作者：郭培培,姜小花,方有燕综述,李彩华审校，安徽医科大学第一附属医院妇产科生殖中心安徽医科大学生殖健康与遗传安徽省重点实验室

近年来辅助生殖技术不断发展,为不孕不育患者带来福音,但临床上胚胎着床失败仍然发生在大约一半的胚胎移植中[1]。研究表明,大约三分之二的胚胎植入失败是由于子宫内膜容受性(endometrial receptivity,ER)不足[2]。子宫内膜允许胚胎正常着床的能力称为ER,这段时期也称“种植窗”(window of implantation,WOI)。据报道WOI的时间可持续4~5 d,但最佳的WOI时间要短很多,可能仅持续1~2 d[3]。且随着对ER的不断研究和认识,发现WOI并非恒定不变的,有些患者WOI可发生移位,包括WOI的提前、推后及缩短[3],从而可能导致胚胎与子宫内膜不同步,潜在地导致着床失败。因此,客观准确地确定最佳WOI对于改善辅助生殖技术妊娠结局有很大的帮助。

近几十年来,已经发展了几种用于ER评估的方法。20世纪50年代,Noyes等[4]通过分析子宫内膜分期和容受状态,建立了评价ER的经典组织学标准,但其为有创操作,临床并不建议常规使用。目前临床上检测内膜容受状态最常用的是超声[5],包括二维经阴道超声、三维经阴道超声[6]评估ER,通过测量内膜厚度、形态、体积、血流及蠕动波等。此外还有形态学标志物:胞饮突;分子生物学标志物[7]:整合素、白血病抑制因子、基质金属蛋白酶等。然而,这些方法由于结果主观性、一致性差以及准确性不足,对ER评估的能力较差,限制了其应用。因此,寻求一种全面客观的检测方法以评估ER显得尤为迫切和重要。因此,本文综述了目前临床应用的ER诊断芯片的进展,以及在不同人群中的临床应用情况,以期为临床实践提供参考依据。

1　子宫内膜容受性阵列和子宫内膜容受性检测

近年来,随着基因组学的发展,发现ER由多个基因调控,表观遗传修饰通过调控靶基因在ER起到重要的作用,反复种植失败(RIF)患者出现甲基化异常修饰,同源盒(HOX)A10基因在WOI高峰表达[8],是ER的特征性标志物。有研究发现在正常月经周期中子宫内膜基因表达存在差异,因此提出可利用基因表达差异分析ER并预测最佳WOI[9]。

子宫内膜容受性阵列(endometrial receptivity array,ERA)是由Díaz-Gimeno等基于微阵列技术开发的全球首个诊断ER并精准预测WOI的分子检测技术。ERA本质是一种基因芯片,由238个差异表达基因的定制阵列组成,与计算预测因子偶联,识别子宫内膜活检样本,并通过计算分析,将子宫内膜样本分为容受期、非容受期,其敏感度99.76%、特异度88.57%[9]。根据ERA检测的子宫内膜状态进而确定胚胎移植的WOI,随后进行个性化胚胎移植(personalized embryo transfer,pET)可以提高胚胎种植成功率[10]。ERA因其基因检测的目标性,避免了使用全基因组微阵列,从而降低了成本并简化了数据分析。在评估ER方面,ERA比组织学方法更准确,并且在首次检测后29~40个月同一患者的ERA结果仍然是可重复的[11,12]。另外ERA对于临床医生的操作要求不高,仅需少许子宫内膜组织即可完成检测,且不依赖于临床医生的主观判断,避免了观察者之间的认知偏差[12]。然而,作为一种新的基因组工具,ERA检测有其局限性。一方面,ERA需要进行子宫内膜活检,其侵入性和胚胎移植只能在下一个周期进行,限制了ERA的临床应用。另一方面,ERA尚处于研究阶段,费用高昂限制了其在临床的大规模应用。

ERA的研究对象非中国女性,其对中国女性的效果需要进一步调查。因此,2019年中南大学湘雅医院和江苏亿康基因公司针对中国女性合作开发了子宫内膜容受性检测(endometrial receptivity test,ERT)技术。He等[3]纳入50例WOI时间正常的体外受精-胚胎移植(IVF-ET)患者,在自然周期黄体生成素(LH)峰值后5、7、9 d或人工周期注射黄体酮后3、5、7 d 3个时间点进行子宫内膜组织采样,行RNA测序,结合大数据分析方法,建立了ERT。ERT是基于从差异表达基因中选择的175个生物标记基因,可以客观、精准地判断受试者的WOI是否发生偏移,以小时精度预测最佳WOI,准确度为98.4%,进而指导p ET以期提高胚胎移植的妊娠率。

对比两种商业芯片,ERA微阵列的构建基于基因芯片技术,其检测结果受到基因选择的限制。而基于RNA测序的ERT技术可以对患者子宫内膜全转录组进行筛选,避免遗漏关键基因。同时,区别于ERA“容受期”及“非容受期”的判断方法,ERT能够区分子宫内膜为“容受前期”、“容受期”与“容受后期”,为患者的pET提供更加精准的移植建议。最后,ERT从中国人群中采集了最大样本量的子宫内膜组织构建ER预测模型,应该比ERA更适合中国和亚洲人群的ER检测。

