辅助生殖技术中扳机方案的研究进展

柴宜红，杨盼盼，张学红

辅助生殖技术（assisted reproductive technology，ART）包括体外受精-胚胎移植（in vitro fertilization embryo transfer，IVF-ET）、 胞 浆 内 单 精 子 注 射（intracytoplasmic sperm injection，ICSI） 和宫腔内人工授精等，这些技术的实施都需要个体化的扳机方案。对扳机药物药理学的深入了解使生殖专家能够为患者制定个体化的扳机方案，同时选择最佳的取卵时机，以及新鲜胚胎移植时进行黄体支持的最佳时机[1-2]。扳机的选择还应考虑卵巢过度剌激综合征（ovarian hyperstimualtion syndrom，OHSS）的风险，对于OHSS高风险患者，最好选择全胚冻融胚胎移植（frozen-thawed embryo transfer，FET）方案[3]。

应用促性腺激素释放激素激动剂（GnRHa）和GnRH拮抗剂（GnRHA）控制性促排卵可以促进多卵泡发育。人绒毛膜促性腺激素（human chorionic gonadotropin，hCG）已被证实是一种有效的扳机药物，其与黄体生成激素（luteinizing hormone，LH）具有相似的生物学活性，因此，促排卵晚期以小剂量hCG代替LH，可取得类似的效果，但hCG的半衰期长，容易增加高反应患者发生OHSS的风险。OHSS是ART中最常见的、复杂的医源性并发症，其死亡率约0.18%～1.40%。据报道，hCG扳机获得的卵泡数以及hCG的用量与OHSS的严重程度呈正相关[4]。近年来研究证实，GnRHa扳机可显著降低OHSS发生的风险，这使hCG扳机作为临床的一线治疗受到了挑战[1,3]。然而，GnRHa扳机并非适用于所有患者，一些卵泡后期LH水平过低的患者对GnRHa没有反应，最终导致空卵泡综合征（empty follicle syndrome，EFS）。因此，应基于患者在卵巢刺激前和刺激期间的卵巢大小和激素水平进行评估，平衡风险和益处，以选择最佳的扳机方案。

1 排卵

黄体衰退后，在每一个非孕周期结束时，卵巢类固醇激素水平显著下降。LH的下降正反馈作用于下丘脑，促使黄体晚期和卵泡早期卵泡刺激素（follicle stimulating hormone，FSH）分泌。FSH升高达阈值即开始周期募集直径2～5 mm的卵泡，其持续时间（FSH窗口期）决定了募集的卵泡数和最终仅有一个优势卵泡形成。颗粒细胞产生的血清雌二醇（estradiol，E2）水平超过某一阈值时可正反馈作用于垂体，导致LH激增，FSH水平下降。卵泡颗粒细胞层形成一个充满液体的腔，其中包裹卵母细胞并对卵母细胞发育有着重要作用的为卵丘细胞，其与卵母细胞形成卵丘卵母细胞复合物（cumulus oocyte complexes，COCs），而紧贴卵泡壁的为壁层颗粒细胞。在FSH和LH的刺激下，滤泡经历了选择、分化、排卵，最后形成黄体。卵母细胞在排卵和随后的受精之前，重新进入减数分裂的过程称为卵母细胞成熟。卵巢内卵母细胞被阻滞在第一次减数分裂前期的双线期，直至FSH和LH峰到来，刺激卵泡生长发育，并使卵母细胞减数分裂恢复。排卵前卵泡的壁层颗粒细胞中表达高浓度的LH受体，使卵泡被LH峰激活，进而引发一系列生理活动，包括卵母细胞减数分裂恢复、卵丘扩展、卵泡破裂，这些生理活动是排卵和受精的重要条件。虽然卵丘颗粒细胞缺乏LH受体，但LH活性对卵丘细胞的扩展仍有间接影响[4]。LH激增可激活表皮生长因子（EGF），进而诱导卵丘扩展和卵母细胞成熟；卵母细胞所分泌的生长因子也在一定程度上参与了卵丘扩展。因此，IVF周期中发生EFS的原因可能为LH活性不足（垂体对GnRHa没有反应或hCG/GnRHa给药错误）、卵巢衰老或卵巢储备不良等。

非孕期黄体的功能寿命一般为（14±2）d，在这段时间内，黄体每天产生25～50 mg孕酮，如果卵子未受精，黄体功能将逐渐衰退。若卵子受精，则受精后6 d滋养细胞开始分泌hCG，通过激活黄体细胞的LH受体并与之结合，以维持黄体功能，直到妊娠第7周左右。黄体中期产生的孕酮是诱导子宫内膜分泌转化、抑制子宫收缩、优化受精卵着床的必要条件[5-7]，若黄体中期缺乏孕酮可能导致流产[5]。

