生娃有危險？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。上世紀七十年代起，我國政府開始倡導晚婚晚育。到今天，女性的生育年齡結構已經發(fā)生了巨大的變化，許多城市女性擔憂的是自己“年齡大了”，生孩子會不會危險，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的角度為大家解惑。

撰文 | 阿拉蕾（同濟大學醫(yī)學院內科學碩士）、曉蕊（上海交通大學醫(yī)學院婦產科學博士）

近年來，女性生育年齡推遲已經成為一種較為普遍的現象，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，生育年齡結構發(fā)生了巨大的變化。與此同時，“高齡”女性的生育能力、子代健康問題也備受關注。我們今天的話題，從一個真實的病例開始。

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

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

經全面分析后，醫(yī)生為王女士實施了“三代試管”技術。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胞也一起發(fā)育成熟，以取得更多成熟的卵母細胞。取得卵母細胞后，進行體外受精和體外培養(yǎng)，共獲得4個外觀正常的胚胎，取胚胎的部分細胞進行植入前遺傳學檢測，檢測結果顯示有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，其中包含了幾個關鍵點：“36歲”、“胎兒染色體異常”、“三代試管”。這些關鍵點的背后，都蘊藏了哪些信息，讓我們一個一個來分析。

事關卵子質量

關鍵點一：高齡

“高齡產婦”是大家耳熟能詳的詞匯，“再不生就年紀大了，影響孩子”也是許多人的擔憂或勸辭。但是，目前已有文獻對高齡的定義尚無共識。

在產科，高齡定義為孕婦分娩時年齡≥35歲，其生育力顯著下降，胎兒發(fā)育不良、子代出生缺陷的風險顯著增高。一項關于女性生育年齡對生育能力影響的報道顯示，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64%。

在生殖領域，則有不同的區(qū)分方法。據統(tǒng)計，女性絕經年齡多在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，應從卵巢儲備功能*的角度來定義“高齡”，而不限于她的實際年齡。

* 卵巢儲備功能的評估方法有很多，主要包括：臨床指標，基礎激素水平，卵巢影像學，卵巢刺激實驗。

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

女性的卵子在卵巢中要經歷原始卵泡→初級卵泡→次級卵泡→成熟卵泡漫長發(fā)育過程。新生女嬰兩側卵巢有70~200萬個原始卵泡，7~9歲時約有30~50萬個，青春期約有4萬個，到絕經期時，僅剩幾百個。從青春期開始，每月約有15~20個原始卵泡同時開始生長發(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、吸煙、有家族卵巢早衰（POF）史等，“高齡”也應定義為≥30歲。

關鍵點二：染色體異常

染色體是遺傳物質基因的載體，基因通過細胞分裂，隨著染色體的傳遞而傳遞。染色體如果發(fā)生異常，如數目和結構改變，都會造成基因的增加或缺失，導致染色體病。染色體異常的胚胎，大部分流產或死產；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，人類生殖細胞成熟后所采用的是一種特殊的分裂方式：減數分裂。所謂減數，就是分裂后的生殖細胞染色體數量減半——DNA復制1次，細胞連續(xù)分裂2次，最終形成的子細胞，染色體數目只有母細胞的一半。

減數分裂大致分為兩個階段：減數分裂I期和減數分裂II期。女性的卵細胞（卵子）是由卵母細胞經過兩次減數分裂而來，其染色體從卵母細胞的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)閱为氁粭lX。

在卵泡發(fā)育的最后階段，成熟卵泡會在排卵前36~48小時完成第一次減數分裂，產生1個次級卵母細胞。當卵泡發(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。

排卵后次級卵母細胞的命運分為兩種，在24小時內未受精，次級卵母細胞即退化；如果與精子相遇受精，次級卵母細胞即完成第二次減數分裂，形成1個成熟的卵細胞，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，不僅在于卵母細胞數量的減少，還有細胞質量下降。隨之出現的是卵母細胞染色體非整倍體發(fā)生率增加。非整倍體，就是指細胞內染色體數目增加或減少了1條或數條。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）。卵母細胞非整倍體發(fā)生的原因還不完全明確。現有研究顯示[1]，在女性卵細胞形成過程中的減數分裂II期，與年齡相關染色體結合力的減弱和丟失，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，是出現非整倍體的主要原因。

