子宫内膜异位症对胚胎着床影响的研究进展

吴天思 赵瑞华

子宫内膜异位症(endometriosis，EM)与不孕有密切关系。内异症可从卵泡发育、排卵、受精、运输、着床、受精卵发育等妊娠的各个环节对正常妊娠造成干扰，从而导致不孕。其中，胚胎着床是胎孕的重要过程，又称为植入，是指胚泡经过定位、黏附后侵入子宫内膜的过程。胚胎着床主要取决于胚胎侵入能力以及子宫内膜容受性这两个重要因素［1］，成功着床需要两者密切合作。胚泡侵入能力和子宫内膜容受性的形成受多种因素共同调节，本文将分别就各自的主要因素的作用机制和在着床窗口期的表达及其在EM患者中表达的变化情况，来论述子宫内膜异位症对胚胎着床的影响，为子宫内膜异位症相关不孕症患者的治疗提供帮助。

1 子宫内膜异位症对胚胎侵入能力的影响

胚胎的侵入性和能力由胚泡滋养层表达。Bischof等［2］通过在体外的实验还指出，滋养细胞的侵袭是受自分泌(滋养细胞分泌源性的)和旁分泌(子宫内膜分泌源性的)的细胞因子和生长因子共同调控的。也有研究表明，胚胎的质量也可以影响胚胎的种植能力［3］。

1.1 基质金属蛋白酶及其抑制剂与胚胎侵入 基质金属蛋白酶(MMPs)是胚泡滋养层侵入性标志，其蛋白表达与滋养层细胞最大侵入能力相吻合。MMPs通过降解子宫内膜细胞外基质(ECM)，使细胞间连接疏松，为胚胎植入子宫内膜做准备。研究发现，在胚胎着床过程中，MMPs对宿主ECM的降解作用受其天然抑制剂(TIMPs)的调控［4］。MMPs/TIMPs是由胚胎滋养层细胞和蜕膜细胞共同分泌的一组蛋白水解酶。研究指出MMP-9/TIMP-3两者的动态平衡构成了小鼠胚胎着床中滋养层细胞侵入的主要介导或限制因子［5］。提示，MMP-9/TIMP-3在胚泡着床时，相互作用形成动态平衡以防止胚泡滋养层对子宫内膜的过度侵入或者侵入不足，从而保证妊娠的顺利进行。

1.2 子宫内膜异位症与基质金属蛋白酶及其抑制剂的表达 胚胎着床时，MMPs/TIMPs特异性的表达于胚泡着床区［6］，且两者均为高表达［7］。研究发现，EM患者卵泡液中MMP-2，-9呈高表达，而TIMP-1表达降低，MMP-2，-9/TIMP-1表达比例失衡［8］。目前国内外对EM患者以及EM模型动物在着床窗口期胚泡滋养层细胞以及蜕膜细胞MMPs/TIMPs的表达研究较少，但有研究发现，与正常子宫内膜相比，EM患者在位内膜中TIMP-3呈低水平表达［4］。因此我们可以认为，EM导致胚泡植入过程中MMPs/TIMPs的平衡失调，从而导致着床的失败。

1.3 子宫内膜异位症对胚胎质量的影响 卵母细胞的质量直接影响着胚胎的质量。李建青等［9］通过对EM不孕患者和无EM不孕患者卵泡液中血管内皮生长因子(VEGF)的测定，发现EM不孕患者卵泡液中VEGF水平显著高于对照组。卵母细胞生长发育的微环境即卵泡液对卵子的质量和发育起到重要作用，其出现异常可造成卵子质量下降。VEGF作为评价卵母细胞成熟及早期胚胎发育潜能的指标［10］，VEGF水平过高或过低均可导致卵母细胞质量下降，卵泡液中VEGF的高表达表明，子宫内膜异位症使卵母细胞质量下降。研究表明，将因EM和输卵管因素或男性因素行IVF/ICSI的患者进行对照研究，发现EM患者的窦状卵泡数、获卵数、受精率、卵裂率以及高质量胚胎获得数均低于对照组患者［11，12］。这表明，子宫内膜异位症可影响卵巢功能，损害卵母细胞进而影响胚胎的质量和发育。

