促性腺激素释放激素激动剂降调节激素替代治疗周期在冻融胚胎移植中的研究进展

段霞，王治鸿

随着辅助生殖技术（assisted reproductive technology，ART）的发展与成熟，冻融胚胎移植（frozen-thawed embryo transfer，FET）技术因其可有效避免卵巢过度刺激、宫腔积液、多胎妊娠风险及提高累积妊娠率，已成为体外受精-胚胎移植（in vitro fertilization-embryo transfer，IVF-ET）技术的重要补充。选择最佳的子宫内膜准备方案是改善FET妊娠结局的关键。临床常用的子宫内膜准备方案包括自然周期、控制性卵巢刺激（controlled ovarian stimulation，COS）周期、激素替代治疗（hormone replacement treatment，HRT）周期和降调节HRT周期。近来降调节HRT周期作为新方案逐渐受到重视并成为研究热点。现对促性腺激素释放激素激动剂（gonadotropin-releasing hormone agonist，GnRHa）降调节HRT的相关机制及其适宜人群进行综述。

1.1 抑制下丘脑-垂体-卵巢轴（hypothalamic pituitary-ovary axis，HPO轴）GnRHa是GnRH类似物，在天然GnRH基础上去除第6、10位氨基酸后生成，稳定性增强，与GnRH受体亲和力显著增加[1]。GnRHa与受体特异性结合后刺激垂体分泌卵泡刺激素和黄体生成素（luteinizing hormone，LH），出现短期的“激发效应”，而后由于GnRHa持续占据垂体，导致垂体表面缺失GnRH受体，不能对外源性或内源性GnRH产生应答，因此可起到2～4周降调节作用，有效抑制早发排卵和卵泡黄素化，提高卵子回收率，可灵活控制取卵时间，因此广泛应用于COS方案中。对于FET周期，降调节HRT周期在早卵泡期给予GnRHa预处理，充分降调节抑制HPO轴，使雌激素降低到基础值以下，避免了早发LH峰，进而降低高LH对“种植窗”和胚胎着床的不利影响[2]。

1.2 改善子宫内膜容受性子宫内膜容受性是指在“种植窗”子宫内膜允许胚胎接触、定位、黏附及植入的能力[3]。近年研究发现子宫内膜容受性与机体免疫和炎症代谢反应关系密切。GnRHa通过调控子宫内膜黏附分子、着床标志物及相关基因表达影响子宫内膜容受性[4]。GnRHa可恢复子宫内膜分泌的植入相关因子，如同源框基因A10（homeobox A10，HOXA10）和白细胞抑制因子等，进而调节子宫内膜发育，允许胚胎着床和内膜蜕膜化[5]。GnRHa也可使胞饮突发育成熟且数量明显增多，并增加内膜整合素αvβ3的表达，下调转化生长因子β（transforming growth factor-β，TGF-β）信号转导通路，通过介导子宫内膜上皮细胞与绒毛滋养层细胞间相互作用促进囊胚的黏附[6]。还有研究认为，GnRHa通过减少肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白细胞介素8（interleukin-8，IL-8）等炎症因子的释放来改善盆腔微环境，有利于胚胎着床[7]。相关学者研究指出GnRHa可通过增加子宫内膜分泌GnRH-Ⅰ和GnRH-Ⅱ而激活水解内膜间质蛋白的酶类，同时调节基质金属蛋白酶9（matrix metalloproteinase-9，MMP-9）和MMP-2，增加尿激酶型纤溶酶激活物的表达，进而改善子宫内膜容受性[8]。

降调节HRT周期多用于有痛经史、多囊卵巢综合征（polycystic ovary syndrome，PCOS）、子宫内膜异位症（endometriosis，EMs）、子宫腺肌病、反复着床失败（repeated implantation failure，RIF）或薄型子宫内膜等患者。