據統(tǒng)計，35歲女性卵母細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、流產率也相應增加，38歲以上女性流產率可達30%~40%。

在這里，我們稍微延伸一下話題。卵母細胞非整倍體的發(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？

答案是“會”。

一個月前，發(fā)表在《美國人類遺傳學雜志》（American Journal of Human Genetics）上的一項研究發(fā)現[2]，超過7%的卵母細胞至少存在一對“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胞進行了減數分裂，則產生非整倍體子代的風險顯著升高。

文章第一作者Terry Hassold在接受采訪時表示：“根據我們的咨詢經驗，一些經歷過流產或有過額外或缺失染色體孩子的夫婦常常有負罪感。我們的研究結果表明，事實恰恰相反，這些染色體中的許多錯誤是人類生物學中固有的?！?/p>

輔助生殖技術

關鍵點三：三代試管

三代試管，既往也叫胚胎植入前遺傳學診斷（PGD）、胚胎植入前遺傳學篩查（PGS），目前統(tǒng)稱為“Preimplantation Genetic Testing”（PGT），即“植入前胚胎遺傳學檢測”。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（卵胞質內單精子注射，ICSI）、第三代試管的名稱，只是代表了三種不同的助孕技術，分別針對不同原因導致的不孕，三者之間不存在優(yōu)劣。

三代試管，PGT，根據不同的指證，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、不明原因反復自然流產、不明原因反復種植失敗等，即文章開始展示的病例；第二類，PGT-SR，SR指Structural Rearrangements（結構重排），適用于夫婦任何一方或雙方攜帶染色體結構異常，包括易位、倒位等；第三類，PGT-M，M指Monogenic defects（單基因?。?，適用于攜帶有嚴重疾病的遺傳易感基因的致病突變患者，以及需要人類白細胞抗原（HLA）配型的情況。PGT通過對胚胎染色體進行篩查，將異常胚胎剔除，從而減少流產和生育異常后代的風險。

PGT是復雜的醫(yī)學與現代生物技術相結合的工程。操作過程包括：

1、激素誘導超排卵，獲得卵母細胞；

2、用常規(guī)體外受精或卵母細胞胞質內單精子注射，體外培養(yǎng)；

3、取部分胚胎細胞通過分子生物學方法進行相應的檢測；

4、將經分析正常的胚胎移植入子宮。

1968年，英國劍橋大學生理學家R.L.Gardner和R.G.Edwards首次將PGT技術應用于兔子，他們通過性染色質鑒別胚胎的性別，后實驗確定為雌性胚胎，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，世界上首例應用于人類胚胎的PGT，由英國倫敦皇家醫(yī)學研究生院哈默史密斯醫(yī)院婦產科A.H.Handyside團隊完成，治療對象為攜帶X連鎖隱形遺傳病的夫婦。研究人員利用單細胞聚合酶鏈式反應（PCR）對植入前胚胎進行性別鑒定，挑選女性胚胎進行移植，最終成功分娩健康雙胎女嬰[4]。2000年5月，我國中山大學附屬第一醫(yī)院生殖中心成功對血友病攜帶者進行PGT，誕生國內首例經PGT技術出生的健康嬰兒[5]。時隔20年，羊城晚報微信采訪了當年“勇于吃螃蟹”的母親。據了解，這個女孩的成長過程很順利，和其他孩子沒有區(qū)別，不太愛運動但是記憶力很不錯，正在讀大學[6]。

1990年首個接受PGT治療的病例，當時使用的分子生物學技術是PCR。隨著科學技術的不斷發(fā)展，更多細胞遺傳學技術被應用在PGT中，極大地提高了PGT的準確率和效率，例如熒光原位雜交技術（FISH）、全基因組SNP微陣列芯片（SNP array）、二代測序技術（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，染色體數目和結構的異常也是千差萬別，現有的技術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。以上海交通大學醫(yī)學院附屬仁濟醫(yī)院生殖中心的數據為例，PGT移植周期成功率在60%~70%。

