内蓄积BPA,职业接触人群和日常生活接触人群的体内BPA水平差别较大,但即使低于安全摄入剂量[50μg(/kg.d)],母体在围生期接触BPA后也会对胚胎发育有影响,成人长时间接触BPA对其生殖系统的健康也会产生作用;影响的程度及范围会随着摄入剂量的增加而增大。因此,提前预防过早过多接触BPA类物质是非常必要的。从BPA的接触途径介绍分析BPA对人体的胚胎期、婴儿期及成年期生殖系统发育的影响,以及不同剂量浓度下产生的影响变化情况,为以后预防和研究方向奠定基础。

罗氏易位伴少弱精子症来源的胚胎干细胞向生殖细胞诱导分化的研究

目的:建立罗氏易位伴少弱精子症来源的人胚胎干细胞(ESC),利用体外诱导ESC向生殖细胞分化作为模型,评估辅助生殖技术子代的潜在风险。方法:利用罗氏易位伴少弱精子症患者夫妇捐赠的胚胎,通过分离囊胚内细胞团,培养、传代、扩增,建立ESC CCRM16,其核型为46,XY,+14,rob(13;14)(q10;q10);添加2 mol/L维甲酸体外诱导分化,分析其向生殖细胞分化过程及其相关基因的表达,并与遗传背景完全正常的ESC CCRM23相比较。结果:CCRM16表达OCT4,TRA-1-81,NANOG及SSEA4多能性标记基因,体外能形成拟胚体(EB),体内、体外都能向3个胚层分化。添加维甲酸可直接诱导ESC向生殖细胞分化。原始生殖细胞标志基因DAZL和减数分裂标记基因SCP3的表达水平在CCRM16中较正常夫妇捐赠胚胎建立的ESC CCRM23明显减少。结论:核型为46,XY,+14,rob(13;14)(q10;q10)CCRM16具有ESC典型特征,但其向早期精子分化的过程异常。体外诱导CCRM16向精子分化作为研究模型,可应用于评估少弱精子症患者辅助生殖出生子代的健康风险。

美国医学遗传学会对基因芯片拷贝数变异结果解读指南

全基因组芯片已被推荐作为分析智力障碍、孤独症、多发性出生缺陷病因的首要筛查手段,通过芯片检查发现了人类基因组中大量的拷贝数变异(copy number variation,CNV),这些变异中既有正常个体的多态性,也有新发的致病性变异。为帮助临床实验室对芯片结果的解读保持一致性,美国医学遗传学会制定了此有关CNV的解读指南。该指南主要应用于产后的分子遗传诊断中。

高效诱导人胚胎干细胞分化为表达生殖功能调控相关基因的下丘脑神经细胞

目的优化体外诱导人胚胎干细胞向类下丘脑弓状核神经细胞分化方案、提高分化效率;明确分化神经细胞中是否表达生殖功能调控相关基因。方法利用接受辅助生殖技术治疗患者捐赠的冷冻胚胎建立人胚胎干细胞系CCRM14;饲养层上培养CCRM14,经纯化后消化为单细胞、诱导其向下丘脑神经细胞分化。分化策略:神经分化早期抑制转化生长因子β和骨形态发生蛋白信号通路;接着激活sonic hedgehog信号通路,促使下丘脑神经前体细胞生成;随后抑制Notch信号通路,添加脑源性神经营养因子诱导类下丘脑弓状核神经细胞的分化与成熟。分化不同时期采样,利用RT-qPCR、细胞免疫荧光、流式细胞术方法鉴定分化细胞。结果依据本优化分化方案,CCRM14分化为下丘脑神经前体细胞的效率达95%以上,分化的细胞表达下丘脑弓状核神经细胞特异性标志物POMC和NPY/AGRP,同时表达参与生殖功能调控基因KISS1和AR。结论该类分化细胞有作为细胞模型用于研究下丘脑弓状核在生殖相关疾病发生过程中调控机制的潜力。