2 子宫内膜异位症对子宫内膜容受性的影响

子宫内膜容受性是指子宫内膜对胚胎植入时的接受能力，正常的子宫内膜只在一个短暂且关键的时期即“着床窗口期”允许胚泡植入，着床窗口期约发生在排卵后6～7 d。子宫内膜的容受性受多种因素共同调控，目前多从形态学、分子生物学、基因学的角度进行探讨。

2.1 子宫内膜异位症对子宫内膜细胞形态的改变在细胞形态学方面，胞饮突作为子宫内膜容受性的形态学标志已经被国内外众多学者所接受。胞饮突是子宫内膜在着床窗口期绒毛状上皮细胞微绒毛暂时融合，上皮细胞膜顶端出现的平滑膜突起［13］。胞饮突的形成可以分为发育中、发育完全和退化3个阶段［14］。发育中的胞饮突，细胞表面有菲薄的内膜突起，微绒毛由发育前在内膜表面密集覆盖变的逐渐减少。完全发育的胞饮突，形似“蘑菇”，微绒毛几乎消失。退化的胞饮突，突起减少，表面褶皱增多并逐渐萎缩，内膜表面的微绒毛再次出现。Pantos等［15］研究显示，胞饮突即使没有达到发育最成熟的时间也可妊娠，但其表达最丰富时妊娠率明显升高，表明胞饮突的表达量与胚胎着床率之间存在正相关。胞饮突平均出现在自然周期月经的第20～21天［16］，出现的时间因个体不同可相差5 d。

研究表明，EM合并不孕患者围着床期的子宫内膜腺体数、分泌细胞表面微绒毛、基质有丝分裂和有空泡的细胞数较正常子宫内膜减少，纤毛再生不全，胞质肿胀疏松，有的细胞出现核固缩［17，18］。有研究报道，EMs合并不孕的患者围着床期子宫内膜胞饮突较正常女性减少［17］。胞饮突的数量与胚胎着床成功与否密切相关，许多患者由于胞饮突的表达缺陷而导致着床失败。但Ordi等［19］研究发现，轻度EM合并不孕的患者着床窗口期子宫内膜胞饮突的出现及表达并无明显下降。因此，胞饮突与子宫内膜异位症相关不孕症的发病关系还需继续研究，进一步确证。

2.2 子宫内膜异位症与子宫内膜厚度、类型及血流子宫内膜在自然月经周期随着卵泡发育、雌激素水平升高而不断增厚，子宫内膜厚度的变化反映了内膜的功能状态，着床窗口期适宜的内膜厚度易于胚胎的着床。目前子宫内膜厚度与妊娠率之间的关系较为公认的是，围排卵期内膜厚度＜5～8 mm时有较强的阴性预测价值。子宫内膜形态分为3型:A型:即三线型或多层子宫内膜，为外层和中部强回声以及内层低回声或暗区，宫腔中线回声明显;B型:为中部孤立回声，同子宫内膜肌层图像，宫腔中线回声不明显;C型:为均质强回声，无宫腔中线回声。研究表明，A型子宫内膜的妊娠率较B、C型高［20］。子宫内膜的功能状态与血流灌注密切相关，着床窗口期子宫内膜血液灌注良好是胚胎植入的关键。所以有研究提出子宫内膜及内膜下血流能直接反映子宫内膜血流灌注，可作为评估子宫内膜容受性的指标。研究指出，内膜及内膜下血流同时存在预示着良好的子宫内膜容受性［21］。尽管子宫内膜的厚度、形态及血流与妊娠的关系尚存在争议，但通过超声对子宫宫腔形态、子宫内膜厚度、类型及血流等方面的检测，可以获得子宫内膜的功能变化，为子宫内膜容受性的评估提供了简便有效且非损伤性的检测方法。将各超声参数综合评估子宫内膜容受性，以指导临床用药来改善内膜功能，对于提高妊娠率有深远意义。

