生长激素在体外助孕中的应用进展*

刘雪莹，党玉洁，秦莹莹

(山东大学生殖医学研究中心 国家辅助生殖与优生工程技术研究中心 生殖内分泌教育部重点实验室 山东省生殖医学重点实验室 山东省生殖健康临床医学研究中心 山东大学附属生殖医院，济南 250012)

自控制性超促排卵(controlled ovarian hyperstimulation，COH)应用于辅助生殖技术(assisted reproductive technology，ART)以来，大量不孕女性从中获益。如今，年龄小于31岁的女性经历3次胚胎移植后累积活产率已提高至63.3%。但是，仍有部分患者助孕结局不理想，通常与卵巢储备下降、无法获得优质胚胎、内膜薄或容受性差等因素相关。因此，临床医生尝试在促排卵过程中添加辅助剂如生长激素(growth hormone，GH)、辅酶Q10、脱氢表雄甾酮等，以改善妊娠结局。其中GH在ART中应用已30余年，目前已有大量GH在体外助孕中作用及机制的研究，其应用的主要目标人群包括卵巢低反应(poor ovarian response，POR)、胚胎质量差、反复胚胎移植失败以及薄型子宫内膜人群等。其中，最受关注以及研究最多的是GH在POR患者中的应用，在其余人群中的研究相对较少。目前，GH能否改善女性体外助孕结局仍存争议。因此，本文对GH在ART应用中的作用机制、对妊娠结局的影响、应用剂量及方式等进行综述，以期为GH临床应用提供参考。

1 GH在体外助孕中的作用机制

GH是一种促进生物生长发育的肽类激素，主要由垂体分泌并储存。GH有两种作用模式：(1)通过与肝脏或其他组织器官上的生长激素受体(GH receptor，GHR)结合，激活JAK-STAT通路，启动胰岛素样生长因子-1(insulin-like growth factor-1，IGF-1)的合成分泌，通过IGF-1实现生物学作用；(2)直接与卵母细胞、颗粒细胞上的GHR结合，发挥生物学效应[1]。

1.1 促进卵泡发育、性激素合成、卵母细胞成熟 GH和IGF-1分别与颗粒细胞上GHR及IGF-1受体结合，调节颗粒细胞对促性腺激素的反应性，并与促性腺激素协同促进颗粒细胞分化、性激素合成和卵泡发育[1-2]。此外，GH可直接作用于卵母细胞，促进卵母细胞成熟。研究表明，人体外卵母细胞培养液中加GH可促进脱颗粒后的生发泡(germinal vesicle，GV)期卵母细胞成熟，显著提高卵母细胞体外成熟率，同时显著上调与减数分裂进程、氧化还原稳态及卵母细胞发育潜能相关的部分基因表达[3]。

1.2 提高卵母细胞质量 目前，GH改善卵母细胞质量的具体作用机制尚不明确，可能的机制包括：(1)提高卵母细胞中功能性线粒体数。Weall等[4]证明，与年轻女性(≤34岁)相比，高龄女性(≥35岁)卵母细胞中功能性线粒体数明显减少，经GH治疗后其卵母细胞中功能性线粒体数明显提高。(2)减轻卵泡微环境内氧化应激(oxidative stress，OS)水平。证据表明，卵巢老化与卵泡液(follicular fluid，FF)及卵丘颗粒细胞内较高的OS水平有关，可能是POR的发生机制之一。最近，Gong等[5]发现应用GH的女性卵泡液和卵丘颗粒细胞中OS水平明显降低，并且优质胚胎数及临床妊娠率明显高于对照组。

1.3 改善子宫内膜厚度、血流和容受性 子宫内膜腺细胞GHR的表达从黄体晚期延续至妊娠，受GH调节。目前关于GH影响子宫内膜的研究相对较少，研究表明GH可能通过JAK2-STAT5通路，上调内膜细胞IGF-1、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)和整合素β3(Itgβ3)的表达，促进内膜细胞增殖和血管生成，增加子宫内膜厚度，改善内膜血流，提高子宫内膜容受性，进而改善妊娠结局[6-7]。

2 GH在体外助孕中的应用

2.1 卵巢低反应患者 POR是当今ART治疗中一个棘手问题。POR患者通常表现为卵巢储备降低，对常规促排卵方案反应欠佳致获卵少，发生率可达5.6%～35.1%。2011年，欧洲人类胚胎与生殖学会(ESHRE)制定了第一个POR诊断共识标准——博洛尼亚标准(Bologna criteria)，此前由于缺乏国际统一的诊断标准，POR相关研究异质性较高。但由于博洛尼亚诊断标准过于宽泛，也没有考虑年龄对卵母细胞质量的影响，因此研究对象均质性仍较差[8]。2016年波塞冬(POSEIDON)提出了更为细致的分类方法和更为严格的诊断标准，有望解决博洛尼亚标准的不足，确定更加同质的研究人群，利于为患者制定个体化的临床管理策略。

