生殖衰老对生育力和人工助孕结局的影响

小丫 · 发表于 2006-8-30 10:11:13

作者：北京大学第三附属医院 刘平

随着年龄的增长，无论男性还是女性都存在生殖衰老，但女性的生殖衰老问题尤为突出。妇女绝比期来临之前，女性生殖力已显著降低。随着年龄的增长，尤其是超过35岁，卵母细胞的质量与数量逐渐下降。而获得质量满意的卵母细胞及胚胎是IVF-ET获得成功的基本保证。因此，生殖衰老正日益成为大家关注的重点之一。女性生殖衰老的影响主要表现在：卵巢储备功能、对促性腺激素的反应能力、卵母细胞的受精率、胚胎的着床率及临床妊娠率等出现降低；遗传异常胎儿发生率及流产率等升高。

辅助生育技术迄今在多方面取得了明显的突破，如ICSI、IVM、PGD等，但与女性年龄相关的一系列问题已成为这一人群的主要难题。同时随着社会经济、教育等的发展，女性生育年龄呈现高龄化趋势，随之产生的不孕、反复流产、遗传异常等问题也相应增加，生殖衰老的研究越来越得到重视。

生殖衰老

概述：生殖衰老是一种自然而必然的现象，但却给年龄在40岁以上要求生育的妇女带来很大的困扰。大量的证据表明在IVF中，随着女性年龄的增高，尤其是超过35岁，可获得的卵母细胞数量减少、体外受精率、临床妊娠率都出现明显下降^（¹^）。目前对生殖衰老的认识有限。有人认为，生殖衰老就是卵巢衰老^（²^）。其核心是卵泡数量逐渐减少及卵母细胞质量逐渐降低。而绝经期的来临是卵巢衰老的重要标志。也有人认为，生殖力降低主要是由卵母细胞衰老引起^（³^）。卵母细胞衰老的发生时间不同，影响也不同，包括：一是排卵前衰老。例如由于药物或卵巢衰老等原因造成血LH水平异常、卵母细胞成熟异常等，使得卵母细胞的生长与排卵不同步，导致排出衰老的GV期或MII期卵母细胞，则会影响后面的第一、二次减数分裂；二是排卵后衰老。

由于各种原因造成卵母细胞与受精间隔时间超过其正常范围，导致卵母细胞衰老，仅影响第二次减数分裂^（⁴^）。传统观点认为女性生殖力降低始于近40岁，而生育力的最终丧失始于50岁左右^（⁵^）。临床上发现，在生殖力降低的早期（约40岁左右），主要是由于早期胚胎丢失所造成，而后者主要是减数分裂中染色体不分离的结果^（⁶^、7^）。因此，女性年龄依赖的生殖能力降低主要与卵巢衰老相关，而与年龄依赖的受精卵形成异常，造成自然流产，间接引起生殖力的降低则主要是卵母细胞衰老所造成的^（³^）。

氧化损伤与生殖衰老

目前认为，氧化损伤是造成卵母细胞衰老的主要原因^（⁴^、8^）。初级卵母细胞虽长期处于静止状态，但一直保持着活跃的新陈代谢，并合成几种RNA和蛋白质^（⁸^）。在如此长时期内，活性氧自由基（ROS）的损伤是造成与年龄依赖的卵母细胞质量下降的机制之一。ROS几乎能损伤细胞中的任何成份，包括蛋白质、核酸、膜结构等。线粒体内有一套完整的基因组（mtDNA），与核相比，线粒体缺乏DNA修复系统，mtDNA更容易受到ROS的损伤。因此，氧化损伤不仅造成功能正常的线粒体数目减少，减少了细胞内能量的生成；同时使得携带异常线粒体的配子受精，造成新生儿线粒体病等^（⁴^）。体内存在保护细胞免受氧化损伤的机制，如维生素A、C、E及一些酶（超氧化歧化酶、过氧化氢酶、谷胱肽过氧化氢酶、谷胱甘肽还原酶等），卵又有其特殊的抗ROS机制-雌激素^（⁹^）。因此，氧化损伤是两者平衡的结果。随着年龄的增长，生殖衰老引起雌激素水平降低，削弱了卵抗ROS作用。受损的mtDNA不易得到修复，逐渐堆积，并合成异常蛋白质，影响线粒体的功能，最终成卵母细胞质量低下。