2.1 PCOSPCOS是育龄期妇女最常见的内分泌及代谢紊乱性疾病，以排卵障碍、高雄激素血症，以及可能伴发的卵巢多囊样改变为主要临床表现[9]。FET已广泛用于PCOS妇女，以减少卵巢过度刺激的风险。该类患者尽管纠正了排卵缺陷，但其总体妊娠率并不高。研究认为较高的RIF发生率与PCOS相关的高LH及高睾酮水平有关，高水平LH使子宫内膜提前转化为分泌期，丧失与胚胎着床的同步性。Mokhtar等[10]发现在大鼠模型中，睾酮可以抑制内膜胞饮突及MECA-79、HOXA10的表达，干扰子宫内膜增生、分泌，导致着床失败。GnRHa下调垂体GnRH受体，抑制促性腺激素，LH、雌二醇（estradiol，E2）及睾酮水平随即下降，同时通过旁分泌/自分泌途径直接作用于子宫内膜相关受体，增加子宫内膜受体标志物表达以提高子宫内膜容受性[11]。降调节HRT方案显著降低了PCOS患者的周期取消率，医患双方选择胚胎解冻与移植时间也较为自由，尽管额外使用GnRHa增加了费用，补充外源性E2增加了血栓形成风险，但降调节HRT方案对于PCOS患者仍是一种灵活方便的内膜准备方案，同时有效改善FET周期的妊娠结局[12]。

2.2 EMsEMs是指有功能或有活性的子宫内膜组织（腺体和间质）异位至子宫腔以外部位的雌激素依赖的慢性炎症性疾病，20%～50%的EMs患者合并不孕症[13]。EMs患者导致不孕的机制主要包括卵巢反应性降低及储备功能减退、子宫内膜微环境改变及容受性降低、卵母细胞和胚胎质量降低、抗苗勒管激素水平降低和相关蛋白的异常表达等[14]。目前研究表明免疫失调在EMs病因中起着关键作用[15]。相关研究表明EMs患者在位子宫内膜各种分子表达异常，如整合素ανβ3、HOXA10以及HDAC3表达下降。HDAC3是一种重组人组蛋白去乙酰化酶，在小鼠实验中，HDAC3缺陷可诱导巨噬细胞释放TGF-β，导致子宫内膜渐进性纤维化，同时使雌激素受体（estrogen receptor，ER）与孕激素受体（progesterone receptor，PR）表达减少，降低子宫内膜容受性[16]。还有研究发现，合并不孕症的EMs患者腹腔液中IL-1、IL-6、IL-10、IL-1β、TNF-α和TGF-β1等促炎因子水平升高，可能导致卵母细胞和胚胎质量下降以及胚胎黏附、着床和血管生成过程受损，其中IL-1通过抑制ER-α和PR改变类固醇激素信号调节通路，引起内膜细胞内ER-α、PR间隙连接蛋白的消耗，进一步干扰子宫内膜蜕膜的形成[17]；
IL-6可能诱导B细胞和细胞毒性T细胞分化，促进急性期炎性反应，同时降低自然杀伤细胞（natural killer cell，NK细胞）活性，NK细胞功能障碍与EMs病灶组织细胞逃脱机体免疫监视相关，而高浓度IL-6同时可抑制子宫内膜间质细胞增殖，降低精子的活力[18]。总之，EMs患者性激素水平失衡、免疫失调、慢性炎症等多种因素的共同作用对育龄期女性生殖健康造成不良影响。

随着ART的不断发展，IVF-ET已成为治疗EMs患者不孕的有效手段。有研究发现EMs患者可获得的平均卵母细胞数量较少，且新鲜周期胚胎移植取消率较高，而使用FET替代新鲜周期可得到更高的临床妊娠率[19]。近年发现在众多子宫内膜准备方案中，GnRHa预处理可改善EMs患者的妊娠结局，然而其作用机制尚未完全明确。应用GnRHa可降低EMs患者腹腔液、卵泡液和种植环境中的细胞毒性因子（TNF-α、IL-6、IL-8等）以及氧化应激标志物的浓度，进而保护卵母细胞，改善IVF-ET的妊娠结局[20]。除抑制局部炎性反应与减少氧化应激外，GnRHa还可通过前文所述机制改善子宫内膜容受性。众所周知，EMs患者由于异位子宫内膜的存在，血清糖类抗原125（carbohydrate antigen 125，CA125）水平升高，且与病情严重程度呈正相关[21]。李丹[14]发现GnRHa+HRT组较自然周期组、诱发排卵方案组、HRT组胚胎移植日血清CA125水平明显降低，胚胎种植率及临床妊娠率明显升高，推测GnRHa可降低血清CA125水平进而改善不孕女性妊娠结局，然而其具体机制尚不清楚。目前多数临床研究支持GnRHa有助于改善EMs人群FET妊娠结局，但影响EMs患者生育力因素众多且复杂，还需更多大样本多中心的研究进行验证。

