湖北男性不孕交流组

辅助生殖技术出生儿童的生长和发育

多囊卵巢生殖专家苏念军2018-05-22 11:09:53

                 (暨南大学生殖免疫研究中心,广州,510632)

  借助辅助生殖技术出生的儿童在世界上已数十万例,他们的生长发育与自然受孕出生儿童有否存在明显差异受到广泛的关注。本文综述体外受精、卵胞浆单精子注射、胚胎植入前诊断、低温保存技术等辅助生殖技术的妊娘结局,及其出生儿童在不同生长发育阶段(新生儿期、婴儿期、幼儿期、学龄前期、学龄期、青春期)的健康状况。资料表明辅助生殖技术出生儿童的生长发育无明显异常。

 

关键词:辅助生殖技术;儿童;体外受精;发育;妊娠结局;随访

 

中图分类号:8715. 5文献标识码:A文章编号:0253-357X(2003)06-0345-06

 

  自1978年首例体外受精(in vitro fertilization,IVF)儿童在英国出生后,世界各国普遍应用辅助生殖技术(assisted reproductive techniques, ART)治疗不育症。1992年卵胞浆单精子注射(intracyto-plasmic sperminjection,ICSI)等技术的建立,ART适应证拓宽,越来越多的儿童借助ART出生。在澳大利亚、瑞典等国,ART儿童每年占总出生率的1.10%~2.0%)。数十万ART儿童的出生都没有经历精子在女性生殖道获能,或顶体反应和穿透卵透明带等受精事件,因此对ART儿童的生长发育与自然受孕(natural conception, NC)儿童有否明显差异的评价,有助于深人认识辅助生殖技术的长期安全性。本文对ART妊娠结局和ART儿童在不同生长发育阶段的健康状况作一概述。

  一、体外受精技术出生儿童的生长发育

  IVF技术是将精子和卵子在人体外的实验室条件下进行受精,受精卵培养至早期胚胎,再将发育良好的早期胚胎移植到同步化的子宫内着床,建立妊娠。由于IVF技术对受术妇女采用性激素诱发超排卵,以实验室条件模拟体内受精和胚胎早期发育的环境,移植多个胚胎的方法提高其妊娠率,技术过程中存在许多与NC不同的环节,故妊娠结局和儿童发育有否差别受到重视。

   (一)胎儿生长发育和妊娠结局

为了体外受精能够获得一定的受精率,受术妇女需经超排卵以获得多个卵子用于受精,因此IVF导致妊娠期最常见并发症是发生在妊娠早、中期的中度卵巢过度刺激综合征。妊娠最初8周是胎儿各系统组织器官迅速分化发育的时期,若受到内外不良因素的影响,会导致胎儿发育异常。但卵巢过度刺激综合征多能自愈,一般不需要临床治疗,对胎儿发育无明显影响。其它妊娠期并发症,如妊娠高血压综合征、先兆流产、前置胎盘、胎膜早破等,在IVF妊娠中发生率未见比NC增高,对胎儿发育也无显著影响,且胎儿宫内发育迟缓(小于胎龄)发生率亦无明显增高。IVF儿童围产期死亡率、新生儿畸形率和核型异常率与对照组相比无统计学上的差异。Bonduelle等报道IVF新生儿严重畸形率(即出现功能损害或需外科治疗的畸形)为3.8%与NC(3.2%)比,无显著差异。但Anthony等观察到与IVF新生儿畸形率(尤其是心血管畸形)稍高于NC儿童,他们认为是IVF母亲高龄所致,而非IVF操作过程引起。

    IVF孕妇中双胎妊娠率为20~36.3%,多数为双卵双胎;多胎妊娠率(两胎及以上)随每次移植胚胎的数目增加而上升(22.2%~29.0%),明显高于普通人群(2.7%);由于多胎妊娠的早产率和低出生体重率显著高于单胎妊娠,导致IVF儿童总体的早产率和低出生体重率显著于对照组。LVF与NC的单间比较,孕周、早产率、出生体重、低出生体重率均相近;两者多胎间比较,情况也相似。与普通人群一样,在辅助生殖人群中多胎妊娠导致儿童早产和低出生体重是单胎妊娠的7.5倍。IVF由于多胎妊娠率高,故儿童总体的早产率和低出生体重率明显升高。但Westergaard等发现,即使是单胎,IVF的早产率和低出生体重率仍然高于NC。这种情况的直接原因未明确,从IVF妊娠后期的选择性剖宫产率明显升高来推断,有研究认为可能与IVF母亲对胎儿健康焦虑,要求提高终止妊娠有关。

