平衡易位携带者可利用囊胚形成率的影响因素

吴珊珊 张亚新 刘馨蜜 刘景

郑州大学第三附属医院生殖中心（郑州 450000）

染色体平衡易位指两条染色体各发生一处断裂并相互交换其无着丝粒片段，形成两条新的衍生染色体，是人类最常见的染色体结构异常，包括相互易位和罗氏易位。因无遗传物质的丢失或重复，其表型通常是正常的，但携带者可产生染色体异常配子，导致反复流产或胎儿畸形等不良妊娠结局[1-2]，染色体异常是早期胚胎停育的主要原因[3]。

胚胎植入前遗传学检测（preimplantation genetic testing，PGT）是指对胚胎遗传物质进行检测，筛选出染色体正常或者平衡胚胎进行移植，染色体平衡易位携带者的不良妊娠结局可以通过PGT技术解决[4-5]。目前，临床上主流做法是将胚胎培养至囊胚期再进行活检，且可根据获得活检的囊胚数目预测PGT结局[6]，但PGT周期中可观察到不同类型的平衡易位携带者获得的可用于活检的囊胚数量差异巨大。有研究表明，与染色体核型正常不孕患者相比，染色体平衡易位携带者的囊胚形成率低，且发育较迟缓[7]。AMIR等[8]结合PGT和延时摄影技术发现，染色体易位的不平衡胚胎发育明显延迟，胚胎分裂不同步。以上临床现象及文献均提示不同患者所产生的非平衡配子可能对胚胎发育及囊胚形成、评分有不同的负面影响，目前已经有相关文献支持[9-10]。而非平衡配子的产生可能与染色体的断裂位点、易位染色体大小以及携带者性别等因素相关[11-12]。所涉及到的这些因素对囊胚形成和发育产生影响的相关研究目前鲜有报道。

本文拟通过回顾性分析本中心染色体平衡易位携带患者PGT周期的临床资料，旨在探讨影响其可利用囊胚形成率的相关因素。国内首次根据染色体长度和断裂位点进行分组，从新的角度解读不同特征平衡易位患者的囊胚形成差异，为染色体平衡易位患者提供更精准的遗传咨询，更全面解释PGT结局。

1 资料与方法

1.1 一般资料回顾性分析2017年1月1日至2021年12月31日在郑州大学第三附属医院生殖医学中心行PGT治疗421个染色体平衡易位周期[其中罗氏易位121（28.7%）周期，相互易位300（71.3%）周期]的临床资料。纳入标准：夫妇双方一方染色体发生平衡易位。排除标准：夫妇双方均有染色体异常；复杂性染色体结构重排。本研究符合《赫尔辛基宣言》基本原则，经我院伦理委员会批准（批准日期：2022-08-19，批准编号：2022-250-01）。

1.2 研究方法根据国际人类细胞遗传命名系统（International System for Human Cytogenetic Nomenclature，ISCN 2020版）[13]，将人类46条染色体按长度递减顺序和着丝粒位置分为7组，以字母A-G表示。本研究将易位的2条染色体中至少1条属于A组的易位定义为A组，不包含A组染色体的易位定义为非A组。由于罗氏易位比较特殊，均为近端着丝粒染色体（D、G组），根据两条染色体来源不同分为DD组，DG组和GG组。

染色体断裂位点分组具体如下：pq（一个断裂位点在染色体长臂，另一个断裂位点在染色体短臂），pp（两个断裂位点均位于染色体的短臂），qq（两个断裂位点均位于染色体的长臂）。

1.2.1 促排方案及受精方式根据不同患者选择相应的卵巢刺激方案，包括拮抗剂方案、GnRH激动剂方案（包括超长方案，早卵泡期长效长方案，黄体中期长效长方案）和高孕激素下促排卵方案（progestin-primed ovarian stimulation，PPOS）。

（1）拮抗剂方案：月经周期第3、4天，根据患者年龄、BMI、激素水平等基本情况给予促性腺激素（gonadotrophin，Gn）100～300 IU/d启动促排卵，根据血清激素水平和卵泡发育情况调整剂量。卵泡直径达到11～12 mm，血清E2＞500 ng/L时添加促性腺激素释放激素拮抗剂0.25 mg/d（gonadotropin-releasing hormone antagonists，GnRH-A，思则凯，美国默克雪兰诺公司或醋酸加尼瑞克注射液，荷兰）至扳机日。

（2）早卵泡期长效长方案：月经第2～3天肌肉注射长效促性腺激素释放激素激动剂（gonadotropin releasing hormone GnRH-a，达菲林，中国博福-益普生制药有限公司）3.75 mg，30～40 d复诊，达到降调标准后给予Gn启动促排卵。

