人绒毛膜促性腺激素在胚胎移植中的研究进展

周晏琼，桂文武

自1978年首例试管婴儿出生以来，辅助生殖技术（assisted reproductive technology，ART）取得了重大进展。囊胚移植、序贯培养基的开发、胚胎玻璃化冷冻技术的应用显著提高了胚胎质量，然而，胚胎移植（embryo transfer，ET）后的妊娠率仍低于40%[1]。有研究表明，在参与胚胎植入的众多因素中，人绒毛膜促性腺激素（human chorionic gonadotropin，hCG）起着关键作用，可通过改善子宫内膜容受性，促进子宫内膜蜕膜化、血管生成、滋养细胞侵袭和调节母体免疫耐受，从而有利于胚胎成功着床[2]。因此，有学者提出ET前宫腔灌注hCG可能是改善ART结局的一种有效方法。但目前关于ET前宫腔灌注hCG对ART妊娠结局的影响尚存在争议，因此，本文就hCG在ET中的最新应用与研究进展进行综述。

1 hCG的分子结构及亚型

hCG是由合体滋养层细胞产生的一种糖蛋白激素，由α和β两条亚基构成，与黄体生成激素（luteinizing hormone，LH）的结构相似，两者具有相同的α亚基，主要区别在于β亚基。hCG的半衰期为24 h，而LH的半衰期仅为1 h。两者作用于同一受体——LH/hCG受体，相较于LH，hCG显示出更强的LH/hCG受体结合力[3]，并且发挥更高的生物学效应。对LH/hCG受体在子宫内膜中的定位和功能的研究发现，LH/hCG受体在子宫内膜腺细胞和间质细胞中高度表达[4]，且在分泌期子宫内膜中的表达明显高于增殖期。

近年已证实高糖基化hCG（hCG-H）在早期妊娠中发挥重要作用。hCG-H是hCG的一种亚型，主要由细胞滋养层细胞产生，具有诱导绒毛外滋养层细胞增殖和侵袭的作用，在着床和滋养细胞侵袭过程中呈现浓度峰值，因此hCG-H和hCG均被认为是胚胎种植的驱动力[2]。

2 hCG与子宫内膜容受性

据报道，目前体外受精（in vitro fertilization，IVF）-ET的成功率只有35%～55%[5]。成功的种植主要取决于胚胎质量和子宫内膜容受性，到目前为止，序贯培养基的使用和胚胎玻璃化冷冻技术已经使胚胎质量大大优化。相关研究报道子宫内膜因素是胚胎成功种植的关键因素，高达60%以上，而胚胎因素不到40%[5]，因此，子宫内膜作为胚胎着床的场所越来越受到关注。子宫内膜对胚胎的接受能力称为子宫内膜容受性。排卵后的5～10 d（相当于月经周期的20～24 d）为胚胎植入的关键时期，称为种植窗口期，此时子宫内膜对胚胎的接受能力最强，即种植窗口期的子宫内膜容受性最高。多种细胞因子、黏附分子和激素共同参与子宫内膜容受性的建立[6-7]。在诸多可影响子宫内膜容受性的因素中，hCG是最重要的分子信号之一[8]。研究发现，hCG可以通过调控与子宫内膜容受性相关的分子促进子宫内膜蜕膜化、内膜血管形成、绒毛侵袭以及调节母体免疫耐受，从而改善子宫内膜容受性[9-11]。

3 hCG与胚胎植入

胚胎植入是ART成功的关键步骤之一，主要取决于3个因素：胚胎质量、子宫内膜容受性、种植窗口期胚胎和子宫内膜的同步性[12]。随着胚泡发展到囊胚，蜕膜化子宫内膜表达出可接受胚胎植入的表型[13]。着床前胚胎分泌的因子可以调节着床部位，同时，蜕膜可分泌影响胚胎分化和早期发育的细胞因子[14-15]。在合适的微环境下，胚胎和子宫内膜分泌的各种因子相互作用，以便滋养层细胞侵入。胚胎植入的第一步是母胎界面胚胎与子宫内膜间的“亲密对话”，由各种细胞因子和相关激素介导完成，而hCG是胚胎和蜕膜之间初始分子信息阵列中的分子之一，研究发现hCG以旁分泌和自分泌的方式参与胚胎植入过程。