GH在POR患者中应用已近30年。GH对POR患者的作用主要体现在两个方面：(1)提高卵巢对外源性促性腺激素(gonadotropin，Gn)刺激的反应，表现为促排卵时长缩短、Gn总用量减少、获卵数增多；(2)提高卵母细胞质量，表现为MII卵母细胞比率、高质量胚胎比率及妊娠率提高。但遗憾的是，GH还不能作为POR患者常规用药。2020年Cozzolino等[9]研究者纳入12项随机对照研究(randomized controlled trial，RCT)，共1139例POR患者进行meta分析，提示GH可提高POR女性的卵巢反应，应用后获卵数、MII卵数、可移植胚胎数均显著增加；在妊娠结局方面，临床妊娠率提高，但活产率及流产率没有差异。同年，Yang等[10]研究者纳入15项RCT，共1448例POR患者进行meta分析，同样表明GH能提高卵巢反应，提高获卵数，减少Gn用量。此外，该研究认为GH能提高活产率。可见，目前的临床数据表明GH可提高POR患者的卵巢反应性及临床妊娠率，但能否改善活产率仍存争议。

现有RCT研究也存在一些局限性：(1)各项RCT中POR患者纳入标准、GH用量及方案不统一，造成研究间异质性较大。(2)研究纳入样本不足，目前仅1项研究试验组纳入人数超过100例[11]。(3)近半数研究未报道活产率。因此，GH是否有助于改善POR人群活产结局，有待基于更严格入组标准、更大样本的多中心RCT研究提供更准确的证据。同时，GH的成本效益及其对新生儿的生长发育的影响等也应纳入考量范畴。

2.2 胚胎质量差者 目前缺乏“胚胎质量差”统一的定义，现有研究大多应用胚胎的形态学评分作为依据，且仅有1篇相关的RCT研究[12]，研究纳入既往至少有一个无优质胚胎(ESHRE/Alpha共识标准下的1级或2级胚胎)且未获妊娠的体外助孕周期的患者，结果表明再次助孕应用GH与对照组相比，虽然可移植胚胎率没有改善，但移植后活产率显著增加(48.35% vs 20.00%，P=0.003)。Liu等[13]在上一周期胚胎质量差(以Peter's卵裂期胚胎评分标准定义)的正常反应患者中进行了大样本(1562例)回顾性病例对照研究，发现GH可明显提高优胚率(63.40% vs 60.82%，P=0.031)及临床妊娠率(64.78% vs 59.33%，P=0.017)。此外，考虑单个周期胚胎发育情况具有一定的偶然性，需GH对基于更严谨的以多周期反复胚胎质量差为纳入标准的研究。因此，未来需关于“胚胎质量差”国际公认的定义及更严谨的RCT研究进一步明确GH在其中的应用价值。

2.3 内膜薄者 研究发现,排卵日子宫内膜厚度(endometrial thickness，EMT)≤7mm时胚胎移植后妊娠率明显降低[14]。Cui等[6]的RCT研究纳入人绒毛膜促性腺激素(human chorionic gonadotropin，HCG)扳机日EMT<7mm而取消鲜胚移植的薄型子宫内膜患者，比较冻胚移植(frozen thawed embryo transfer，FET)周期添加GH对内膜及妊娠结局的影响，发现GH组EMT(7.87±0.72 vs 6.34±0.86，P<0.001)和临床妊娠率(42.5% vs 18.9%，P=0.012)明显高于对照组。近期一项纳入245个FET周期的回顾性研究认为，GH可提高薄型子宫内膜(指黄体支持开始时EMT<8mm)患者的临床妊娠率(46.03% vs 20.63%，P=0.002)，但对内膜厚度没有影响，可能与GH应用时间较短和剂量较小(5天，4.5IU，隔日用)有关[15]。综上所述，现有研究表明GH可提高薄型子宫内膜患者FET周期的临床妊娠率，但RCT研究样本量小且未报告活产率，仍需大样本的RCT研究明确GH对活产率的影响。

