生娃有危險(xiǎn)？怕娃不健康？凍卵可取嗎？破解“高齡”女性生育難題

昨日突然爆出的娛樂圈明星八卦，將“代孕”一詞送上了熱搜，女性的生育焦慮也被再一次喚起。上世紀(jì)七十年代起，我國政府開始倡導(dǎo)晚婚晚育。到今天，女性的生育年齡結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化，許多城市女性擔(dān)憂的是自己“年齡大了”，生孩子會不會危險(xiǎn)，孩子生出來會不會健康。女性面對生育難題，是該順其自然，還是用助孕措施“逆天改命”？今天的文章將從遺傳學(xué)的角度為大家解惑。

撰文 | 阿拉蕾（同濟(jì)大學(xué)醫(yī)學(xué)院內(nèi)科學(xué)碩士）、曉蕊（上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院婦產(chǎn)科學(xué)博士）

近年來，女性生育年齡推遲已經(jīng)成為一種較為普遍的現(xiàn)象，在大城市尤為突出。一方面，隨著社會的發(fā)展，女性社會地位不斷提升，接受教育以及外出工作的比例明顯增加，生育觀念也隨之改變；另一方面，國家“二胎”政策全面放開，將有更多的80后、90后女性有“二胎”需求，生育年齡結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大的變化。與此同時(shí)，“高齡”女性的生育能力、子代健康問題也備受關(guān)注。我們今天的話題，從一個真實(shí)的病例開始。

王女士婚后兩次懷孕，都在3個月不到的時(shí)候，孩子莫名“沒了”。她來到醫(yī)院的生殖醫(yī)學(xué)中心就診，病史顯示：

王女士，36歲，結(jié)婚3年，已有兩次自然受孕。但是，在孕70天時(shí)，B超顯示未見胎心，最后均行清宮術(shù)終止妊娠。第二次懷孕時(shí)行胚胎絨毛染色體檢查，結(jié)果顯示為16-三體綜合征（注：就是指16號染色體多了1條，導(dǎo)致胎兒發(fā)育異常，自然流產(chǎn)）。女方染色體、男方染色體和精液檢查均在正常范圍。

王女士，36歲，結(jié)婚3年，已有兩次自然受孕。但是，在孕70天時(shí)，B超顯示未見胎心，最后均行清宮術(shù)終止妊娠。第二次懷孕時(shí)行胚胎絨毛染色體檢查，結(jié)果顯示為16-三體綜合征（注：就是指16號染色體多了1條，能致胎兒發(fā)育異常，自然流產(chǎn)）。女方染色體、男方染色體和精液檢查均在正常范圍。

經(jīng)全面分析后，醫(yī)生為王女士實(shí)施了“三代試管”技術(shù)。首先，給予患者促排卵治療，通過藥物影響性激素水平，讓原本要退化的卵母細(xì)胞也一起發(fā)育成熟，以取得更多成熟的卵母細(xì)胞。取得卵母細(xì)胞后，進(jìn)行體外受精和體外培養(yǎng)，共獲得4個外觀正常的胚胎，取胚胎的部分細(xì)胞進(jìn)行植入前遺傳學(xué)檢測，檢測結(jié)果顯示有2個胚胎是推薦移植的。隨后，將其中1個正常胚胎移植入患者子宮后成功妊娠。

這個病例可以看作是部分“高齡”女性生育問題的縮影，其中包含了幾個關(guān)鍵點(diǎn)：“36歲”、“胎兒染色體異?！?、“三代試管”。這些關(guān)鍵點(diǎn)的背后，都蘊(yùn)藏了哪些信息，讓我們一個一個來分析。

事關(guān)卵子質(zhì)量

關(guān)鍵點(diǎn)一：高齡

“高齡產(chǎn)婦”是大家耳熟能詳?shù)脑~匯，“再不生就年紀(jì)大了，影響孩子”也是許多人的擔(dān)憂或勸辭。但是，目前已有文獻(xiàn)對高齡的定義尚無共識。

在產(chǎn)科，高齡定義為孕婦分娩時(shí)年齡≥35歲，其生育力顯著下降，胎兒發(fā)育不良、子代出生缺陷的風(fēng)險(xiǎn)顯著增高。一項(xiàng)關(guān)于女性生育年齡對生育能力影響的報(bào)道顯示，在20~24歲已婚女性中，不孕癥發(fā)生率為6%，25~29歲為9%，30~34歲為15%，35~39歲為30%，40~44歲達(dá)64%。

