人类辅助生殖技术主要办法有哪些类型？

人工授精

(AI) 是以非性交方式将精子置入女性生殖道内,使精子与卵子自然结合,实现受孕的方法。人类最早一例成功的AI治疗是John Hunter于1790年为严重尿道下裂患者的妻子进行的配偶间人工受精。

至今虽已200多年,但仍是常用的有效有助孕技术。由于精液来源不同,AI分夫精人工授精(AIH)和供精(非配偶)人工授精(AID)。两者适应证不同,AIH治疗:(1)性交障碍;(2)精子在女性生殖道内运行障碍;(3)少、弱精症。AID治疗:(1)无精症;(2)男方有遗传疾病;(3)夫妻间特殊性血型或免疫不相容。实施AID治疗时,供精者须选择身体健康,智力发育好,无遗传病家族史的青壮年。还须排除染色体变异、乙肝、丙肝、淋病、梅毒,尤其是艾滋病(HIV)。血型要与受者丈夫相同。供精精子应冷冻6个月,复查HIV阴性方可使用。因HIV的感染有6个月左右的潜伏期,此时诊断不易确定,所以供精精子一般应从精子库获取。

不论实施AIH还是AID治疗,受精前精子都须进行优选诱导获能处理,这对宫腔内授精或体外授精,更是一项重要的常规技术。其作用是去除含有抑制与影响受精成分的精浆,激活诱导精子获能。自然受精中,精子是在穿过宫颈粘液及在输卵管内停留等候卵子的过程中实习上述变化的。临床处理,则采用离子洗涤与用成分相似于输卵管液的授精培养液培养相结合的方法完成,具体有精子上游法和Percoll梯度离心法。前法较简单,但精子回收率低,少、弱精者宜用后法。授精时间应根据术前对女方的排卵监测、选在排卵前48h至排卵后12h之间进行。授精部位目前常用的是将精子注入宫颈,或在严格无菌措施下注入宫腔。

试管婴儿-胚胎移植(试管婴儿-ET)

该技术是将从母体取出的卵子置于培养皿内,加入经优选诱导获能处理的精子,使精卵在试管婴儿,并发育成前期胚胎后移植回母体子宫内,经妊娠后分娩婴儿。由于胚胎最初2天在试管内发育,所以又叫试管婴儿技术。

2.1 试管婴儿-ET的建立 这得先从美籍华人科学家张明觉的开拓性研究说起。张明觉早年受教国内,1945年开始在美国做兔子体外授精实验,历经5年未获得成功。但他把从兔子子宫内回收到的受精卵移植进别的兔子子宫内,却能借腹怀胎生下幼兔。经过刻苦的深入研究,张明觉推测,在体内受精的精子,一定是在输卵管内等候卵子的过程中,完成了激活自身的某种生理变化,所以能使卵子受精。并用实验证实了上述推测。同年澳大利亚学者Austis也在实验中发现相同现象,称之为精子获能(sperm capacitation)。国际生物学界将二人的研究成果命名为“张·奥斯汀”原理。张觉民认为,20世纪50年代以前,体外授精不能成功的原因是采用的精子都未经激活获能。于是他认真研究了使精子在体外活化获能的方法后,在1959年与科学家Pincus合作研究中,果然成功地实现了兔子的试管婴儿和胚胎移植,为人类试管婴儿-ET的建立奠定了基础。1970年,英国胚胎学家Edwards与妇产科医生Steptoe合作,开始了人类的试管婴儿与胚胎移植研究。1977年,他们取出因输卵管阻塞不育的患者Lesley的卵子与丈夫的精子行体外授精后,将发育的胚胎移植回Lesley的子宫内。1978年7月25日,Lesley终于分娩了世界上第一例试管婴儿Louise Brown。至此人类试管婴儿-ET技术正式建立。1985年4月和1986年12月,我国台湾、香港先后诞生了两地的首例试管婴儿。1988年3月10日,大陆的首例试管婴儿也在北京医科大学第三医院张丽珠教授领导的生殖中心诞生。当今国际上采用的助孕新技术多数是从试管婴儿-ET衍生出来的。

2.2 适应证 (1)输卵管堵塞。(2)子宫内膜异位伴盆腔内粘连或输卵管异常,使精子在盆腔内被巨嗜细胞吞噬。(3)男性轻度少精、弱精症。(4)免疫性不育、抗精子抗体阳性。(5)原因不明的不育。

2.3 控制性超排卵与卵泡监测 按自然周期取卵,一次周期只能得到一个卵。

为了提高妊娠率,目前在试管婴儿-ET技术中,多采用控制性超排卵法,即选用人类促性腺激素,增强与改善卵巢功能,使一次周期能有多个卵泡发育,回收多个卵供受精。以获得较多供移植的胚胎。但促超排卵法有时会有卵泡早熟、质量差的情况。1991年,中山医大第一附属医院用下丘脑促性腺激素激动剂(GnRH-a)的喷鼻剂Buserelin进行降调节,联合应用促性腺激素,使优势卵泡数明显增加 [3] 。在实施促超排卵过程中,须用阴道B超扫描监测卵泡发育数目、大小,同时监测尿LH及血内激素变化,以便适时调整用药、正确估算取卵时间,并尽量使黄体与内膜功能、妊娠发生及妊娠维持相适应。