另外，氧化损伤对端粒长度改变起重要的作用。但目前端粒在卵母细胞的作用还不清楚。有人发现，不明原因不孕的34岁以上女性，如果超排卵后收获卵母细胞少于5个，其端粒长度明显超过相同年龄能正常妊娠的妇女^（¹⁰^）。女性出生前卵巢中的卵原细胞在进行有丝分裂，直至形成初级卵母细胞，目前认为端粒长度与此分裂次数相关，有生育缺陷的女性早期卵原细胞分裂少^（¹⁰^）。

生殖衰老与ART结局的关系

对卵巢储备及反应能力的影响：卵巢储备主要指卵巢内储存的原始卵泡数量及其质量，是保证女性获得成功妊娠的基础；卵巢反应是指卵巢对内源性或外源性激素改变的应答能力，是保证IVF周期顺利进行以及预测周期结果的重要指标之一。临床上不能获得质量满意的卵母细胞是助孕失败的主要原因。随年龄增长，卵泡凋亡、闭锁的速度逐渐增加，卵母细胞的数量逐渐减少^（¹¹^）。而卵母细胞的质量早在胎儿期就有一定程度的分化，每次排卵都是优势卵泡选择的过程，因此未被选为优势的卵泡将在体内存留更长时间，也就是说生理年龄越大的卵，可能质量越低^（¹²^）。卵泡质量下降的特征有^（¹³^），颗粒细胞数量明显减少、有丝分裂减少、类固醇激素和糖蛋白等合成功能明显降低、凋亡增快等；卵母细胞的透明带可增厚；卵母细胞在减数分裂中纺锤体和微管发生异常^（¹⁴^）等。与年龄依赖的卵巢反应明显降低的主要表现有：窦卵泡数量减少、卵泡直径常<13mm、获卵数常≤5个，激素水平变化不理，（FSH>6.5~>15mIU/ML，E2<100~660pg/ml）、促性腺激素用量较大等^（15）。甚至有部分妇女B超提示有卵泡、激素水平正常，却未能获取卵母细胞。这经常是部分患者周期取消的原因。

对卵母细胞体外成熟或受精的影响：母细胞衰老对体外成熟或受精的影响包括，第一、二极体发育异常或排卵障碍；染色体分离异常，造成非整倍体或多倍体；雌雄原核发育不同步、或雌性原核发育停止等，最终导致卵母细胞或受精卵凋亡、退化。我中心也验证了此点，卵母细胞在体外培养的过程中，随着年龄的增加，卵母细胞及周围颗粒细胞凋亡小体增多^（11）。目前对凋亡与衰老之间的关系认识还不够，但可以肯定的是凋亡参与了整个衰老过程^（16）。卵母细胞衰老对体外受精的影响有，受精率低、多精受精等^（4）。

另外，卵母细胞体外成熟或受精过程是一种应激过程，该过程产生ROS；因此与HSF等有关，而后者的转录等与年龄相关^（17）。

对胚胎发育及其着床的影响：胚胎的早期发育是从早期母性调控向合子调控转变的过程^（¹⁸^），其调节能力可能受女性年龄的影响或卵母细胞的实际生理年龄^（¹⁹^）影响。例如，动物研究发现，受精后父系染色体的解聚等需要母系来源的一些基因，如NPM2^（20^）等的作用。但这些基因的表达是否与年龄有关还需要进一步的研究。生殖衰老对胚胎影响的表现有^（⁴^、21^）染色体异常，包括非整倍体、多倍体或染色体镶嵌等；畸形，如神经系统畸形等；及一些不明原因的胚胎发育停止、流产等。生殖衰老还影响子宫的容受性，子宫内膜发育与受精卵分裂不同步；同时随着年龄增长，子宫内膜逐渐增厚，这些都会影响受精卵的着床。另外，衰老的卵母细胞对精子选择有一定的特异性，动物研究证实排卵后衰老的卵母细胞更易于选择雄性精子^（²²^）。