陈爱兰等［22］利用经阴道彩色多普勒超声对EM不孕患者和正常育龄女性在着床窗口期对子宫内膜厚度和子宫内膜及内膜下血流检测，发现在着床窗口期EM不孕患者的子宫内膜厚度与正常组无明显差异，但子宫内膜及内膜下均有血流分布的患者中，EM不孕患者较正常组人数显著减少。刘见桥等［23］研究也表明，EM不孕患者在围着床期子宫内膜的厚度及类型与非内异症不孕患者无显著差异。提示，EM不孕患者子宫内膜及内膜下血流的减少可能是导致子宫内膜容受性下降的原因之一。

2.3 子宫内膜异位症与子宫内膜容受性相关因子的表达

2.3.1 子宫内膜异位症与整合素αvβ3的表达:整合素是一类由α、β两亚单位构成的细胞粘附分子，普遍存在于细胞表面，介导细胞间及细胞与细胞外基质间的黏附和信息传导。现已发现α亚单位18种，β亚单位8种，两者组合成20多种整合素。整合素在子宫内膜细胞及滋养细胞上大量表达，参与滋养细胞的黏附，并具有诱导其分化的作用。研究发现，α1β1、αvβ3、α4β1在分泌期的表达明显高于增殖期，并且αvβ3的表达变化最显著，从黄体中期以后升高并持续到妊娠早期［24］。此时恰与植入窗口期一致，因此认为整合素ανβ3的表达有助于子宫内膜由非黏附状态向黏附状态的转变，与子宫内膜对胚泡的容受性有关。整合素αvβ3在子宫内膜容受性的形成中扮演了很重要的角色。目前，整合素αvβ3是子宫内膜容受性的一个公认的重要衡量指标［25］。

有研究发现，EM患者黄体中期在位内膜整合素αvβ3的表达较非EM对照组显著降低［26，27］。因此我们可以推测，整合素αvβ3在EM患者着床窗口期在位内膜的表达缺陷，很可能导致子宫内膜容受性下降，内膜与胚胎黏附障碍，从而导致着床失败，整合素在子宫内膜表达的降低是子宫内膜异位症相关不孕的原因之一。

2.3.2 子宫内膜异位症与白血病抑制因子的表达:白血病抑制因子(LIF)是一种具有广泛生物学功能的细胞因子。LIF通过与LIF受体结合来发挥作用。正常时LIF和LIF受体在子宫内膜的表达于分泌中晚期及妊娠早期达到峰值，与胚胎着床时间一致。动物研究已证实，无LIF基因表达的小鼠能生成良好的胚胎，但在围着床期胚胎却不能着床，将此胚胎移植到LIF基因正常的小鼠子宫内则能正常着床［28］。因此通常会认为，着床窗口期LIF在子宫内膜的表达是判断内膜对胚泡是否具有容受性或胚泡能否着床的重要标志之一［29］。目前认为LIF对胚胎着床的作用调节机制，可能有以下几点:首先，LIF能增强着床相关调节因子如HOXA1O的表达启动胚泡着床。其次，LIF通过调节母胎免疫，使子宫内膜对胚胎容受。最后，LIF可以增加孕早期人绒毛膜促性腺激素HCG的分泌从而维持妊娠。