在生殖領(lǐng)域，則有不同的區(qū)分方法。據(jù)統(tǒng)計(jì)，女性絕經(jīng)年齡多在40~60歲，平均年齡為51歲。但是，卵巢衰老的速度存在個體間差異，生理年齡不等于卵巢年齡，應(yīng)從卵巢儲備功能*的角度來定義“高齡”，而不限于她的實(shí)際年齡。

* 卵巢儲備功能的評估方法有很多，主要包括：臨床指標(biāo)，基礎(chǔ)激素水平，卵巢影像學(xué)，卵巢刺激實(shí)驗(yàn)。

卵巢儲備功能直接關(guān)乎卵子的數(shù)量。不少人都聽說過，女性一生中卵子的數(shù)量是有限的，但究竟是多少呢？

女性的卵子在卵巢中要經(jīng)歷原始卵泡→初級卵泡→次級卵泡→成熟卵泡漫長發(fā)育過程。新生女嬰兩側(cè)卵巢有70~200萬個原始卵泡，7~9歲時(shí)約有30~50萬個，青春期約有4萬個，到絕經(jīng)期時(shí)，僅剩幾百個。從青春期開始，每月約有15~20個原始卵泡同時(shí)開始生長發(fā)育，但是通常只有1~2個可以發(fā)育成熟并排卵。最終，女性一生中共排卵400~500個，其余卵泡均在發(fā)育過程中退化。

然而，對于原因不明的不孕癥，“高齡”可定義為≥30歲。對于存在不孕高危因素的女性，例如單卵巢、卵巢囊腫摘除術(shù)、吸煙、有家族卵巢早衰（POF）史等，“高齡”也應(yīng)定義為≥30歲。

關(guān)鍵點(diǎn)二：染色體異常

染色體是遺傳物質(zhì)基因的載體，基因通過細(xì)胞分裂，隨著染色體的傳遞而傳遞。染色體如果發(fā)生異常，如數(shù)目和結(jié)構(gòu)改變，都會造成基因的增加或缺失，導(dǎo)致染色體病。染色體異常的胚胎，大部分流產(chǎn)或死產(chǎn)；存活下來的患者，多具有先天性多發(fā)畸形、智力發(fā)育障礙、生長發(fā)育遲緩等臨床特征。

我們知道，人類生殖細(xì)胞成熟后所采用的是一種特殊的分裂方式：減數(shù)分裂。所謂減數(shù)，就是分裂后的生殖細(xì)胞染色體數(shù)量減半——DNA復(fù)制1次，細(xì)胞連續(xù)分裂2次，最終形成的子細(xì)胞，染色體數(shù)目只有母細(xì)胞的一半。

減數(shù)分裂大致分為兩個階段：減數(shù)分裂I期和減數(shù)分裂II期。女性的卵細(xì)胞（卵子）是由卵母細(xì)胞經(jīng)過兩次減數(shù)分裂而來，其染色體從卵母細(xì)胞的46條（以2n表示，稱為二倍體）變?yōu)?3條（以n表示，稱為單倍體），性染色體也由XX變?yōu)閱为?dú)一條X。

在卵泡發(fā)育的最后階段，成熟卵泡會在排卵前36~48小時(shí)完成第一次減數(shù)分裂，產(chǎn)生1個次級卵母細(xì)胞。當(dāng)卵泡發(fā)育為成熟卵泡后，其向卵巢表面移動，成熟卵泡壁破裂，次級卵母細(xì)胞及其他成分一起從卵巢排出，這就是排卵。

排卵后次級卵母細(xì)胞的命運(yùn)分為兩種，在24小時(shí)內(nèi)未受精，次級卵母細(xì)胞即退化；如果與精子相遇受精，次級卵母細(xì)胞即完成第二次減數(shù)分裂，形成1個成熟的卵細(xì)胞，也就是卵子。

女性卵巢衰老會造成生育能力下降，而卵巢衰老的主要表現(xiàn)，不僅在于卵母細(xì)胞數(shù)量的減少，還有細(xì)胞質(zhì)量下降。隨之出現(xiàn)的是卵母細(xì)胞染色體非整倍體發(fā)生率增加。非整倍體，就是指細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目增加或減少了1條或數(shù)條。例如，某號染色體少了1條，就叫單體型（2n-1）；某號染色體多了1條，就叫三體型（2n+1）。卵母細(xì)胞非整倍體發(fā)生的原因還不完全明確。現(xiàn)有研究顯示[1]，在女性卵細(xì)胞形成過程中的減數(shù)分裂II期，與年齡相關(guān)染色體結(jié)合力的減弱和丟失，姐妹染色單體過早的發(fā)生與紡錘體微管的偏移和錯配，使染色體分離錯誤，是出現(xiàn)非整倍體的主要原因。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，35歲女性卵母細(xì)胞染色體非整倍體的發(fā)生率約10%，40歲女性急劇上升至30%，43歲為40%，而45歲以上女性的卵母細(xì)胞幾乎均為非整倍體。因此，隨著年齡的增加，唐氏綜合征（即21-三體綜合征）、18-三體綜合征、13-三體綜合征等染色體異常的發(fā)生率、流產(chǎn)率也相應(yīng)增加，38歲以上女性流產(chǎn)率可達(dá)30%~40%。