2.4 取卵 我院用B超引导经阴道穿刺取卵术取卵。此法不需麻醉切口,也不经过膀胱,避免了尿液对精子的伤害,优于用腹腔镜或B超引导经腹取卵的方法。

2.5 体外授精 将取到的卵泡液注入培养皿,肉眼快速辨认含卵细胞及其外周的透明带、放射冠的卵冠丘复合物。在解剖镜下确认有卵细胞存在后,置入CO 2 培养箱培养4～8h,再根据复合物的形态变化判断选择成熟卵细胞,按每卵配10～20万个精子的比例,投入经过洗涤优选已诱导获能的精子,授精后16～18h观察情况,将受精卵移入培养试管/皿内培养。

2.6 胚胎移植 于取卵后48h,胚胎发育成2～8个细胞阶段或在取卵后72h胚胎发育至8～16个细胞时植入子宫。后者较符合自然受精胚胎进入子宫的时间,且在传统体外培养条件下,只有最健康的胚胎才能活到3天,故移植成功率高。有报道,应用共培养术,可使胚胎培养至囊胚期再移植,妊娠率高达50%。一次移植的胚胎数以2～3枚为宜。因为增加胚胎移植数,妊娠率虽呈不按比例的增加,但多胎率也会随之增加,经对几组移植1～6胎资料的比较,其中以移植3个胚胎的妊娠率相对较高,而多胎率相对较低。

2.7 胚胎冻融 不仅AID治疗的精子需要冻融,在试管婴儿-ET中由于促超排卵的应用,一次周期回收的卵泡,经受精发育的胚胎,移植后会有剩余也需要冷冻储存,如移植失败,就可在下个自然周期或HRT周期移植,以提高一次取卵的妊娠率。另外遇到患者因促超排卵引发的卵巢刺激综合征,为了防止妊娠加重病情,也可将胚胎冻存,留待以后移植用。胚胎冻存的机制是,超低温可抑制细胞的新陈代谢,使生命进入休眠状态而保存下来。保存温度为-196℃,保存装置为以液氮作致冷源的液氮罐,但在胚胎的冷冻和升温复苏过程中,当经过0℃～60℃这一温区时,如降温过快,细胞内液中的水分又会很快结冰,因为体积膨胀而涨破细胞膜,造成细胞死亡;如降温过慢,细胞外液中的水分会先结成细小冰晶,使外液的渗透压升高,导致细胞内液中的水分向外渗透,溶质浓度相对升高,从而引起细胞蛋白质的分解变性,细胞一样难逃死亡厄运。因此在胚胎的冻融中,必须选择合适的降温与升温速度,并借助于某些具有既能减少细胞内的冰晶形成,又能延缓细胞外液中溶质浓

辅助生殖技术图片

辅助生殖技术图片

度升高的冷冻保护剂的作用,才能使胚胎安全地实现冻存或复苏。目前常采用的方法是慢速冻快速复温法。精子冻藏的机制和冻融的原理一如上述。

2.8 胚胎移植后监测 移植后14天验晨尿HCG阳性为生化妊娠,显示胚胎植入和发育正常。移植4～6周腹部B超查到胎囊、胚胎和心管搏动为临床妊娠。

2.9 胚胎移植合并症 主要有流产、宫外孕、多胎妊娠、卵巢过度刺激综合征(OHSS)。

2.10 妊娠率 目前为25%～35%。随着对影响妊娠成功因素的深入研究和相应技术环节的改进,预期试管婴儿-ET妊娠率还会提高。

卵泡浆内单精子显微注射(ICSI)

这一技术是在针对男性精子数量不足,功能异常导致受精障碍所采取的试管婴儿的微滴法、透明带部分切除法及透明带下授精等方法基础上发展起来的。1992年Palerme等报道了用该技术授精的首例试管婴儿诞生。该技术又称第二代试管婴儿,其操作方法是,不用进行精子的诱导获能处理,只须选择一个形态正常,缓慢运动的精子先予以制动。方法用注射针挤压精子尾部,稍微擦破细胞质膜,诱导精子从擦破点释放精子细胞质体因子激活卵细胞,卵细胞的激活对ICSI的正常受精至关重要 [6] ,接着按尾先头后的顺序吸精子放入注射针,再通过显微操作,将精子注入卵胞浆内,即完成受精。其他技术环节同于常规试管婴儿-ET。对精道不通的患者可进行附睾穿刺,如吸出物中无精子,则从睾丸取活组织分离精子,或取精细胞激活后使用。适应证为:严重少、弱畸精症、输精管阻塞、先天性双侧输精管缺如以及输精管结扎后子女伤亡,吻合输精管失败或无法吻合者。ICSI是治疗男性不育的有效方法,但目前研究揭示,严重少、弱精症是由染色体镶嵌型异常引起,先天性双侧输精管缺如则常与囊性纤维膜传导基因突变有关,两者都是遗传病 [2] ,对这两种患者治疗前应告知遗传风险,妊娠后需进行详细产前诊断,有异常须终止妊娠,或在胚胎移植前进行遗传学诊断(PGD),筛选优质胚胎移植。