4 宫腔灌注hCG

研究发现，在哺乳动物模型（成熟母牛）中宫腔灌注hCG可明显提高ET后的妊娠率[16]。在灵长类动物相关研究中也发现，移植前宫内注射hCG可显著改善子宫内膜容受性[17]。基于以上理论基础，为了提高人类IVF/胞浆内单精子注射（ICSI）-ET成功率，近年来研究学者提出设想：ET前通过向宫腔内灌注hCG，改善子宫内膜容受性，有助于提高胚胎种植率和临床妊娠率。Licht等[18]开发了一套宫内微透析装置（IUMD），在月经周期的黄体期向患者宫腔内注射hCG，并监测子宫内膜中相关细胞因子的变化情况，结果发现宫腔灌注hCG后，不利于胚胎着床的因子如巨噬细胞集落刺激因子（M-CSF）、胰岛素样生长因子结合蛋白1（IGFBP-1）的含量显著降低，而有利于胚胎植入的因子如血管内皮生长因子（VEGF）、基质金属蛋白酶9（MMP-9）、白血病抑制因子（LIF）的含量则显著增加。表明宫腔灌注hCG可能通过改善子宫内膜的容受性（促进内膜血管生成、蜕膜化以及延长种植窗口期）从而利于胚胎植入。另有研究报道，在种植窗口期，hCG可以促进基因表达向免疫耐受、细胞增殖、组织重塑以及血管生成方向发展[19-20]。基于hCG在胚胎着床中的作用，有学者建议在ET前宫腔灌注合成或天然hCG以改善辅助生殖治疗结局。

4.1 宫腔灌注hCG与新鲜ET 在月经周期中，子宫内膜同时经历功能和形态变化，形成种植窗以利于胚胎种植。ET时间与种植窗是否同步取决于许多因素，并且在新鲜ET和冻融ET（FET）之间可能存在差异。与FET不同，新鲜ET发生在控制性超排卵（controlled ovarian hyperstimulation，COH）取卵之后，与自然妊娠相比，子宫内膜暴露于高雌激素水平状态。这种激素环境的改变可能会对宫内环境产生影响，因此也会影响植入的潜力。此外，种植窗不仅与最佳子宫内膜厚度有关，而且与各种因子有关，如细胞因子、黏附分子和激素，这些介质可促进着床过程。随后维持妊娠的主要激素hCG对子宫内膜有直接影响。

已有研究报道新鲜ET前宫腔灌注hCG在ART中的作用，但结果不一。2018年Volovsky等[21]一项大型回顾性研究发现宫腔灌注hCG可显著降低新鲜ET的临床妊娠率，这与Wong等[22]研究结果一致。此外有研究表明，在COH时给予hCG扳机的周期中宫腔灌注hCG可能会加重hCG对着床的负面影响。hCG水平已经在扳机时因注射大剂量hCG而升高，超过阈值的hCG不仅没有进一步的益处，而且可能产生负面影响。因此hCG的增加可能对子宫内膜容受性有潜在的危害。

Hou等[23]Meta分析首次评估了新鲜ET时宫腔灌注hCG的效果，结果发现，宫腔灌注hCG显著提高生化妊娠率和持续妊娠率。然而，宫腔灌注hCG组与对照组在临床妊娠率、胚胎植入率、流产率、异位妊娠率以及活产率等方面差异均无统计学意义。由于该Meta分析是评估新鲜ET时宫腔灌注hCG效果的首个研究，纳入文章的异质性大于50%，其在讨论中分析了异质性可能的来源：hCG剂量和宫腔灌注hCG的时机，但由于样本量有限，没有进行亚组分析，因此，应该谨慎解释该研究结果。

4.2 宫腔灌注hCG与FET 为预防卵巢过度刺激综合征（ovarian hyperstimulation syndrome，OHSS）及超促排卵对子宫内膜容受性的影响，近年来FET在临床中广泛应用，排卵规律的不孕女性接受自然周期FET，而月经周期不规则的女性则接受人工周期FET[激素替代治疗（HRT）]。目前尚无关于比较自然周期FET与人工周期FET宫腔灌注hCG临床结局的研究，对于宫腔灌注hCG是否改善FET后妊娠结局尚存争议。Huang等[24-25]研究结果表明，宫腔灌注hCG可以显著提高FET的胚胎种植率、临床妊娠率和持续妊娠率。但最近高明霞等[26]Meta分析发现，宫腔灌注hCG可以提高不孕患者FET周期的胚胎种植率、临床妊娠率和持续妊娠率，对妊娠结局具有改善作用，但差异无统计学意义。因此，还需更多大样本、多中心随机对照试验（RCT）进一步研究。