在這里，我們稍微延伸一下話題。卵母細(xì)胞非整倍體的發(fā)生是影響高齡女性生育能力的重要原因，那這種情況會不會在年輕女性中出現(xiàn)？

答案是“會”。

一個月前，發(fā)表在《美國人類遺傳學(xué)雜志》（American Journal of Human Genetics）上的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)[2]，超過7%的卵母細(xì)胞至少存在一對“無交換”染色體，且這種情況不受母體年齡的影響。如果含有無交換染色體的卵母細(xì)胞進(jìn)行了減數(shù)分裂，則產(chǎn)生非整倍體子代的風(fēng)險(xiǎn)顯著升高。

文章第一作者Terry Hassold在接受采訪時(shí)表示：“根據(jù)我們的咨詢經(jīng)驗(yàn)，一些經(jīng)歷過流產(chǎn)或有過額外或缺失染色體孩子的夫婦常常有負(fù)罪感。我們的研究結(jié)果表明，事實(shí)恰恰相反，這些染色體中的許多錯誤是人類生物學(xué)中固有的?！?/p>

輔助生殖技術(shù)

關(guān)鍵點(diǎn)三：三代試管

三代試管，既往也叫胚胎植入前遺傳學(xué)診斷（PGD）、胚胎植入前遺傳學(xué)篩查（PGS），目前統(tǒng)稱為“Preimplantation Genetic Testing”（PGT），即“植入前胚胎遺傳學(xué)檢測”。有人可能會問，既然叫“三代”，是不是比“一代”和“二代”更高級？并不是！第一代（體外受精-胚胎移植，IVF-ET）、第二代（卵胞質(zhì)內(nèi)單精子注射，ICSI）、第三代試管的名稱，只是代表了三種不同的助孕技術(shù)，分別針對不同原因?qū)е碌牟辉?，三者之間不存在優(yōu)劣。

三代試管，PGT，根據(jù)不同的指證，又可分為三類。第一類，PGT-A，A指Aneuploidies（非整倍體），適用于女方高齡、不明原因反復(fù)自然流產(chǎn)、不明原因反復(fù)種植失敗等，即文章開始展示的病例；第二類，PGT-SR，SR指Structural Rearrangements（結(jié)構(gòu)重排），適用于夫婦任何一方或雙方攜帶染色體結(jié)構(gòu)異常，包括易位、倒位等；第三類，PGT-M，M指Monogenic defects（單基因病），適用于攜帶有嚴(yán)重疾病的遺傳易感基因的致病突變患者，以及需要人類白細(xì)胞抗原（HLA）配型的情況。PGT通過對胚胎染色體進(jìn)行篩查，將異常胚胎剔除，從而減少流產(chǎn)和生育異常后代的風(fēng)險(xiǎn)。

PGT是復(fù)雜的醫(yī)學(xué)與現(xiàn)代生物技術(shù)相結(jié)合的工程。操作過程包括：

1、激素誘導(dǎo)超排卵，獲得卵母細(xì)胞；

2、用常規(guī)體外受精或卵母細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)單精子注射，體外培養(yǎng)；

3、取部分胚胎細(xì)胞通過分子生物學(xué)方法進(jìn)行相應(yīng)的檢測；

4、將經(jīng)分析正常的胚胎移植入子宮。

1968年，英國劍橋大學(xué)生理學(xué)家R.L.Gardner和R.G.Edwards首次將PGT技術(shù)應(yīng)用于兔子，他們通過性染色質(zhì)鑒別胚胎的性別，后實(shí)驗(yàn)確定為雌性胚胎，將胚胎放入受體雌兔的子宮中，最后成功誕生了一批雌性小兔[3]。1990年，世界上首例應(yīng)用于人類胚胎的PGT，由英國倫敦皇家醫(yī)學(xué)研究生院哈默史密斯醫(yī)院婦產(chǎn)科A.H.Handyside團(tuán)隊(duì)完成，治療對象為攜帶X連鎖隱形遺傳病的夫婦。研究人員利用單細(xì)胞聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）對植入前胚胎進(jìn)行性別鑒定，挑選女性胚胎進(jìn)行移植，最終成功分娩健康雙胎女嬰[4]。2000年5月，我國中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院生殖中心成功對血友病攜帶者進(jìn)行PGT，誕生國內(nèi)首例經(jīng)PGT技術(shù)出生的健康嬰兒[5]。時(shí)隔20年，羊城晚報(bào)微信采訪了當(dāng)年“勇于吃螃蟹”的母親。據(jù)了解，這個女孩的成長過程很順利，和其他孩子沒有區(qū)別，不太愛運(yùn)動但是記憶力很不錯，正在讀大學(xué)[6]。