（3）黄体中期长效长方案：月经周期第21～23天肌肉注射达菲林1.5 mg/d，16 d后复诊，达到降调节标准后给予Gn促排卵。

（4）超长方案：月经周期第2～4天肌肉注射长效GnRH-a（曲普瑞林/亮丙瑞林），28～30 d后复诊，再次注射长效GnRH-a 3.75 mg。28～30 d后复诊，达到降低调节标准后给予Gn促排卵。

（5）PPOS方案：月经周期第2天给予口服孕酮（醋酸甲羟孕酮4～10 mg/d或地屈孕酮片10 mg bid），联合Gn促排卵至取卵日。

以上方案均根据卵泡生长情况和生殖激素水平等进行药物剂量维持和调整，当至少有2个卵泡直径达18 mm或主导卵泡直径≥16 mm时，注射人绒毛膜促性腺激素（Human Chorionic Gonadotropin，hCG）或GnRHa扳机，35～38 h后行阴道超声引导下取卵术。显微镜下计数卵冠丘复合物（oocyte-corona-cumuluscomplex，OCCC），培养后对成熟卵母细胞进行卵胞浆内单精子注射（intracytoplasmic sperm injection，ICSI）授精。受精后第 1天观察受精情况，同时观察到2个原核和2个极体判定为正常受精。

1.2.2 胚胎培养及囊胚评分胚胎均采用序贯培养，原核期采用培养液G-1TM Plus（Vitrolife，瑞典）置于37℃、体积分数6% CO2的培养箱中培养至卵裂期，培养液G-2TM Plus（Vitrolife，瑞典）中继续培养至囊胚期。根据Gardner的评分系统[14]，基于胚泡扩张程度、内细胞团和滋养外胚层细胞数量和细胞连接紧密程度分类，对培养至第5～6天（D5-D6）的囊胚进行评级。将D5、D6评分≥3期，内细胞团和滋养外胚层细胞不同时含C级的囊胚定义为可利用囊胚，用于活检。

可利用囊胚形成率=可利用囊胚形成数/囊胚培养数100%。

1.3 统计学方法采用SPSS 25.0软件进行统计学分析。符合正态分布的数据用均数±标准差表示，非正态分布的数据资料采用M（P25，P75）表示，计数资料用例（%）表示。采用多变量线性回归方法分析影响可利用囊胚形成率的独立影响因素。根据既往文献选择有相关关系的自变量纳入回归方程，并计算95%置信区间（95%CI）。纳入回归方程前对所纳入的自变量进行共线性分析，各变量方差膨胀因子（VIF）均＜10认为不存在共线性。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 研究人群基本情况本研究共纳入421 PGT周期，其中男性罗氏易位62（14.7%）个周期，女性罗氏易位59（14.0%）个周期，男性相互易位156（37.1%）个周期，女性相互易位144（34.2%）个周期，其中38（9%）个周期无可利用囊胚形成（表1）。

表1 患者基本资料描述Tab.1 Basic data description of patients 例（%）

2.2 相互易位患者可利用囊胚形成率的影响因素分析采用多重线性回归分析校正混杂因素，纳入控制变量包括男女双方年龄、女方BMI、不孕年限、既往妊娠次数、活产史、不孕类型、促排方案、基础FSH和LH、AMH、获卵数、成熟卵子数、Gn初始用量和Gn总剂量。纳入因变量包括携带者性别、染色体断裂位点（pq/pp/qq）及易位染色体组（A组/非A组）。结果显示：相互易位患者中，A组可利用囊胚形成率显著低于非A组（B=-0.089，P=0.001）；携带者性别对可利用囊胚形成率无显著影响（P=0.713，表2）。

表2 相互易位可利用囊胚形成率的多重线性回归分析Tab.2 Multiple linear regression analysis of available blastocyst formation rate for the patients with reciprocal translocation

2.3 罗氏易位患者可利用囊胚形成率的影响因素分析纳入的控制变量同相互易位，纳入因变量包括携带者性别，易位染色体组（DD组/DG组）。回归分析结果显示，携带者性别（P=0.51）和易位的染色体类型（P=0.261）均不是可利用囊胚形成率的独立影响因素（表3）。

表3 罗氏易位可利用囊胚形成率的多重线性回归分析Tab.3 Multiple linear regression analysis of available blastocyst formation rate for the patients with Robertsonian translocation

2.4 不同类型平衡易位患者可利用囊胚形成率的影响因素分析为了解罗氏易位和相互易位的易位类型对囊胚形成率的影响，本研究对平衡易位所有患者进行多重线性回归分析，纳入控制变量同相互易位，纳入因变量包括携带者性别，易位类型（罗氏易位/相互易位），染色体断裂位点，染色体分组（A组/非A组），回归分析结果显示，携带者性别（P=0.982）和易位类型（P=0.715）均不是可利用囊胚形成率的独立影响因素（表4）。

表4 平衡易位可利用囊胚形成率的多重线性回归分析Tab.4 Multiple linear regression analysis of available blastocyst formation rate for the patients with balanced translocation