2 IVF周期中的扳机

IVF周期中扳机方案的选择应考虑3个主要问题：扳机药物、扳机时机和取卵时间。为不同患者提供个体化的扳机方案，还应考虑一些临床特征，如患者年龄、内分泌系统疾病（多囊卵巢综合征、肥胖等）、卵巢储备能力（过度刺激、反应不佳）、对前次周期扳机的反应等。

2.1 hCG扳机 促排卵过程中需要注射hCG以模拟生理性LH峰，诱导卵母细胞第一极体的排出，以促进卵母细胞的成熟及黄体的形成，称为hCG扳机。在hCG扳机的IVF周期中，控制性促排卵使黄体早期类固醇激素水平超出正常生理范围，负反馈作用于垂体，使LH分泌减少，这导致黄体功能严重不足，因此，需要外源性黄体支持才能维持妊娠。胚胎植入前hCG水平的下降会导致孕酮降低，因此，必须补充外源性孕酮以维持妊娠[5]。

2.2 GnRHa扳机 GnRHa可与垂体GnRH受体结合，发挥一过性升高（flare-up）作用，诱导内源性LH峰和FSH分泌，其诱导的激素分泌更符合自然周期模式。GnRHa扳机在拮抗剂方案的应用中更有优势[8]，其既不影响患者的卵母细胞成熟率，又能降低OHSS的发生率，已在临床广泛应用。但GnRHa扳机也存在一些缺陷，若缺乏黄体期支持，其最终可能会导致黄体功能的缺陷并影响临床妊娠率，增加流产率。

GnRHa扳机促发内源性LH峰和FSH峰，峰值持续24～36 h，而自然周期的激素峰值持续约48 h，因此，与自然周期相比，GnRHa扳机后LH和FSH的分泌量明显减少，且不具备持续的黄体支持作用[5]。GnRHa扳机后LH的水平虽不影响早期黄体形成，但不足以维持移植后的黄体支持。黄体功能不足使体内孕激素水平降低，这将导致胚胎植入失败和妊娠早期流产[5]。目前认为GnRHa扳机后，需给予足够的黄体支持以避免妊娠率降低和流产率升高。GnRHa扳机后推荐使用的黄体支持方法[2]：①给予外源性类固醇激素支持；②通过增加LH活性[1]来促进内源性类固醇激素的合成；③每日使用小剂量的GnRHa或hCG和GnRHa的组合[9]。

GnRHa扳机相比于hCG扳机，其卵母细胞成熟率更高，且EFS发生率更低[5]。体外研究表明，GnRHa能够促使颗粒细胞凋亡[10]。因此，考虑到GnRHa扳机和hCG扳机黄体早期血清LH水平存在差异，故在GnRHa扳机后，应采用黄体支持以获取更多的成熟卵母细胞[1,5]，但关于GnRHa扳机后采用何种黄体期支持才能消除新鲜胚胎移植时的顾虑目前仍无定论。

2.3 亲吻素（kisspeptin，Kp）扳机 Kp是一种影响人类神经内分泌调节的肽类激素，由下丘脑漏斗核分泌，直接作用于GnRH神经元的Kp受体，是调控GnRH分泌的关键物质。外源性给予皮下注射Kp（1.6～12.8 nmol/kg）可诱导内源性LH分泌[11]。早期实验中，使用Kp扳机可提高卵母细胞成熟率[12]。相比于GnRHa扳机，Kp扳机的黄体期较短，这主要是由Kp诱导的LH激增幅度较小引起的[11]。因此，Kp作为扳机药物的未来作用还需要进一步研究[13]。

2.4 双扳机 双扳机是指同时使用GnRHa和低剂量hCG诱发排卵。在一项随机对照试验中，实验组使用GnRHa（曲普瑞林0.2 mg皮下注射）和hCG（5 000 IU）双扳机，而对照组仅用hCG（5 000 IU）扳机。结果双扳机组的持续妊娠率明显高于对照组[14]。Griffin等[15]在E2≤4 000 pg/mL的IVF/ICSI助孕患者中回顾性分析了不同扳机方式对OHSS和妊娠率的影响，结果表明患者采用双板机后给予常规孕激素黄体支持，妊娠率和活产率分别是41.9%和58.8%，单一GnRHa扳机的妊娠率和活产率分别为22.1%和36.8%。E2≤4 000 pg/mL的患者，双板机既能增加妊娠率，又能避免OHSS的发生。目前关于双扳机方案的利弊，尚需更多的随机对照试验来阐明。

2.5 双重扳机 双重扳机指分别在取卵前40 h给予GnRHa和取卵前34 h给予hCG。双重扳机可以提高卵母细胞成熟率。有研究比较了12个IVF周期，包括在以前仅用hCG扳机的患者中使用双重扳机，结果双重扳机组卵母细胞成熟率高于对照组（P＜0.05）[16]。双重扳机有两个优点：①提高卵母细胞成熟率；②双重扳机中的GnRHa能发挥“flare-up”效应，诱导内源性FSH分泌。理论上，双重扳机方案可以促进卵母细胞成熟和卵丘扩展。