4.3 宫腔灌注hCG的时机、剂量及移植胚胎的阶段 宫腔灌注hCG的时机是基于在正常月经周期的黄体期人类子宫内膜上皮细胞中表达hCG受体的时间。hCG作为胚胎在着床前分泌的早期胚胎信号之一，其mRNA早在胚胎8-细胞阶段就已开始转录，而囊胚在种植前就已开始表达hCG。因此，有学者提出ET前宫腔灌注hCG可能是改善IVF-ET结局的一种更好的方法。但最近Sacchi等[27]研究发现，子宫内膜长时间暴露于低剂量hCG可下调细胞外信号调节激酶1（ERK1）和ERK2的磷酸化水平，破坏其与细胞外基质的黏附，并改变紧密连接的完整性，表明过早给予hCG可能对子宫内膜容受性产生负面影响。与正常育龄妇女相比，接受IVF治疗的妇女子宫内膜中LH/hCG受体水平明显降低[28]。因此，hCG给药的时机、剂量应谨慎，因其对LH/hCG受体调节具有潜在的负面影响。2019年Gao等[29]Meta分析发现，不孕女性在ET前15 min内接受500 IU hCG宫腔灌注治疗可以获得最佳的妊娠结局。

考虑到移植胚胎的不同阶段（卵裂期胚胎和囊胚），宫腔灌注hCG的临床效果可能不同。Craciunas等[30]系统评价发现，移植卵裂期胚胎时，当宫腔灌注的hCG＜500 IU时，2组活产率、临床妊娠率差异无统计学意义；当宫腔灌注的hCG≥500 IU时，宫腔灌注hCG组的临床妊娠率、活产率显著增加。而移植囊胚时，无论宫腔灌注hCG与否，无论宫腔灌注hCG剂量高低，2组活产率、临床妊娠率差异均无统计学意义。

4.4 宫腔灌注hCG与并发症 Craciunas等[30]系统评价表明，无论移植时的胚胎阶段或宫腔灌注hCG的剂量如何，尚无证据表明宫腔灌注hCG会影响流产率和其他并发症的发生率。因此，宫腔灌注hCG是一种相对安全的给药方式。

5 宫腔灌注hCG 与反复植入失败（repeated implant failure，RIF）

RIF的定义为：年龄在40岁以下，接受了3个及3个以上ET周期，且累计移植优胚数达4枚但仍未能临床妊娠者[31]。其中，子宫内膜因素是造成RIF的主要原因，占67%以上。

Huang等[25]回顾性研究发现，在RIF患者中，FET前宫腔灌注hCG可显著提高妊娠率。Bielfeld等[32]研究首次表明RIF患者种植窗口期的子宫内膜蛋白质组成与健康妇女不同，ET前15 min宫腔灌注hCG可能会改善趋化因子触发的胚胎-子宫内膜“对话”，并增强血管生成和免疫反应。从临床角度来看，ET前宫腔灌注hCG可能会提高RIF患者的妊娠率。此外，国内一项前瞻性对照研究也发现，对于RIF患者，在FET周期添加小剂量hCG是有益的，hCG通过促进血管生成丰富子宫内膜的血流供应，从而增加子宫内膜厚度，提高胚胎种植率及临床妊娠率[33]。

6 其他

目前，国内外相关研究主要是关于宫腔灌注hCG对ET后临床结局的影响，而国内首个关于移植日改变hCG的给药方式（肌内或皮下注射）能否改善FET周期妊娠结局的研究表明，移植日注射hCG不能改善FET的妊娠结局[34]。需要说明的是，该研究是一项回顾性研究，论证强度有限，因此，还需要进一步的RCT来提高论证强度。

7 结语

综上所述，hCG能否改善ET后的妊娠结局尚存争议，还需更多的大样本、多中心RCT进一步验证。因此，不推荐在ET前常规应用宫腔灌注hCG来改善子宫内膜容受性。hCG在子宫内膜容受性中的生物学作用，包括促进血管生成、内膜基质细胞蜕膜化和调节免疫耐受等，可以用先进的分子遗传学技术来评估。基于可靠的生物学标记物的准确诊断和个性化管理是未来IVF-ET成功的关键。同时，在探索宫腔灌注hCG的适应证时，应充分考虑hCG给药剂量、给药时机、给药方式以及给药人群。