   (二)新生儿期(出生后28d内)

    新生儿期儿童脱离母体开始独立生活,经历内外环境巨大变化,不仅发病率高,死亡率也高。Makhseed等统计得出,与自然受孕一样,LVF多胎的新生儿出现呼吸窘迫、黄疸、需人工通气、转重症监护中心治疗的比例以及新生儿死亡率都比IVF单胎的新生儿高。然而,IVF与NC的单胎之间和双胎之间比较,新生儿并发症(例如呼吸窘迫综合征、颅内出血、高胆红素血症、坏死性小肠结肠炎、新生儿死亡等)发生率并没有明显增加需要转入重症监护中心治疗的比例和治疗时间均相近。

   (三)婴儿期(1岁内)

    婴儿期是儿童出生后生长发育最迅速的时期,而且婴儿期抗病能力较弱,易患感染性疾病。IVF婴儿的体格发育情况和慢性病的发病率、发病的严重程度与NC婴儿相比差异不显著。Westergaared等统计IVF婴儿第一年内的死亡率为1.13%,与对照组相近,他们认为IVF婴儿的患病风险是来自于其父母高龄、不育症因素以及多胎妊娠等方面,而不是来这种技术本身。

    国际上常用Bayley婴幼儿发育诊断量表来评估2.5岁以内婴幼儿的智力发育情况,该表包括智力量表和运动量表两部分,用精神运动发育指数(100+-15)来表示。Gibson等分析了IVF单胎婴儿精神运动发育指数,与对照组相比无显著差异。

   (四)幼儿期(1~3岁)及学龄前期(3~6岁)

    这两个阶段的儿童体格发育速度较前减慢,但智力发育(语言和思维)较前突出。无论是IVF还是NC,多胎妊娠儿童的智力都明显低于单胎妊娠儿童。Stromberg等报道IVF儿童脑瘫、智力发育迟缓等神经系统后遗症的发生率增高,主要与多胎妊娠、早产和低出生体重率增高有关。与母亲年龄和孕周相同的对照组儿童比较,IVF儿童在此阶段的智力发育则无差异。

   (五)学龄期(7~11岁)

    此阶段儿童体格生长稳步增长,智力发育进一步成熟,控制、理解、分析、综合能力增强,但情绪和行为有时不稳定。Olivennes等对370李IVF儿童进行随访,观察到出生时小于胎龄的IVF儿童,93.2%在学龄期已能达到正常体重。

    对学龄期儿童心理、行为的评估一般采用Achenbach儿童行为列表。从内在、外在、社会、思维和注意力等五个方面,评估IVF儿童的行为和心理问题,无明显增多;不同性别的IVF儿童之间以及多胎以及多胎妊娠的IVF儿童之间的行为也没有显著差异。对儿童的学习成绩和教师的评价进行综合分析,92.2%的IVF儿童在校表现良好。IVF儿童心理发育的障碍可能只源自父母行为等社会因素。Colpin等注意到有些IVF儿童反映当与父母发生冲突时,父母较少跟他们讲道理,这样有可能对儿童的自我促进行为产生负面影响。

是否应该让IVF儿童知道他们是辅助生殖儿童,以及该如何告知他们才不会对其心理产生负面影响,仍然是两个是的商榷的问题。Olivennes等报道6~10岁的儿童,58.7%的父母未告知他们是ART儿童,而11~13岁的儿童中仍有34%的父母打算保守秘密。Colpin等了解到过早告知他们(≤8岁),有可能令孩子产生内在性问题行为,例如焦虑和担心,而违法和具有攻击性等外在性问题行为则没有增多。

(六)青春期(12~18岁)

青春期儿童生长发育在性激素作用下明显加快,由于神经内分泌调节未稳定,儿童心理、行为、精神等方面易于波动。Golombok等报道,进入青春期不久的IVF儿童在校表现、与同龄人之间的关系以及自信心等均与NC儿童无明显差异。他们也注意到有些IVF儿童反映与父母发生争执时,父母甚少以理服人,经统计分析,IVF儿童对父母行为的反映并非IVF儿童心理因素造成的偏差。