3 COCs和扳机药物

扳机诱发排卵成功的关键是LH水平和COCs的数量[17-18]。最佳的扳机方案是在不增加OHSS风险的情况下，诱发超过75%的卵母细胞成熟[19]。若COCs对扳机药物不敏感，可能导致EFS，而过度敏感可能导致OHSS。与GnRHa扳机的IVF周期相比，hCG扳机的IVF周期中获得的成熟卵母细胞数量略少，这可能是因为hCG扳机后介导卵母细胞成熟的类表皮生长因子释放减少所致。因此，用于新鲜周期胚胎移植的优质胚胎数量更少[1,5]。

3.1 扳机和EFS EFS是指在促排卵周期或自然周期中，超声监测下卵泡大小、数目及血清雌激素水平均在正常范围，但经反复抽吸、冲洗均无法获得卵母细胞。EFS分为“真假”两种类型。据报道，EFS病例中33%为真性EFS，67%为假性EFS[20]。研究表明，真性EFS的发生与卵巢功能障碍、基因表达异常有关；而假性EFS则仅是一种与药物应用相关的疾病，在临床治疗中可以通过补救措施避免。优化扳机方案可避免或减少假性EFS，而双扳机已被证实能诱导产生更多的成熟卵母细胞，同时避免EFS的发生[21]。双扳机结合了GnRHa和hCG的优点：GnRHa扳机后诱导内源性FSH分泌，hCG扳机后模拟生理性LH峰，这使得卵泡细胞可以充分暴露于内源LH及FSH峰值中。因此，双扳机能够激发内源性的FSH和LH，促进卵母细胞成熟、卵丘扩展，从而提高获卵率[22]。

3.2 扳机和OHSS OHSS是ART控制性促排卵过程中发生的医源性并发症，基本特征是卵巢增大和血管内液体转移至第三腔隙，出现腹水、胸水、全身水肿及血液浓缩等。OHSS发生的高危因素主要有年龄较轻、多囊卵巢综合征、卵泡数目过多以及妊娠等[23]。OHSS的发生与促排卵过程中体内产生的前列腺素、血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）等血管活性物质增加以及hCG扳机有关。研究表明，在hCG扳机和GnRHa扳机后的黄体期，体内促性腺激素和类固醇激素水平存在显著差异。GnRHa扳机时体内参与类固醇生成（如雌激素和孕激素合成）的酶基因表达及VEGF表达低于hCG扳机，这可能是GnRHa扳机降低OHSS的原因。GnRHa扳机后冷冻卵子或FET能有效降低OHSS的发生率。有报道称，GnRHa扳机后的FET中发生过1例OHSS，其可能与LH受体、FSH受体或GnRH受体的多态性或突变有关[24]。

4 取卵时机

扳机后的最佳取卵时间点是提高获卵率的关键。扳机至取卵的时间间隔太短，可能影响获卵率，而间隔太长，可能发生自发排卵。卵泡破裂和卵母细胞成熟的过程具有时间依赖性，大多数患者的卵泡破裂和卵母细胞成熟的过程是稳定的，但患者之间存在差异。对于既往卵母细胞成熟率低的患者，再次取卵时，适当延长hCG/GnRHa扳机至取卵之间的时间间隔，有助于防止EFS的发生和（或）增加成熟卵母细胞数量。但目前研究未能说明是否存在扳机后的最佳取卵时间点，也未能说明扳机后可取卵时间的上下限。为了说明上述问题，还需要更大样本的随机对照研究来证实。

5 扳机和胚胎质量

胚胎质量可以通过国际评分、囊胚率、非整倍体率以及活产率等来衡量。GnRHa扳机和hCG扳机均可获得良好的卵母细胞和胚胎。早期研究报告hCG扳机对早期胚胎发育有不良影响，可能是由于异常高浓度的hCG促使卵泡内雄激素和雌激素突然转化成孕酮导致。然而，目前尚缺乏足够证据支持胚胎质量的差异与使用特定扳机相关。

6 结论

促排卵方案的优化和实验室技术的进步有效地提高了人类ART的治疗结局。在ART助孕治疗中，选择最佳的个体化扳机方案，不仅可以提高卵母细胞成熟率及获卵率，还可影响早期黄体期的激素水平，从而提高胚胎植入率和持续妊娠率，同时降低OHSS发生率及流产率。因此，扳机方案的选择极其重要。目前为止，尚无一种扳机方案被普遍推荐用于不同患者，hCG扳机和GnRHa扳机目前在临床应用广泛，但双扳机、双重扳机和Kp扳机的普遍应用尚需进一步的研究。