有学者将EM不孕患者和正常女性在着床窗口期的子宫内膜进行检测，结果均发现EM不孕患者子宫内膜LIF的表达较正常女性明显下降［30，31］。另多项研究证实，芳香化酶在EM患者在位内膜中表达增高，活性增加［32］。而芳香化酶是雌激素合成过程中的关键酶，在调节局部雌激素浓度上起重要作用。研究发现，人子宫内膜LIF的表达受孕激素调控，孕激素可以上调LIF的表达，而雌激素使LIF的表达下降［33］。据此猜测，EM患者在位内膜中过高的雌激素水平有可能降低了LIF在着床窗口期的表达，从而使子宫内膜对胚胎的容受性下降，导致着床失败。

2.4 子宫内膜异位症与雌孕激素及其受体的表达雌激素和孕激素是胚泡着床过程中起主导作用的激素，通过与各自受体相互作用调节子宫内膜发育到容受状态从而有利于胚泡着床和发育。着床期，雌激素促使子宫内膜增生肥大，孕激素使内膜从增生期转为分泌期以利于胚胎着床。孕激素水平升高对子宫内膜上皮细胞的孕激素受体(PR)起降调作用。而孕激素受体的下调与胞饮突、整合素αvβ3直接相关。分泌期雌激素受体(ER)的减少可保护子宫内膜避免长期雌激素刺激。高水平雌激素可使子宫内膜着床窗口期加快关闭，同时引起着床相关因子表达异常。因此，雌激素水平过高或孕激素水平过低导致雌激素/孕激素失调时可降低子宫内膜的容受性，从而导致胚泡着床失败。

动物实验及临床研究均证实，EM患者着床窗口期在位内膜对孕激素存在抵抗现象［34，35］。在位内膜对孕激素反应不良使子宫内膜容受性下降，内膜与胚胎发育不同步，导致着床失败。EM患者在位内膜芳香化酶表达增加，使得局部的雌激素水平升高，这可能导致雌激素/孕激素失调，从而导致ERα的升高。ERα作为ER的一个亚型，在分泌期受孕激素的抑制应下调，EM患者着床窗口期ERα不恰当的高表达，从而可能损害子宫内膜对胚胎的容受性。

2.5 子宫内膜异位症与HOXA10的表达 同源框基因(homeobox，HOX)属于多基因家族的转录调控基因，其中HOXA10和HOXA11与胚胎着床密切相关。HOXA10的表达随月经周期的变化出现周期性，在着床窗口期的子宫内膜中表达显著性增加，与血液中孕酮值升高一致［36］。动物及临床研究已证实HOXA10是子宫内膜容受性建立和胚胎成功着床的必需调节因子。着床期，HOXA10与影响子宫内膜容受性的因子相互作用，共同介导胚胎着床。雌孕激素和LIF等多种因子共同调节HOXA10的表达，同时HOXA10可直接或间接的调节整合素αvβ3和胞饮突等着床相关因素的表达。

研究发现，EM患者在位内膜中HOXA10基因启动子呈高度甲基化状态，基因启动子区域的高度甲基化可以导致基因表达下降［37］。邓凯贤等［38］的研究也证实，EM患者在位内膜在着床期存在HOXA10基因的异常甲基化，且EM合并不孕的患者异常甲基化率高达50%。EM患者在着床窗口期在位内膜中HOXA10的表达较正常内膜明显下降。由此我们可以推测，着床期，EM患者在位内膜HOXA10基因的异常甲基化使得HOXA10表达下降。HOXA10在着床期子宫内膜表达下降可直接影响EM患者子宫内膜容受性，并且还可以直接影响整合素αvβ3和胞饮突等着床相关因素的表达从而影响胚胎着床。

综上所述，胚胎着床是一个复杂且精细的过程。子宫内膜异位症可能通过影响胚泡侵入能力以及子宫内膜容受性来影响胚胎着床。EM患者的在位内膜在种植窗口期从细胞形态到分子到基因存在着一系列的异常改变，从而降低了胚泡的侵入能力和子宫内膜容受性，导致胚胎着床障碍而不孕。因此，研究EM患者的着床相关因子对提高EM相关不孕患者的妊娠率有着重大的意义。

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