2.4 反复胚胎移植失败者 反复胚胎移植失败(recurrent implantation failure，RIF)给患者造成巨大的心理和经济压力。RIF病因复杂，可能与胚胎质量差及子宫内膜容受性降低密切相关。Altmae等[16]将既往行2次及以上供卵助孕均未妊娠定义为RIF，纳入70例RIF患者并随机分成试验组与对照组，并纳入第一次行供卵助孕的35例患者作为阳性对照组，仅试验组降调节后采用激素替代方案准备内膜的同时加用GH，另外两组采用同样的内膜准备方案，但不应用GH。数据表明，试验组的内膜厚度明显高于对照组，与阳性对照组无显著差异(9.3±1.5 vs 8.6±1.0 vs 9.4±1.7，P=0.046)；活产率也明显高于对照组，但仍略低于阳性对照组(51.4% vs 17.1% vs 68.6%，P<0.05)。这项研究排除了GH对胚胎质量的影响，表明了其对RIF患者子宫内膜容受性的积极作用。Chen等[17]的前瞻性研究表明，应用GH可明显提高平均年龄34岁RIF患者HCG日内膜厚度(11.61±2.90 vs 9.70±1.46，P=0.009)及鲜胚移植后的活产率(36.4% vs 10.0%，P<0.05)，但优质胚胎数目及冻胚数没有明显改善。最近一项回顾性研究同样纳入平均年龄34岁的RIF女性，结果表明GH组卵母细胞和胚胎的形态学评分以及活产率(34.6% vs 6.5%，P<0.01)提高，但对内膜厚度(9.0±1.3 vs 8.8±1.2，P>0.05)没有影响[18]。两项研究都表明，GH可改善RIF患者活产率，但对内膜厚度及胚胎质量影响的结论不一致，可能与纳入人群RIF的具体原因不同有关。由于RIF病因混杂多样，患者异质性较高。病因学研究区分不同病因的RIF人群、临床研究对均质的RIF人群进行前瞻性干预，多学科联合交流，是未来医学科学研究的发展方向。

3 GH在体外助孕中的应用方案

目前没有关于GH应用方案及剂量的权威推荐。应用较多的方案有：在前一周期的卵泡期或黄体期开始应用至HCG日，应用约6周或3周；与Gn同步开始或Gn开始后的中晚卵泡期至HCG日。此外，冻胚移植周期中GH通常作为替代方案的辅助用药，与雌激素同时应用。GH应用的剂量从0.5IU/d至12IU/d不等。

3.1 GH应用6周方案 从COH前一次月经周期的第1～3天开始小剂量(1～2IU/d)应用至HCG日，应用6周左右，是近年较普遍的应用方案。从窦前卵泡发育到成熟卵泡需85日，GH应用时间提前，卵泡受GH作用时间延长，更有利于卵泡的募集和提高卵母细胞的质量。Cai等[19]进行的自身对照研究表明，GH预处理6周可显著提高POR患者优质胚胎比率(31.4% vs 2.7%，P<0.001)及活产率(29.3% vs 4.9%，P=0.003)，降低流产率(18.8% vs 77.8%，P=0.004)。最近，研究者对符合波塞冬标准的低龄低储备(波塞冬3组)及高龄低储备(波塞冬4组)人群进行回顾性研究，结果表明GH预处理6周左右可明显提高波塞冬4组人群的优质胚胎数目(1.58±1.71 vs 1.25±1.55，P=0.032)，降低流产率(18.2% vs 60.0%，P=0.005)，提高活产率(27.3% vs 9.2%，P=0.003)，但对波塞冬3组人群流产率及活产率均没有影响[20]。综上所述，目前的研究提示GH预处理6周左右有助于提高高龄POR女性活产率、降低流产率，但年轻POR人群能否从中获益有待进一步研究明确。

3.2 GH应用3周方案 从COH前一周期的黄体期开始应用GH至HCG日(约3周)，日剂量普遍偏大(4～12IU/d)。窦卵泡发育的后期从前一卵巢周期的黄体期开始，期间募集一组窦卵泡群，此种用法可能更有利于卵泡募集。Dakhly等[11]将符合博洛尼亚标准的240例平均年龄36岁的POR患者随机分成2组，试验组长方案降调开始时添加GH(7.5IU/d)；对照组仅采用常规长方案，结果显示试验组的获卵数、MII卵数和冻胚数(1.1±1.4 vs 0.2±0.5，P<0.001)均明显提高，但鲜胚移植活产率及累积活产率均没有改善。同样地，meta分析纳入3项小样本RCT，也显示黄体期添加GH对POR患者的活产率没有影响[21]。目前的研究提示，此种GH应用方案虽然可提升高龄POR患者的获卵数及胚胎数，但不能改善妊娠结局。但现有研究样本量小，需进一步的大样本RCT研究明确。