另外生殖衰老对出生后的长期影响可能有，先天性疾病、线粒体病、糖尿病、非家族性Alzheimer病、老年痴呆、寿命短等^（⁴^）。

生殖衰老的检测方法进展

在周期开始前后，对生殖衰老的检测主要针对卵巢储备及反应能力的检测，包括以下几个方面^（²³^）：一是基础激素水平及其促排卵周期中激素水平的变化测定。如月经第三天FSH水平，但其本身在波动周期中缺乏明显的检测点，且在不同的月经周期中波动很大，在各中心的参考值变化较大，且FSH出现明显波动时，卵巢储备已降低；月经第三天E2水平，对于38—42岁患者，其值<80pg/ml，FSH正常，预示助孕成功的可能性大。另外，FSH/LH值是良好的评价卵巢功能指标。二是超声波检查，检测基础卵泡及其生长、超排卵中卵巢的反应及其卵巢基质血流等。卵巢衰老的重要标志是卵巢体积减小，2—10mm的窦卵泡数量明显减少，且卵巢形态的改变常先于FSH等激素水平的变化。三是克罗米酚刺激试验（CCST）、GnRHa刺激试验（GAST）等。四是卵母细胞体外成熟或胚胎的形态等。除此之外在检测生殖衰老的新进展有：

抑制素（INH）。目前大量的证据表明^（²⁴^、25），INH水平较其它激素更能反应卵巢反应、卵母细胞质量，尤其是卵泡液中INHB的水平，INHB是颗粒细胞分泌，在卵泡中期达到高峰，随后下降，因此卵泡液中的浓度可以直接反应早期卵母细胞的质量。随着年龄的增长，由于卵泡数量减少及颗粒细胞的功能下降，血浆INH B水平明显下降。但有人认为其预测妊娠结局的作用不大^（²⁶^）。

AMH（Anti-Mullerian hormre）。AMH^（27^、28^），由窦前卵泡和小卵泡的颗粒细胞产生。由于卵泡数量随年龄衰减，其血清水平可以是一种衡量卵巢储备、衰老的新标准。AMH的作用有：首先参与启动原始卵泡的生长；接着降低卵泡对FSH的敏感性。

IGF-1/IGFBP-1（Insulin-like growth factors 1/Insulin-like growth factor binding protein-1）^（²⁶^）有人认为血清或卵泡液中的IGF-1/IGFBP-1能反应卵母细胞的质量；在怀孕的妇女其比值明显升高，因此能预测妊娠结局。

卵巢组织活检^（²³^）。现已证实，随着年龄的增长，卵泡密度出现明显的下降，35岁以上妇女卵泡数量仅有年轻女性的1/3。目前对此检测方法争议较大^（²⁹^）。

由于价格及其实际临床意义等问题，目前这些检测手段仍未得到普及或仍处于基础研究阶段。

展望

生殖衰老不仅对个人，而且对社会造成了一定的影响，如遗传异常个体的增加等。因此，进一眯研究生殖衰老有着深远的意义。目前主要可从以下几个方面着手：一是找出一些比较经济而有效的检测指标，要求能敏感地反应卵母细胞的实际年龄及其质量，预测IVF周期的结果。二是进一步研究发现一些不会影响卵母细胞或胚胎的检查方法，如超微结构的检查、非整倍体的检测等，可以直接选择一些质量好的卵母细胞或胚胎用于周期，减少不必要的浪费，同时可以减少病人因反复失败造成的心理压力等。三是研究遗传异常的发生机制，解决染色体不分离等问题，能在很大程度上降低自然流产率或异常产儿，提高成功妊娠率。四是研究生殖衰老的发生机制，找出一些有效的干预手段，如颗粒细胞或体细胞的线粒体移植，提高卵母细胞或胚胎的质量；减少ROS产生的因素，如卵母细胞或胚胎体外培养条件及时间；基因及其编码蛋白治疗，如发现卵母细胞衰老的相关基因及其编码蛋白，从而对卵母细胞的体外成熟等进行人工干预，改善卵母细胞的质量，最终提高生殖力。

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