胚胎植入前遗传学诊断(PGD)

此法也称第三代试管婴儿,指在试管婴儿-ET的胚胎移植前,取胚胎的遗传物质进行分析,诊断是否有异常,筛选健康胚胎移植,防止遗传病传递的方法。检测物质取4～8个细胞期胚胎的1个细胞或受精前后的卵第一、二极体。取样不影响胚胎发育。检测用单细胞DNA分析法,一是聚合酶链反应(PCR),检测男女性别和单基因遗传病;另一种是荧光原位杂交(FISH),检测性别和染色体病。早在1964年Edwards就提出了PGD的思想。1989年Han**side AH首先将PGD成功应用于临床,用PCR技术行Y染色体特异基因体外扩增,将诊断为女性的胚胎移植入子宫获妊娠成功。开初的PGD都是用PCR或FISH检测性别,选女性胚胎移植,帮助有风险生育血友病A、进行性肌营养不良等X连锁遗传病后代的夫妇妊娠分娩出一正常女婴。但按遗传规律,此法无疑否定健康男孩的出生,而允许携带者女孩繁衍,并不能切断致病基因的传递。1992年,美国首先报道用PCR检测囊性纤维成功,并通过胚胎筛选,诞生了健康婴儿。之后,α-1-抗胰岛素缺乏症、家庭黑?性痴呆、色素沉着视网膜炎等多种单基因遗传病的PGD检测方法建立,PGD进入对单基因遗传病的检测预防阶级。1993年以后,由于晚婚晚育使大龄产妇人数增多,而45岁以上的妇女染色体异常率高、自然妊娠容易分娩18-3体和21-3体愚型儿,于是PGD的工作热点转向了对染色体病的检测预防,检测用FISH。由于取样多用第一极体,筛选出的为未授精卵,须进行单精子胞浆内注射,待培养发育成胚胎后移植。据统计,中途停止发育的胚胎,其染色体异常率达70%,所以选择染色体正常的胚胎移植,还能提高试管婴儿-ET的成功率。从理论上讲,凡能诊断的遗传病,应该都能通过PGD防止其传递,但限于目前的技术条件,PGD的适应证还有一定的局限。优生是世界共同关注的问题,随着分子生物技术的发展和更多遗传病基因被确定,相信一些准确、安全的遗传诊断技术会不断出现,PGD技术会日趋完善,更好的造福人类。

赠卵试管婴儿-ET

该技术最早由Trounson等于1983年报道首例妊娠成功。适应证为:(1)卵巢功能衰竭或无卵巢。(2)女方有遗传性疾病或染色体异常。对赠卵人的选择应符合:(1)年龄小于35岁,曾生过一胎。(2)无家族遗传病史、精神病,排除乙肝、丙肝及性传播疾病,特别是HIV阳性者。(3)智力、外貌良好。(4)血型与受者相符。与常规试管婴儿-ET相比,技术上供卵试管婴儿-ET要增加两个重要环节,(1)须将受者和供者的月经周期调整同步。方法是,对无卵巢功能的患者,于供者预计月经来潮前3～5天先进行类固醇激素替代治疗(HRT),促进患者子宫内膜产生周期变化,具备接受胚胎着床能力,并诱导内源性LH峰和子宫内膜雌激素受体的产生、改善机体内分泌环境。对有卵巢功能的患者,先用促性腺激素释放激素类似物或增强剂GnRH-A降调节后再用HRT治疗。在HRT治疗周期中,须进行血清激素测定、子宫内膜活检、B超多普勒监测、了解子宫内膜容受性,以调整给药量,使子宫内膜具有良好容受性。(2)维持妊娠。赠卵与患者丈夫的精子进行体外授精发育和胚胎移植后患者后,须渐增HRT给药。以维持妊娠,直至受者自身胎盘功能建立为止。赠卵试管婴儿-ET妊娠率较高,有的资料报道达44.9%。除了治疗适应证患者外,还能为研究胚胎、子宫内膜、类固醇激素的相互作用提供人类模型,临床应用前景广阔。

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用于子宫切除术后或子宫破裂及子宫严重粘连患者。**技术原理与供卵试管婴儿-ET相同、但供卵者为患者,受者为**者。因观念意识原因、国内目前对此技术尚未认同。