病例中的關鍵點基本講完了，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進入公眾的視野，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，更把凍卵推上了風口浪尖[7]。

凍卵：不夠保險的保險箱

所謂凍卵，顧名思義就是“把卵細胞冷凍起來”。目前，應用于卵母細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，卵母細胞在低濃度保護劑的保護中，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，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劑，將卵母細胞迅速降溫，使得胞內液體直接轉化為一種非晶體的玻璃樣狀態(tài)，最后置于液氮中保存，減少了卵母細胞內部結構的損傷，提高了成功率。

相較精子冷凍（注：精子冷凍早在1953年即開始成功應用于人工受精）和胚胎冷凍，卵母細胞凍存技術的發(fā)展較緩慢。1986年，澳大利亞科學家首次報告用冷凍卵子（注：當時使用的是慢速程序化冷凍）結合試管嬰兒技術獲得成功妊娠[8]；2004年，我國首個“冷凍”（注：使用的是慢速程序化冷凍）寶寶在北京大學第一醫(yī)院出生[9]；2013年，美國生殖醫(yī)學協會（ASRM）正式摘掉凍卵的“實驗性”標簽[10]，可以廣泛應用于臨床，被視為“賦予女性生育權利的時代到來”。凍卵的具體技術、社會、倫理等問題，這里不做討論，讓我們來重點關注一下凍卵的遺傳學問題。

從遺傳學角度，既往認為，凍卵是安全的。然而，隨著相關研究的不斷增加，這個結論需要重新考慮。2019年，《美國醫(yī)學會雜志》（JAMA）發(fā)表了一項回顧性隊列研究[11]，由丹麥癌癥協會研究中心牽頭完成，分析1996年~2012年間，當地出生的1,085,172名嬰兒的生長發(fā)育情況。結果顯示，使用冷凍卵子出生的嬰兒，兒童期的患癌風險為44.4/10萬，自然受孕出生的嬰兒，風險為17.5/10萬。也就是說，前者的患癌風險是后者的兩倍多。其中，白血病和交感神經系統(tǒng)腫瘤的風險升高較明顯。而其他輔助生殖技術，例如體外受精、卵胞質內單精子注射等，并未發(fā)現相關聯系。作者在討論部分中指出，低溫保存技術可能會引起胚胎發(fā)育變化，潛在影響其在子宮內的生長，表觀遺傳學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”的現象，也暗示著遺傳的過程中，除了基因，還有其他的生物學機制發(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險。

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

總 結

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，并求助于現代醫(yī)學。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。

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

參考文獻

[1] Maria Shomper, Christina Lappa, and Greg FitzHarris. Kinetochore microtubule establishment is defective in oocytes from aged mice. Cell Cycle. 2014;13(7):1171-9.

[2] Terry Hassold, Heather Maylor-Hagen, Anna Wood, et al. Failure to recombine is a common feature of human oogenesis. Am J Hum Genet. 2021;108(1):16-24.

[3] R.L.Gardner, R.G.Edwards. Control of the sex ratio at full term in the rabbit by transferring sexed blastocysts. Nature. 1968;218(5139):346-9.

[4] A.H.Handyside, E.H. Kontogianni,K. Hardy, et al. Pregnancies from biopsied human preimplantation embryos sexed by Y-specific DNA amplification. Nature. 1990;344(6268):768-70.

[5] 徐艷文，莊廣倫，舒益民，等. 應用熒光原位雜交技術進行胚胎植入前性別診斷. 中華醫(yī)學雜志（英文版）. 2002;115(6):874-877.

[6] 羊城晚報. 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. 人卵母細胞凍融的研究與應用. 北京大學學報（醫(yī)學版）. 2004;36(6):664-667.

[10] Practice Committees of American Society for Reproductive Medicine, Society for Assisted Reproductive Technology. Mature oocyte cryopreservation: a guideline. Fertil Steril, 2013;99(1):37-43.

[11] Marie Hargreave, Allan Jensen, Merete Kj?r Hansen, et al. Association Between Fertility Treatment and Cancer Risk in Children. JAMA. 2019;322(22):2203-2210.

[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.