2.3 子宫腺肌病子宫腺肌病是子宫内膜及腺体侵入子宫肌层，伴有周围平滑肌细胞反应性增生的良性子宫疾病，多以经期延长、经量过多、继发性痛经和进行性加重为主要临床表现[22]。子宫腺肌病影响着越来越多的育龄期女性，甚至严重影响其生育功能，但关于子宫腺肌病的具体病因知之甚少。一般认为是由于子宫内膜的基底层异常生长至子宫内膜下肌层所致，这种内生长可能是腹腔手术、妊娠或功能失调性子宫蠕动过度、子宫内膜下子宫肌层收缩功能失调导致基底层内膜错位进入肌层。有研究发现异位子宫内膜上皮中环氧合酶水平增加，而在位子宫内膜芳香化酶细胞色素P450表达增加，同时产生炎症介质和游离氧自由基，导致活化的巨噬细胞和NK细胞群密度增加，改变宫腔及盆腹腔内环境，导致卵母细胞质量下降并影响其正常受精、发育及着床[23]。GnRHa由于暂时抑制HPO轴并诱导低雌激素效应，可抑制并缩小子宫腺肌病病灶进而缓解其症状，同时对异位的子宫内膜细胞产生抗增殖和抗凋亡作用，改善腹腔内环境，提高子宫内膜容受性，更有利于卵母细胞的成熟和发育。相关研究也表明常规HRT前进行GnRHa预处理可显著提高子宫腺肌病患者的妊娠率[24]。

2.4 RIF目前全球尚无统一的RIF标准化定义，定义上的差异主要集中在失败胚胎移植次数，移植胚胎的数量、质量及期别，以及患者年龄限制等方面。Coughlan等[25]将RIF定义为40岁以下女性至少3次新鲜或冷冻周期内移植至少4枚优质胚胎后未能实现临床妊娠。2018年中国胚胎植入前遗传学诊断/筛查专家共识认为，移植3次以上或移植高评分卵裂期胚胎4～6枚或高评分囊胚3枚及以上均失败者即可诊断RIF[26]。

RIF病因纷繁复杂，排除胚胎缺陷、宫腔异常、子宫内膜容受性下降、患者高龄及生活方式与环境因素后，免疫因素一直是RIF机制探讨的热点，目前尚未达成共识。子宫NK细胞是母胎界面中主要的免疫细胞群，其表面抗原表达标志包括CD16和CD56，CD16负责抗体依赖性细胞毒性作用，CD56可分化为2个亚群，其中CD56dim（低表达型）是细胞毒性最强的亚群，CD56bright（高表达型）亚群毒性相对较弱，可产生γ干扰素（interferon-γ，IFN-γ）、TNF-α等促炎标志物，大多数子宫NK细胞表型为CD56brightCD16，属于低细胞毒性，在胚胎种植中发挥相应免疫调节作用[27]。近年研究证实，外周血中的NK细胞和子宫内膜中的NK细胞表面标志物异常表达与复发性流产和RIF有关[28-29]。