3.3 促排卵周期中应用 在COH中与Gn同步或中晚卵泡期添加较大剂量GH(4～12IU/d)至HCG日，以期增加卵巢对外源性Gn的敏感性、提高获卵数、改善卵母细胞质量，是早期研究较常用的GH添加方案。多数研究支持其在提高POR患者卵巢反应性及活产率方面的有效性。最近的meta分析纳入7篇RCT也肯定了周期中应用GH在改善POR患者临床妊娠率(RR=1.76，95%CI为1.25～2.48；P=0.001)及活产率(RR=1.91，95%CI为1.29～2.83；P=0.001)方面的作用[21]。值得注意的是，最近的RCT研究表明周期中小剂量应用GH(4，4，2IU连用3天)也可改善年龄<40岁POR患者的获卵数、临床妊娠率，但对于≥40岁患者的临床妊娠率改善不明显[22]，提示小剂量短期应用GH或许是未来研究关注的重点。此外，目前成人生长激素缺乏症(GHD)诊治共识推荐不依赖体重的个体化GH治疗方案，将IGF-1作为剂量调整的指标[23]，而血清IGF-1水平随着年龄的增长逐渐降低[24]。所以，根据年龄采用个体化的GH应用剂量，既可保证IGF-1在合适的水平，又可避免高剂量应用带来的副作用，降低应用成本。未来可关注不同GH应用剂量下不同年龄段患者血清或卵泡液IGF-1水平的差异，确定各年龄段的最低有效添加剂量。

3.4 冻胚移植准备内膜时应用GH 鉴于GH对内膜容受性的作用，近期也有学者在冻胚移植周期准备内膜的过程中加用GH。目前报道的2篇分别在薄型子宫内膜和普通人群冻胚移植周期的研究，在激素替代方案准备内膜补充雌激素的同时加用GH，均显示可提高内膜厚度、胚胎种植率和妊娠率[6-7]。

综上，以上添加方案均有研究证明其在提高POR患者卵巢反应性或(和)改善妊娠结局方面有效。但目前还没有关于GH应用剂量及方案的指导意见。近几年可观察到GH应用方案从高剂量(8～12IU/d)短疗程向低剂量(0.5～2IU/d)长疗程转变。目前仅有一项RCT研究提示了长疗程低剂量与短疗程高剂量相比内膜更厚(11.14±0.77 vs 10.54±0.85)，临床妊娠率更高(22.9% vs 14.3%)，但由于样本量较少，差异没有统计学意义[25]。由于目前GH在胚胎质量差及RIF患者中的研究相对较少，且不同研究中GH用法并不相同，因此无法归纳总结并区分不同使用方法的优劣。我们期待后续有更多研究进一步比较上述方案在患者中应用效果的差异，尤其需关注GH在胚胎质量差及RIF人群中的应用，确定最佳的GH添加方案及合适的应用剂量，为临床工作提供指导。

4 GH应用的安全性

应用GH可能带来的副作用包括：水钠潴留(如良性颅高压)、影响糖代谢(如降低胰岛素的敏感性)、影响皮质醇及甲状腺的代谢、肿瘤发生及复发的风险[26]。目前的meta分析认为GH在体外助孕中的应用相对安全，GH组与对照组不良事件发生率没有差别[27]。现有的数据也不支持GH使用会增加肿瘤的发生风险以及原发肿瘤的复发风险[28]。但考虑到潜在的风险，在使用GH之前，需对患者进行个体化的综合评估，高血糖及甲状腺功能异常患者使用过程中要注意监测血糖及甲功。有恶性肿瘤病史(基底细胞癌或鳞状细胞皮肤癌除外)，以及活跃增殖性或严重非增殖性糖尿病视网膜病变的患者不建议使用GH[23]。

5 小 结

GH作为一种辅助用药，被应用于POR、胚胎质量差、RIF以及薄型内膜人群。目前的荟萃分析肯定了GH在提高POR患者卵巢反应及临床妊娠率方面的作用，但对改善活产率仍存争议。现有研究虽然表明GH可改善胚胎质量差、RIF及薄型内膜人群的妊娠结局，但研究数少，各研究对同一人群的纳入标准也不统一。所以，仍需基于统一入组标准的、设计严谨的RCT继续论证GH在上述各应用人群中的作用。此外，虽然目前对GH应用剂量及方案没有权威推荐，但近几年学者们倾向于更长时间的应用，期待从中获益更多。综上，临床医师应当在综合评估患者卵巢储备、年龄及既往助孕周期情况，排除相对使用禁忌，充分告知患者收益与风险的情况下，采取个体化的GH应用方案。同时我们也期待大样本前瞻性临床研究为GH应用提供更充分的指导意见。