1990年首個接受PGT治療的病例，當(dāng)時(shí)使用的分子生物學(xué)技術(shù)是PCR。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，更多細(xì)胞遺傳學(xué)技術(shù)被應(yīng)用在PGT中，極大地提高了PGT的準(zhǔn)確率和效率，例如熒光原位雜交技術(shù)（FISH）、全基因組SNP微陣列芯片（SNP array）、二代測序技術(shù)（NGS）等。

需要特別說明的是，盡管PGT的發(fā)展很快，卻也不是“萬無一失”。一方面，目前人類已知有2萬多種遺傳疾病，染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)的異常也是千差萬別，現(xiàn)有的技術(shù)只能解決其中一小部分問題；另一方面，胚胎完成檢測后，繼續(xù)發(fā)育的過程中，受到環(huán)境、藥物等因素的影響，也可能會再次發(fā)生遺傳物質(zhì)的改變。正如上面病例中所提到的，接受PGT治療的患者，在孕中期需要再次進(jìn)行羊水穿刺或者絨毛膜活檢來確定胚胎的遺傳狀況。以上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院生殖中心的數(shù)據(jù)為例，PGT移植周期成功率在60%~70%。

病例中的關(guān)鍵點(diǎn)基本講完了，看到這里，或許有人會發(fā)出這樣的感嘆：好像PGT也不過如此！對于那些又想專注于事業(yè)，又想保存生育能力的女性，是否還有更好的解決方法？近些年，西方國家單身女性凍卵已經(jīng)進(jìn)入公眾的視野，女明星的“親身示范”，更把凍卵捧成了保存生育的“后悔藥”。2019年12月，一名31歲未婚女子向北京朝陽區(qū)法院起訴北京婦產(chǎn)醫(yī)院生殖中心拒絕為其冷凍卵子的案例，更把凍卵推上了風(fēng)口浪尖[7]。

凍卵：不夠保險(xiǎn)的保險(xiǎn)箱

所謂凍卵，顧名思義就是“把卵細(xì)胞冷凍起來”。目前，應(yīng)用于卵母細(xì)胞冷凍的方法主要有慢速程序化冷凍和玻璃化冷凍。慢速程序化冷凍是早期使用的方法，卵母細(xì)胞在低濃度保護(hù)劑的保護(hù)中，在程序化冷凍儀控制下，緩慢地程序性降溫，最后置于液氮中保存。隨著冷凍方法的不斷改進(jìn)，程序化冷凍逐漸被玻璃化冷凍所替代。后者是利用高濃度冷凍保護(hù)劑，將卵母細(xì)胞迅速降溫，使得胞內(nèi)液體直接轉(zhuǎn)化為一種非晶體的玻璃樣狀態(tài)，最后置于液氮中保存，減少了卵母細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損傷，提高了成功率。

相較精子冷凍（注：精子冷凍早在1953年即開始成功應(yīng)用于人工受精）和胚胎冷凍，卵母細(xì)胞凍存技術(shù)的發(fā)展較緩慢。1986年，澳大利亞科學(xué)家首次報(bào)告用冷凍卵子（注：當(dāng)時(shí)使用的是慢速程序化冷凍）結(jié)合試管嬰兒技術(shù)獲得成功妊娠[8]；2004年，我國首個“冷凍”（注：使用的是慢速程序化冷凍）寶寶在北京大學(xué)第一醫(yī)院出生[9]；2013年，美國生殖醫(yī)學(xué)協(xié)會（ASRM）正式摘掉凍卵的“實(shí)驗(yàn)性”標(biāo)簽[10]，可以廣泛應(yīng)用于臨床，被視為“賦予女性生育權(quán)利的時(shí)代到來”。凍卵的具體技術(shù)、社會、倫理等問題，這里不做討論，讓我們來重點(diǎn)關(guān)注一下凍卵的遺傳學(xué)問題。

