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2022高龄女性低生育与高非整倍体胚胎相关性的研究进展（全文）
【摘要】高龄女性面临低妊娠率、低活产率、高流产率和高畸形儿率等风 险，主要与女性的卵母细胞减数分裂异常导致的非整倍体率增加相关，减 数分裂过程染色体不分离、提前分离或反向分离等是导致卵母细胞染色体 异常的主要原因，分子机制上认为其与染色体臂及着丝粒区域的内聚蛋白 复合物相关。由于目前的治疗措施有限，因此根本上应提倡女性尽早生育， 特别是有指征的高龄女性尽早实施有效的助孕治疗，但改善其卵母细胞质 量仍需进一步研究。
【关键词】高龄；非整倍体；减数分裂
随着女性生育年龄逐年推迟，高龄女性有生育要求的比例逐年增多，从 28年到2011年，全球＞40岁女性接受体外受精-胚胎移植（in vitro fertilization and embryotransfer, IVF-E治疗的比例由 20.8% 增长至24.0%，其中亚洲人比例最高，约36.4%[1-2]。随着我国二胎政 策的放开，越来越多高龄女性有生育需求，即使借助技术不断提高的 IVF-ET助孕，仍面临着低妊娠率、低活产率、高流产率、高畸形儿发生 率的风险。本文就高龄妇女的妊娠结局、高龄胚胎异常及应对措施目前的 相关进展综述如下。
一、高龄女性与妊娠结局 美国生殖医学会指出，女性生育力从32岁开始下降，37岁急速下降， 婚后无子女的比例随女性年龄增加而升高：25~34组、35~39岁组和40 岁及以上组自然状态（未经治疗）者无子女比例依次为24%、30%和 64%［3］，提示随着年龄增大，不能生育的比例逐渐升高。即使应用IVF或 卵胞浆内单精子注射（intracytoplasmic sperm injection, ICSI技术助 孕，妊娠结局也不尽人意。在35~37岁、38~40岁、41~42岁 和＞42 岁的女性中，分别需要取5、7、10和20个卵母细胞才能找 到至少一个整倍体胚胎［4］； 38~39岁组、40~41岁组、42~43岁组 和44岁及以上组的活产率分别为22.2%、13.5%、6.4%和1.2%［5］， 以上研究均提示高龄女性妊娠结局差的现状。
高龄女性妊娠结局差的原因复杂多样，例如随年龄增长，卵巢功能减退［6］、 黄体功能不足［7］、子宫内膜容受性降低［8］等均可能影响妊娠及其结局， 然而目前大部分研究表明，卵子发育的遗传学异常导致非整倍体胚胎增加 是高龄女性生育障碍的最主要原因［9-10］。
二、高龄与非整倍体胚胎
Pylyp等［10］对1 0例早期妊娠流产物（包括自然妊娠与通过ICSI 妊娠者）进行核型分析，显示年龄越大，发生胚胎染色体异常率越高，尤 其在＞40岁高龄组，与生育年龄组相比，有显著性差异。沈鉴东等［11］也 证实了年龄是胚胎染色体异常的独立危险因素o Gruhn等［12］发现人类 的自然生育能力和年龄关系遵循倒U型曲线关系，相对应卵母细胞非整 倍性和年龄呈U型曲线关系，即：年龄过大或过小的女性卵母细胞的非 整倍体率均升高，并且提示年龄主要通过影响减数分裂过程影响卵子质量。 卵母细胞非整体的形成主要发生在第一次减数分裂，错误的分裂形式有三 种：① 同源染色体不分离(nondisjunction)；② 姐妹染色单体提前分 离(pre-division；③同源染色体的姐妹染色单体反向分离(reverse segregation)：是目前新发现的一种错误分裂形式［11］，其机制主要是 在第二次减数分裂时，由于非姐妹染色单体的凝聚力与纺锤体牵引向两极 分离的极性不同，若两条姐妹染色单体分别牵引至细胞两极，则受精后形 成二倍体的合子，若同时牵引至细胞的一极，则合子为该条染色体的单体 或三体［13］。