3 讨论

3.1 相互易位患者易位染色体大小对可利用囊胚形成率的影响在细胞分裂染色体重排过程中，会出现染色体断裂、结构重排的现象，导致子代细胞染色体缺失或重复（即节段性非整倍体），染色体异常是早期胚胎停止发育的重要原因。有研究表明，节段性染色体非整倍体的存在和类型可能与染色体长度有关，且来自A组染色体的异常片段长度最大，即染色体缺失或重复的片段最长[15]。ALFARAWATI等[9]发现人类较长染色体的不平衡胚胎发育缓慢且评分较低，认为易位的染色体越长，囊胚形成越困难，但该研究只将1～5号染色体与21、22号染色体不平衡胚胎的囊胚形成率进行了比较，与本研究的染色体分组方法不同。HUANG等[16]对37对罗氏易位夫妇的272个胚胎进行活检，根据荧光原位杂交技术（fluorescence in situ hybridization，FISH）结果将胚胎分为正常/平衡胚胎组和异常胚胎组，发现正常/平衡胚胎D3优质胚胎率与非平衡胚胎相比并无显著差异，而前者第5天/第6天囊胚形成率显著高于非平衡胚胎组，认为产生这种差异的原因是植入前胚胎发育存在的“自我选择机制”主要发生在囊胚阶段，但具体机制尚不清楚。MÉNÉZO等[17]也提出相似的结论，认为染色体平衡易位携带者的胚胎可通过是否能在体外发育到囊胚阶段进行选择。本研究也观察到，人类A组染色体相互易位携带者的可利用囊胚形成率明显低于非A组染色体相互易位携带者，而罗氏易位携带者DD组与DG组的可利用囊胚形成率差异无统计学意义（由于GG组仅4个周期，因此未将GG组纳入回归分析），表明易位的A组染色体胚胎发育潜能较差，其可能机制是染色体减数分裂过程受染色体类型的影响[12]。

此外，本研究也对人类中等长度染色体易位和短染色体易位间的可利用囊胚形成率进行了比较，并未发现两者有明显差异，可能与样本量较少有关。以后随着样本量的进一步加大，笔者会再次关注此点。

3.2 染色体断裂位点对可利用囊胚形成率的影响有研究[18]根据染色体平衡易位断裂位点分为pp组、qq组、pq组（与本研究染色体断点分组方法相同），发现三组间的非平衡胚胎率并无显著差异，即染色体臂不同的断裂点并不影响胚胎不平衡染色体的比率。但也有研究认为染色体长臂断点（分组方法与本研究相同）的相互易位存在更高的染色体间效应（interchromosomal effect，ICE），可认为断裂位点不同导致了减数分裂期间染色体分离模式的错乱，致遗传物质异常胚胎增加[19]。该研究纳入人群限制女方年龄在38岁以下，且研究样本量较大（376周期vs.150周期），可能是这两项研究结论不同的原因。本研究结果显示，染色体断裂位点位于长臂还是短臂并不影响可利用囊胚的形成。

3.3 携带者性别对可利用囊胚形成的影响有学者认为，不同性别染色体易位携带者的胚胎染色体减数分裂分离模式存在明显差异，女方携带者胚胎发生ICE的风险更高且产生正常配子的比例更低，异常配子的产生阻碍了胚胎的发育，导致女方携带者的囊胚形成率显著低于男方，即携带者性别对囊胚形成存在明显影响[20-23]。但目前尚无证据表明这种减数分裂分离模式的差异影响平衡胚胎的产生[24]，且上述研究仅对研究数据进行两样本间参数检验，忽略了混杂因素对统计结果的影响，这也可能导致不同的结论。而最新研究发现，平衡易位携带者性别并不影响减数分裂期间非易位染色体的稳定性，即携带者性别对ICE并无显著影响[25-26]。本研究排除了各项混杂因素影响后发现，无论相互易位还是罗氏易位，可利用囊胚形成均与携带者性别无关，即携带者性别不是影响胚胎发育的影响因素，这与TONG、WANG 等[11，27]的结果一致。

3.4 染色体易位类型对可利用囊胚形成的影响李欣媛等[28]通过对122个染色体平衡易位周期的回顾性分析发现，相互易位与罗氏易位携带者的胚胎发育并无显著差异。虽然有研究者认为相互易位的囊胚形成率低于罗氏易位[29]，但未排除混杂因素对结局的影响。而本研究在排除了各项混杂因素后发现，易位类型对可利用囊胚形成率差异无统计学意义。

本研究为回顾性研究，样本量不大。仅纳入了女性相关影响因素，并未纳入精子质量等男性相关参数，因此，其结论尚需未来大样本、纳入全面影响因素后进一步研究证实。

综上所述，若夫妇双方中一方为相互易位携带者，长染色体发生易位的可利用囊胚形成率较低；染色体平衡易位携带者性别、易位类型和断裂位点对可利用囊胚形成率均无显著影响。