迄今合计14000多名IVF儿童随访15年的两项研究显示,IVF全部操作过程中均无明显增长儿童瘤的发生率。

    二、卵胞浆单精子注射术出生儿童的生长发育

    ICSI应用于不育症治疗已有10年实践。由于其适用证较广泛。受精率、妊娠率较高,在世界各国迅速得到推广应用。ICSI是将单个精子吸入穿刺针,穿刺针经过卵透明带和卵细胞膜,直接刺入卵母细胞胞浆内将精子注入,使卵母细胞受精。ICSI所采用的精子可以是射出精子、附睾精子或睾丸精子。此技术绕过了正常受精时精子所遇到的生理屏障,使无活动力精子也可以受精,因此也可能使不正常的精子逃避了自然选择而进入卵母细胞内。人们对于ICSI的顾虑主要有:(1)ICSI操作过程中对精子、卵子的机械性损伤会否对胚胎发育造成影响;(2)ICSI操作过程中有否将有害物质带入卵母细胞,从而影响和损伤胚胎;(3)人类精子是在附睾成熟,成熟过程中经历了形态和生物化学上的变化,从而达到功能的完整性。使用附睾精子或睾丸精子会否使受精卵出现遗传学遗产;(4)ISCI使自然状况下不能受精的精子、卵子绕过了体内受精的自然选择过程,这样发生的精卵融合会否把遗传缺陷下传。前两个问题受ICSI穿刺操作影响,后两者与ICSI选用的配子质量有关。

    鉴于进行ICSI或IVF的不育夫妇有相似的病例特点,且两者除了有无穿刺操作过程以外,体外培养的过程都是相似的,故通过对两者的比较可以了解ICSI穿刺操作对儿童健康的影响。胚胎植入前诊断显示,ICSI与IVF的胚胎常染色体异常率和性染色体异常率都没有显著差异,最常见的染色体异常均为嵌合体;两者的新生儿先天畸形率,尤其是泌尿生殖系统畸形率亦无明显差异。ICSI与IVF的妊娠结局相似,新生儿的出生体重也相近。两者的2岁儿童精神发育指数相同,仅单、双胎之间的精神发育指数存在差异。这些资料提示ICSI儿童的健康没有受到穿刺过程的明显影响。

 多项研究表明使用附睾精子或睾丸精子,ICSI妊娠期并发症发生率和儿童畸形率无明显上升。经研究证实,无论ICSI使用的精子来源于射出精子、附睾精子或睾丸精子,它们之间的流产率、早产率、新生儿围产期死亡率、新生儿畸形率比较均无差异。精液参数的一些变异(如精子密度大于或小于5×106/ml,精子正常形态率大于或小于14%)对新生儿畸形率也没有影响。梗阻性无精子症者无论病因是先天性或是获得性,患者ICSI后的妊娠期并发症发生率无差异。ICSI儿童的智力发育指数在正常范围内。Bonduelle 等观察到精子密度、活动率和形态在非正常值范围时,IVF或ICSI后对2岁儿童的智力发育无显著影响。父亲有严重精子缺陷的儿童在17月龄时神经系统发育与对照组相比差异也不显著。

 虽然有不少研究显示ICSI儿童的健康状况良好,但仍然未能完全排除ICSI可使精子缺陷基因下传,ICSI产前诊断中发现性染色体异常发生率为0.83%~1.00%,高于普通人群(0.19~0.23%)。非梗阻性无精子患者用睾丸精子进行ICSI与少精子症者用射出精子进行ICSI相比,前者的染色体正常胚胎率显著低于后者(22.0%,41.8%),嵌合型胚胎率也显著高于后者(53.0%,26.5%)。Sutcliffe等发现在各类参数异常的患者中,少精子症患者ICSI单胎的新生儿畸形率明显高于非少精子症患者(如弱精子症等),而且泌尿生殖系统的畸形也相对较多。