從遺傳學(xué)角度，既往認(rèn)為，凍卵是安全的。然而，隨著相關(guān)研究的不斷增加，這個結(jié)論需要重新考慮。2019年，《美國醫(yī)學(xué)會雜志》（JAMA）發(fā)表了一項(xiàng)回顧性隊(duì)列研究[11]，由丹麥癌癥協(xié)會研究中心牽頭完成，分析1996年~2012年間，當(dāng)?shù)爻錾?,085,172名嬰兒的生長發(fā)育情況。結(jié)果顯示，使用冷凍卵子出生的嬰兒，兒童期的患癌風(fēng)險(xiǎn)為44.4/10萬，自然受孕出生的嬰兒，風(fēng)險(xiǎn)為17.5/10萬。也就是說，前者的患癌風(fēng)險(xiǎn)是后者的兩倍多。其中，白血病和交感神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤的風(fēng)險(xiǎn)升高較明顯。而其他輔助生殖技術(shù)，例如體外受精、卵胞質(zhì)內(nèi)單精子注射等，并未發(fā)現(xiàn)相關(guān)聯(lián)系。作者在討論部分中指出，低溫保存技術(shù)可能會引起胚胎發(fā)育變化，潛在影響其在子宮內(nèi)的生長，表觀遺傳學(xué)改變是一種可能的解釋。

“龍生龍，鳳生鳳”是我們對“遺傳”最直觀的理解。但是，“龍生九子，各有不同”的現(xiàn)象，也暗示著遺傳的過程中，除了基因，還有其他的生物學(xué)機(jī)制發(fā)揮了作用。表觀遺傳，指的就是DNA序列不改變的情況下，基因表達(dá)中的多種變化，例如DNA修飾、翻譯后修飾等，這種變化可以穩(wěn)定遺傳。而低溫保存技術(shù)可能會引發(fā)胚胎的表觀遺傳改變，給嬰兒將來的成長帶來風(fēng)險(xiǎn)。

圍繞卵母細(xì)胞玻璃化冷凍對表觀遺傳和基因表達(dá)的影響，2020年8月，《臨床表觀遺傳學(xué)》雜志（Clin Epigenetics）發(fā)布一篇綜述[12]。分析顯示，表觀遺傳調(diào)節(jié)方面，動物研究中發(fā)現(xiàn)，凍卵對DNA甲基化、miRNA、組蛋白修飾均有影響；基因表達(dá)方面，人群研究中發(fā)現(xiàn)，凍卵可能會降低卵母細(xì)胞發(fā)育相關(guān)的轉(zhuǎn)錄水平，動物研究中則顯示出轉(zhuǎn)錄調(diào)控、細(xì)胞分化和有絲分裂、肌動蛋白細(xì)胞骨架調(diào)控以及凋亡途徑的改變。由此可見，由于凍卵技術(shù)的歷史只有30多年，凍卵的遺傳學(xué)安全性問題，需要未來更多的研究來完善，凍卵并不是“生育保險(xiǎn)箱”。

總 結(jié)

傳統(tǒng)觀念中，注重“在合適的年齡，做合適的事情”。但是隨著社會節(jié)奏的加快，很多女性及其家庭不得不面對“高齡”這個問題，并求助于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)。影響女性生育能力的因素有很多，今天所說的只是其中一部分。

加拿大皇家學(xué)院（科學(xué)院）院士Peter Leung教授給《實(shí)用人類輔助生殖技術(shù)》（黃荷鳳編，人民衛(wèi)生出版社2018版）作序時(shí)寫道：“醫(yī)學(xué)知識和技術(shù)的進(jìn)步，給人類的生命和健康帶來了令人欣喜的成就，輔助生殖技術(shù)日新月異，開創(chuàng)孕育生命的新篇?！钡牵瑥尼t(yī)生的角度，我們也希望能充分告知大家醫(yī)學(xué)的“不完美性”。保持客觀理性，大自然會給我們優(yōu)勝劣汰最好的結(jié)局。

參考文獻(xiàn)

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[6] 羊城晚報(bào). 2020.07.14. 中國首個第三代試管嬰兒今年20歲了，就出生在廣州！

[7] 北京日報(bào)客戶端. 2019.12.23.“冷凍卵子”遭醫(yī)院拒絕，女子告上法院.

[8] C Chen. Pregnancy after human oocyte cryopreservation. Lancet. 1986;1(8486):884-6.

[9] 李曉紅. 人卵母細(xì)胞凍融的研究與應(yīng)用. 北京大學(xué)學(xué)報(bào)（醫(yī)學(xué)版）. 2004;36(6):664-667.

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[12] Julie Barberet, Fatima Barry, Cecile Choux, et al. What impact does oocyte vitrification have on epigenetics and gene expression? Clin Epigenetics. 2020;12(1):121.