人类子宫内膜中除了子宫NK细胞之外，其他免疫细胞可能也参与子宫内膜成熟、胚胎植入以及胎盘形成过程，其中T淋巴细胞约占内膜免疫细胞的40%～50%。根据其分泌的不同细胞因子表型可将T细胞分为Th1细胞和Th2细胞，Th1细胞分泌IFN-γ、IL-2和TNF-α等细胞因子，主要介导急性同种异体移植的排斥免疫和炎症反应，抑制滋养层细胞发育，最终导致胚胎排斥；
Th2细胞分泌IL-4、IL-10和IL-6等细胞因子，可能诱导并维持同种异体移植耐受状态，调节子宫内膜血管增生，抑制单核细胞分泌Th1细胞来源的组织因子[30]。因此，Th2细胞介导的免疫耐受对成功着床和维持妊娠至关重要，Th1/Th2的平衡调节了妊娠期间胎儿母体免疫耐受性，外周系统性和母胎界面的Th1/Th2细胞失衡对妊娠不利，易导致流产。Kwak-Kim等[31]发现多次IVF失败的妇女Th1/Th2比值较高，然而临床上尚未常规开展这方面的免疫检查。主动免疫治疗可通过调节Th1/Th2细胞平衡提高妊娠率。免疫异常的RIF患者在FET周期中使用GnRHa可部分逆转Th2类细胞因子，使Th1/Th2达到平衡，同时可调节子宫NK细胞活性，促进母胎免疫耐受，避免种植失败及妊娠丢失。目前多项研究发现RIF患者应用GnRHa降调节HRT方案准备内膜，可显著提高胚胎种植率、临床妊娠率以及持续妊娠率[32-33]。

2.5 薄型子宫内膜子宫内膜厚度是目前评估子宫内膜容受性最常见的指标。薄型子宫内膜是指子宫内膜厚度低于可获得妊娠的厚度阈值，然而目前对此阈值尚无统一共识，多数将子宫内膜厚度≤7 mm定义为薄型子宫内膜。子宫内膜存在GnRHa受体，GnRHa可增加子宫内膜厚度，有助于提高胚胎种植率和活产率，因此，垂体降调节是改善薄型子宫内膜容受性的有效方法[34]。

2.6 卵泡期高血清孕酮水平在IVF-ET周期中由于控制性超排卵的广泛应用，部分患者可出现血清孕酮升高，进而影响临床妊娠率。目前扳机日血清孕酮阈值是根据对IVF结局影响程度而确定的，尚未达成共识。多数学者认为孕酮最佳阈值为1.5 ng/mL，当孕酮水平超过1.5 ng/mL时，妊娠率下降较为显著[35-36]，可能是因为影响了胚胎质量与子宫内膜容受性。目前普遍认为人绒毛膜促性腺激素（human chorionic gonadotropin，hCG）日孕酮水平升高是通过改变子宫内膜容受性而非影响胚胎质量来降低妊娠率，但也有研究认为hCG日孕酮水平≥4.0 nmol/L时可明显影响卵母细胞与胚胎质量[37]。hCG日血清孕酮水平升高可促使子宫内膜腺体发育更加成熟，子宫内膜分泌期转化提前，种植窗提前开放，内膜与胚胎发育不同步，导致子宫内膜容受性下降。2020年一项研究发现高孕酮水平患者的DNA高甲基化和子宫内膜黏附分子低表达，如黏液蛋白-1可能是在表观遗传方面影响了子宫内膜容受性[38]。Van Vaerenbergh等[39]进行子宫内膜基因检测发现高孕酮患者有25个子宫内膜受体基因表达失调，这些基因在细胞黏附、发育等过程发挥重要作用。此外，Li等[40]发现过早升高的孕酮会扰乱子宫内膜种植窗期的脂质平衡，可能影响子宫内膜容受性和早期胚胎着床。总之，卵泡期孕酮水平在基因、分子及代谢方面均可影响子宫内膜的容受性，因此GnRHa垂体降调节通过避免上述过程改善妊娠结局，但仍需更多相关临床研究予以证实。

GnRHa降调节HRT周期相较于自然周期、HRT周期属于一种较新的子宫内膜准备方案，尤其适用于PCOS、EMs、子宫腺肌病、RIF和薄型子宫内膜等不孕患者。适当使用GnRHa降调节不仅可以控制性超排卵，还可通过抗炎、免疫调节等进一步提高子宫内膜容受性，从而改善妊娠结局。但是GnRHa的应用增加了雌激素使用时间以及使用量，延长了周期准备时间，加重了患者经济负担，因此临床医师需权衡利弊，制定个体化方案，使患者利益最大化。未来尚需开展更大样本的前瞻性研究，更好地指导不同人群的不孕患者，实现精准医疗。