 总体而言,ICSI儿童的风险不是来自于穿刺操作本身,而是来自父母的不育因素和多胎妊娠,同时未能排除精子缺陷基因下传的可能。

    三、胚胎植入钱诊断对辅助生殖技术出生儿童生长发育的影响

    1990年Handyside等借助IVF、卵裂球活检和多聚酶链反应技术首次成功进行临床上的胚胎植入前诊断(preimplantation genetic diagnosis,PGD),为移植胚胎钱了解胚胎是否遗传缺陷提供了可能。目前PGD可以检测的遗传缺陷有3类:(1)X染色体连锁遗传性疾病(如血友病、色盲、Duchene’s肌营养不良等);(2)单基因遗传性疾病(如囊性纤维病、地中海贫血、镰状红细胞贫血症等);(3)染色体异常,包括染色体数目或结构异常(如非整倍体、染色体易位等)。PGD的步骤为超排卵,体外受精,取材,遗传学诊断,移植安全的胚胎。PGD有两种取材方法,第一种方法是极体活检:卵母细胞体外培养成熟,排出第一极体后抽取第一极体检测,随后进行体外受精,当卵母细胞受精子激活排出第二极体后,再抽取第二极体进行检测,也可以在体外受精后同时抽取第一、第二集体检测。为避免存在于卵周隙等部位的未受精镜子DNA对随后的多聚酶链反应造成污染,一般均采用ICSI进行受精。对于来自母亲的遗传缺陷或因母亲高龄增加了染色体非整倍体的风险,可通过对极体的检测来推测卵子的遗传信息。第二种方法是卵裂球活检:当体外受精的胚胎发育至6~10细胞期时,可用Tyrode’s液酸解法、激光打洞法或机械切割法将卵透明带处理出一个小洞,穿过此洞吸出1~2个卵裂球细胞进行检测。由于卵裂球细胞含有父本及母本的遗传物质,所以这种方法适用于男性精液参数异常或精子发生障碍所进行的ICSI,夫妇其中一方携带遗传病基因,习惯性流产者。遗传学诊断可采用多聚酶连反应技术或荧光原位杂交技术进行,有报道53%~60%的胚胎PGD检出遗传缺陷,PGD可减少不良胚胎造成的流产,避免产前诊断确诊胎儿先天性异常后引产,有助于减少遗传缺陷的下传。

    虽然PGD的体外操作环节比ICSI更复杂,但研究证实如果操作技术良好,PGD将不会影响胚胎的继续发育。经PGD后,胚胎着床率为17.6%~25.6%。Strom等报道,抽取第一极体没有增加儿童出生缺陷的发生率,也没有引起新生儿体型偏小。由于嵌合型胚胎和遗传学诊断技术系统误差的存在,故经未移植胚胎再分析得出的卵裂球PGD假阴性率为7.8%,假阳性率为11.8%;而欧洲生殖与胚胎学协会报道,经产前诊断核实的PGD误诊率为1.4%,提示经过PGD和妊娠早期的自然选择,可有效控制遗传病的下传。

    四、低温保存技术出生儿童的生长发育

    配子和胚胎的冷冻保存都是借助低温保存技术建立的。胚胎冻存可使每次移植胚胎数控制在2~3个,以减少多胎妊娠的发生,累计妊娠率也明显提高。然而,低温冷冻和冷冻保护剂会否对配子和胚胎造成影响也是关注点之一,但至今未发现冷冻精子对妊娠结局有不良影响。IVF中使用新鲜精子与冷冻精子,新生儿畸形率两者无差异,并且与精子冻存时间长短无关。冷冻保存胚胎对婴幼儿的发育亦未见不良影响。Wennerholm等将IVF后的冷冻胚胎组与新鲜胚胎组和NC对照组作比较,未见冷冻胚胎组与另两组的新生儿严重畸形发生率有差异;18月龄时3组儿童的体格发育均正常,智力发育无差异,常见病和慢性病的发病率以及发病的严重程度也没有显著差别。

    五、结语

    综上所述,除了多胚妊娠率、早产率和低出生体重率较高以外,ART儿童产前及各年龄阶段的生长发育情况都无明显差异。表明了ART对出生儿童的发育是安全的。ART儿童健康的高危因素源自多胎妊娠,减少多胎妊娠是保护ART儿童健康的关键。然而,由于未排除不育夫妇遗传缺陷通过ICSI下传的可能,以及ART对后代生育能力的影响仍未有统计报道,因此随着ART一代逐渐进入生育期,这方面的研究将会充实对ART安全性的评价。



编辑:广州医科大学第三临床学院  何里香





 


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