减数分裂错误主要发生于＞35岁的女性［14］，分子水平研究发现，在染 色体臂及着丝粒区域有一种内聚蛋白复合物［12］，在分裂间期有序的将姐 妹染色单体凝聚在一起，在第二次减数分裂后期内聚蛋白复合物逐渐从染 色体臂上解离下来，以便姐妹染色单体正确分离；由于女性的减数分裂始 于胚胎时期的卵原细胞，出生前停滞在减数分裂的前期，直到青春期再次 开始，故内聚蛋白在胎儿时期已经结合在染色体臂及着丝粒区域，其作用 是维持到成年后减数分裂的正常进行。
随年龄增长内聚蛋白的凝聚力逐渐耗竭，导致染色体凝聚不稳定及纺锤体 结构紊乱，影响染色体的正常分离。Perkins等［15］通过诱导果蝇卵母 细胞氧化应激，发现老化后的卵母细胞由于染色体间内聚力过早消失容易 分裂错误，猜测随年龄增长卵母细胞内聚蛋白至少部分是由氧化损伤引起 的。Cheng等［16］发现卵母细胞随着年龄的增长，pH逐渐升高，推测 pH升高破坏蛋白质间的亲和力，引起内聚力下降导致非整体胚胎形成增 加，并通过体外碱化小鼠幼卵母细胞发现pH的增加使导致内聚力相关的 姐妹染色体着丝点间距离增大，从而得以验证。此外，随年龄增长的内聚 蛋白分裂酶活性增加、SAC蛋白的着丝点定位减少与内聚力下降可能存在 一定的联系［17］。
高龄女性的卵母细胞非整倍体率高达70%，男性仅有1%~8% 的精子发 生非整倍体异常［12］，有研究分析男性年龄对胚胎非整体的影响，结果表 明男性年龄增长至50岁以上同样会导致胚胎非整倍体率增加，由于寻求 生育帮助的50岁及以上男性人群少见，故在生育年龄夫妇中，女性卵子 导致的胚胎遗传学异常的因素仍占主要部分［18］。
三、高龄女性生育的应对策略
针对高龄女性妊娠结局欠佳，目前临床通常使用过氧化氢酶类，辅酶Q10、 白藜芦醇、维生素E、褪黑素等抗氧化剂药物，主要通过阻断氧化过程或 清除自由基来降低活性氧的水平，改善线粒体功能，提高卵母细胞质量 ［19］；例如辅酶Q10是线粒体膜上一种脂溶性辅酶，通过抑制脂质、蛋 白质的过氧化及DNA的氧化，清除卵泡内的自由基，增加卵巢的抗氧化 能力，改善卵巢功能［20］,虽然大部分动物实验表明添加抗氧化剂后卵母 细胞的数量和质量有所改善［21］，然而抗氧化剂只是通过改善线粒体的功 能间接发挥作用，并不直接作用于卵母细胞的减数分裂过程，对于降低卵 母细胞非整倍体率作用有限。
胚胎移植前非整倍体筛查(preimplantation genetictesting for aneuploidies, PGT-A )通常是对移植前囊胚滋养细胞进行遗传学非整倍 体的筛查，选取整倍体囊胚移植，Rubio等［22］发现＞38岁高龄人群 通过PGT-A技术活产率明显升高，流产率显著降低，表明PGT-A技术 应用于高龄人群可显著改善妊娠结局；但目前并不支持高龄人群常规应用 PGA-T技术，中华医学会专家共识提出PGT-A的临床意义现阶段存在 质疑，包括胚胎染色体异常嵌合型的存在、检测技术的准确性、移植胚胎 的选择标准等，尚需进一步的研究和验证。故在用于38岁及以上高龄者 时，建议行PGT-A前，夫妇需至少接受一次的遗传咨询，充分了解风险， 自愿选择。由于PGT-A技术仅是选取整倍体胚胎进行移植，并不降低高 龄女性产生非整倍体卵细胞的概率，故对高龄总体妊娠率无明显改善，仅 在降低流产率和活产儿畸形率方面有效。
针对高龄人群的不良妊娠结局策略众所纷纭［23］，例如胚胎冷冻是生育力 保存的主要方法，但仅局限于与同一异性的胚胎，存在诸多伦理、法律道 德问题，卵母细胞的低温保存结果不尽人意，需进一步深入研究。以治疗 恶性肿瘤为初衷的提出染色体治疗的分子策略，在动物模型和人离体细胞 上进行了开拓性的实验，能否适用于纠正非整倍体生殖细胞和胚胎值得深 思。
综上所述，高龄女性妊娠结局差的根本原因是卵母细胞减数分裂异常导致 非整倍体率增加，而目前应用的药物及技术治疗效果局限，目前没有有效 的方案改善高龄女性卵子的染色体异常的概率，故提高女性生育力根本的 措施为提倡早生育，呼吁不孕女性尽早实施更有效的助孕治疗，也寄希望 于今后通过技术的发展，改善高龄卵母细胞质量的研究有所突破。