不同内膜准备方案的1372个冻融胚胎移植周期的临床治疗结局比较

目的:比较不同内膜准备方案的冻融胚胎移植(frozen-thawed embryo transfer,FET)的临床治疗结局。方法:回顾性分析了南京医科大学第一附属医院2007年1月至2009年7月冻融胚胎移植共1372周期,其中自然周期冻融胚胎移植1014周期,微刺激周期冻融胚胎移植358周期,微刺激周期中人绝经期促性腺激素(HMG)方案127周期、克罗米芬+HMG方案77周期、来曲唑+HMG方案154周期。比较各组患者年龄、不孕年限、基础内分泌(FSH、LH、E2)水平、移植日内膜厚度、平均移植胚胎数、移植胚胎级别、胚胎种植率、生化妊娠率、临床妊娠率、早期流产率、晚期流产率、活产率差异。结果:自然周期和微刺激周期冻融胚胎移植在胚胎种植率(26.7%vs31.5%)、生化妊娠率(50.2%vs57.5%)、临床妊娠率(43.5%vs51.1%)、活产率(38.0%vs44.9%)差异有统计学意义(P<0.05),早期流产率(9.3%vs9.8%)、晚期流产率(1.8%vs1.6%)、异位妊娠率(1.6%vs0.5%)差异无统计学意义;微刺激周期各用药组之间胚胎种植率、生化妊娠率、临床妊娠率、流产率及活产率差异无统计学意义。结论:适当的自然周期内膜监测或药物微刺激促排卵周期行FET内膜准备,较适合于冻融胚胎的移植。

对不孕不育症病因初筛临床路径的初步建立

目的设计、实践和推广一项实用、科学、合理的对不孕不育的病因进行初步筛查的临床方案和路径。方法在江苏省8个基层医疗单位的不孕门诊试点,对不孕不育的初诊夫妇进行精液常规检测、女性排卵监测、盆腔妇科检查和输卵管碘油造影的四步病因初筛检查。结果在江苏省8个市、区级医院和妇幼保健院所的不孕不育门诊按上述路径进行不孕不育夫妇的初筛,共6501对夫妇。女方平均年龄28.4岁,初筛平均费用为776.5元。向上级医院转诊的比例为8.8%。初筛路径导出的诊断分类,排卵因素占25.28%(其中持续无排卵占94.71%,卵巢功能减退占5.29%);盆腔因素占48.73%(其中输卵管因素占81.12%,子宫内膜异位症占16.9%,子宫畸形占1.99%);男性因素占16.11%(其中无精症占8.89%,少弱畸精子症占87.84%,性功能障碍占3.27%);不明原因占9.88%。结论我们的初步研究证明这个不孕不育病因初筛方案是一个切实可行、经济科学的临床路径。初步的使用结果表明,获得的关于不孕不育的病因构成数据是可靠、可信、合理的。

中重度子宫内膜异位症患者血清中抗核抗体、抗心磷脂抗体和抗β2糖蛋白1抗体的检测价值

目的:评估中重度子宫内膜异位症(EMs)患者在体外受精/胞浆内单精子注射(IVF/ICSI)前检测血清抗核抗体(ANA)、抗心磷脂抗体(aCL)和抗β2糖蛋白1抗体(aβ2GP1)的临床价值。方法:收集2018年1月-2019年4月在南京医科大学第一附属医院生殖医学科接受IVF/ICSI助孕的中重度EMs患者(EMs组,86例)和因男方因素拟行IVF/ICSI助孕的女性患者(对照组,82例)为研究对象,收集血清,采用免疫荧光法检测ANA,酶联免疫吸附法检测aCL和aβ2GP1。结果:EMs组3项抗体中至少1项抗体阳性的阳性率为31.40%(27/86),而对照组的阳性率为12.19%(10/82),2组比较差异有统计学意义(P<0.05);ANA组aCL总阳性率为5.81%(5/86),稍高于对照组[1.22%(1/82)],2组比较差异无统计学意义(P>0.05);EMs组aCL总阳性率为13.95%(12/86),稍高于对照组[6.10%(5/82)],2组比较差异无统计学意义(P>0.05);EMs组aβ2GP1阳性率为16.28%(14/86),高于对照组[6.10%(5/82)],差异有统计学意义(P<0.05)。结论:对中重度EMs患者推荐在IVF/ICSI助孕前进行血清ANA、a CL和aβ2GP1联合筛查,中重度EMs患者aβ2GP1阳性率较高,值得临床关注。