胚胎植入是指将胚胎植入回子宫最终妊娠的过程,这篇文章将详细讨论这一过程是如何发生的,同时也会讨论免疫系统(NK细胞)的作用、植入失败的原因以及预防植入失败的治疗。
什么是胚胎植入?
胚胎植入是胚胎附着于子宫内膜并将嵌入内膜中的过程, 通常发生在胚胎发育的第5天左右。随着胚胎的发育,它最终突破透明带,并滋生出名叫外胚层的细胞层,这些细胞层本身非常粘,非常容易附着在子宫内膜上。
子宫内膜本身也在不断发生变化,这种变化主要是由孕酮引起的,孕酮会促使子宫内膜增厚,更容易接纳胚胎的植入。
以下是胚胎植入过程的简介:
定位–胚胎需要一定时间的孵化后(形成囊胚)才有可能与子宫内膜接触。
附着-胚胎的外胚层细胞利用一种叫做细胞粘附分子(cell adhesion molecules,简称CAMs)的特殊分子附着在子宫内膜上。
侵入-这些CAMs结合后向外胚层/子宫内膜发出信号,进而引起胚胎植入的重要变化:
- 外胚层细胞变成合胞体滋养层细胞
- 一旦胚胎穿透子宫内膜,胚胎与母体的血液供应连接,这种血液滋养胚胎会一直持续到胎盘形成。
当然,如果胚胎没有接触到子宫内膜,这一切都是不可能发生的!
子宫内膜最容易易着床的时间?
要想子宫内膜“接受”胚胎,那么子宫内膜必须处于最适合胚胎植入的状态,这样才会最终妊娠,通常我们都把这一个时间段称为“着床期”。着床期通常为期4-5天,在月经周期的19-20天(或排卵后第5-6天),此时的子宫内膜发生变化,变得更易于着床:
- 子宫内膜分泌特化因子使得子宫内膜更容易着床
- 免疫细胞(uNK细胞)不仅不杀伤胚胎,反而会协助胚胎植入
- 子宫内膜的血管发生重塑
不管胚胎植入成功与否,以上这些情况都会发生,如果胚胎没有植入,重塑血管的子宫内膜就会脱落形成月经,月经周期就会重新开始。
怎样才能知道子宫内膜是在“着床期”呢?有几种方法:
- 测量子宫内膜厚度
- 宫腔镜检查
- 观察子宫内膜形态(是否有三层分离)
- ERA测试
接下来我们就一一讨论:
子宫内膜厚度
超声可以测量子宫内膜的厚度,如下图显示了7.3毫米的子宫超声图像:
那么,较厚的子宫内膜是否意味着更高的妊娠成功率么?答案是不一定!
目前来说,子宫内膜厚度小于8毫米的妊娠率会从41%下降至33%,小于7毫米则会降低到26%。也就是说,如果子宫内膜厚度小于7毫米,其妊娠率会明显降低。然而也有反例,2014年就有报道过子宫内膜仅有3毫米的女性依旧顺产的报道,所以说一切皆有可能,但普遍来说,子宫内膜越厚,妊娠率更高一些。
ERA检测
子宫内膜容受性测试(ERA测试)可以检测子宫内膜是否做好了重复的准备。就像做冷冻胚胎移植时会对胚胎做检测一样,所不同的是这种检测的对象是子宫内膜,而且是活检。
子宫内膜的选择性
子宫内膜其实也有自己的一套筛选标准,那些并非优质的胚胎如果想着床,那么子宫内膜就会“毫不留情”地拒绝。有研究指出,优质胚胎着床并不会激发子宫内膜出现抵制反应,但劣质胚胎则会触发反应,导致劣质胚胎不能顺利着床/即便着床也最终会以生化妊娠的形式终结。当然,进一步的研究发现,那些有明显染色体数量异常的胚胎(如非整倍体的胚胎),却可能顺利着床(当然最终的结局是流产或生下畸形儿童),说明子宫内膜的接受程度,可能与胚胎的结构完整性有关。
免疫学与胚胎植入
免疫细胞在预防感染方面发挥着最大的作用,但它们也参与了生殖的过程。当然,现在依旧有很多地方存在争议,有人认为免疫系统会排斥胚胎,类似于器官移植过程中的排斥反应;有人却认为免疫系统的存在实际上是帮助胚胎能更好的植入,比如炎症反应。过去我们常常认为,发生炎症反应可能会影响生育,但实际上对于胚胎植入来说,其植入本身就是一种促炎反应(破坏子宫内膜表层),已经有证据证明如果子宫内膜刮痕(这会导致内膜发炎),反而会更容易促进胚胎植入。
胚胎植入失败
植入失败是指在3-5周时,超声检测显示宫内并没有形成妊娠囊,如果没有形成妊娠囊,则认为植入失败。 普遍认为,在植入失败的案例中,胚胎质量占植入失败的1/3,而子宫内膜和胚胎的接受度则占了2/3。
胚胎植入失败一般由以下原因导致:
产妇年龄和非整倍性,产妇年龄被认为是导致胚胎植入失败的决定性因素:
- 随着年龄的增长,胚胎非整倍性增加
- 怀孕率和活产率降低
- 生化妊娠率更高
生活方式
体重与植入失败有关:
- 与正常BMI(<25)相比,BMI较高(>30)的女性胚胎植入率更低
- BMI> 40的女性发生流产/生化妊娠的风险更高
- 卵子质量差与肥胖有关
吸烟:
- 导致流产的风险增加
- 降低怀孕率和活产率
生活压力:
应激激素皮质醇水平升高与怀孕前3周内流产的风险增加有关
感染
比如慢性子宫内膜炎,多数是细菌感染引起。前面说过,适度的炎症会增加胚胎植入的成功率,但过度/反复的炎症则会彻底破坏子宫内膜的免疫平衡,从而影响子宫内膜的接受能力。
解剖异常
息肉和肌瘤会导致子宫内膜腔变形,并可能阻止胚胎附着于内膜。
遗传病
除了与卵子/精子质量相关的非整倍体外,如果父母的基因中存在易位,胚胎也会遗传这些致病基因,一般推荐用核型分析进行筛查。
植入失败或反复流产的治疗
胚胎植入失败和反复流产有几种治疗方法:
免疫疗法
免疫疗法是通过抑制免疫系统来抑制NK细胞的治疗方法,当然目前这一疗法还有争议,需要根据患者情况决定是否采用。
静脉注射(乳化脂肪)
乳化脂肪的功能是复杂的,但普遍认为可以抑制免疫细胞(尤其是NK细胞)的活性。
激素(Predisone)
Predisone是一种糖皮质激素,具有抗炎和免疫抑制的功能,它也可以用来加强胚胎植入和预防复发性流产。
胚胎胶
胚胎胶是一种含有透明质酸的胶体,它能使胚胎更容易“粘附”在子宫内膜上:
- 增加活产率、怀孕率和多胎率(因为通常IVF时会植入多个胚胎)
- 没有增加流产或其他不利影响
子宫内膜刮痕
子宫内膜刮痕是指在子宫内插入一种装置来“刮伤”子宫内膜,这当然会导致子宫内膜损伤和炎症,但这一人为的炎症环境却能让子宫内膜更容易接受胚胎植入。有一项小型研究,在胚胎植入前7天对子宫内膜进行“刮伤”,发现:
- 活产率增加
- 妊娠率增加
- 无流产增加
当然,现在有一项更大型的随机试验(约1300名女性)正在进行中,以验证这种“刮伤”疗法对于胚胎植入的有效性和安全性。