2　子宫内膜容受性阵列在临床中的应用

因ER在不孕症中的作用越来越受到关注,ERA检测的使用至2022年已进行了超过150000次检测。回顾了应用ERA的文献,然而由于研究设计的异质性、样本量小等原因,ERA后pET是否改善辅助生殖助孕存在争议。因此,本文针对不同研究对象如预后良好患者、RIF患者、高龄女性及胚胎植入前非整倍体检测(PGT-A)后整倍体胚胎移植(EET)周期,分析ERA的临床应用效果。

2.1　预后良好患者　首次移植或者既往移植次数<2次的患者称为预后良好人群,多项回顾性分析[13~15]显示,应用ERA并不提高预后良好患者的妊娠结局。Bergin等[14]研究发现,与常规冷冻胚胎移植(FET)比较,ERA指导pET临床妊娠率(61.65%vs.61.76%)、活产率(49.62%vs.54.96%)和流产率(8.27%vs.6.52%)差异无统计学意义;对移植失败次数<3次的患者进行亚组分析也显示ERA指导pET临床结局无明显改善。Cozzolino等[15]进行的一项多中心回顾性观察研究,纳入经历1次移植失败3239个周期,其中255例为ERA指导pET,1122例新鲜移植周期和1862例常规FET周期,结果发现,PGT-A周期中,与p ET组比较,FET组和新鲜移植组的临床妊娠率(46.62%vs.43.01%vs.31.82%)、持续妊娠率(35.37%vs.34.43%vs.19.32%)及活产率(35.18%vs.34.43%vs.18.18%)均高于pET组,差异有统计学意义;PGT-A周期中,与pET组相比,FET组活产率升高10.4%,新鲜移植组活产率升高13.6%(40.34%vs.43.53%vs.29.94%),差异有统计学意义;且Logistic回归分析表明接受p ET的患者比接受FET和新鲜移植的患者预后差。

上述研究均为回顾性,因此需要前瞻性随机对照试验(RCT)进行验证,2020年发表的一项多中心RCT[16]评估ERA在临床中的应用,纳入37岁及以下首次行囊胚移植的不孕女性,随机分为3组:ERA指导p ET(80例),FET(92例)和新鲜移植(94例)。结果显示,与另两组相比p ET可显著提高首次移植后种植率(57.3%vs.43.2%vs.38.6%,P<0.05)及临床妊娠率(72.5%vs.54.3%vs.58.5%,P<0.05),而活产率未提高(56.2%vs.42.4%vs.45.7%,P>0.05)。随访1年后发现,ERA指导pET可显著提高累积妊娠率(93.6%vs.79.7%vs.80.7%,P<0.05)和累积活产率(71.2%vs.55.4%vs.48.9%,P<0.05)。该研究指出ERA指导pET可以改善首次移植患者的临床结局。然而,该研究共纳入434例受试者,但最终符合方案分析的患者仅266例,受试者的退出率高于预期,使得其对主要研究结局(活产)的评估能力不足,因此该研究结论还需更大规模的随机对照试验进一步验证。

根据目前现有的研究数据,首次移植、移植失败次数<3次的患者,没有必要在移植周期前进行ERA,ERA指导pET不能提高患者的临床结局,且增加患者的经济成本及时间成本。因此对于预测临床预后良好的患者可按常规WOI进行新鲜周期移植或者FET。

若是为了进一步提高患者的临床妊娠率或者避免RIF,移植前是否进行ERA的决策,需要进一步的大型前瞻性研究来阐明ERA在预后良好人群中的应用价值。

2.2　RIF患者　尽管IVF-ET技术突飞猛进,RIF仍然是一个困扰医生和患者的棘手问题。目前RIF的原因尚未完全阐明,但ER被认为是影响RIF患者胚胎着床的关键因素之一。研究[10,17]发现,约25.90%~75.14%的RIF患者存在WOI移位,因此可将ERA指导p ET纳入RIF患者的治疗策略。然而关于ERA是否改善RIF助孕结局存在争议。

2013年Ruiz-Alonso等[10]在一项前瞻性多中心RCT中首次探讨了ERA的临床应用,研究组为RIF患者(n=85),对照组为既往移植失败≤1次的患者(n=25)。结果显示RIF患者WOI移位发生率增加(25.9%vs.12.0%),但差异无统计学意义;对WOI移位患者进行pET治疗,结果妊娠率和着床率与WOI未移位患者相似。该研究是ERA应用的首发,样本量相对较少,随着ERA的检测次数增多,越来越多的数据为ERA的临床意义提供证据。中国的一项回顾性研究[18]发现,ERA指导pET临床妊娠率(50.00%vs.24.82%)和着床率(41.70%vs.18.83%)明显高于常规FET,差异有统计学意义。近期一项回顾性队列研究[17],纳入RIF患者(<40岁),经1∶1倾向性评分匹配(PSM)分析后发现,与常规FET比较,ERA指导p ET可显著增加种植率(43.04%vs.32.63%,P<0.05)、临床妊娠率(59.02%vs.47.67%,P<0.05)及持续妊娠率(40.98%vs.30.33%,P<0.05)。因此对于RIF患者来说在排除其他影响种植率的因素后,特别是不明原因的RIF,与患者充分沟通后,可考虑行ERA,根据ERA结果进行pET,可能会提高患者的种植率。

当然也有学者提出相反的意见,胚胎的成功着床需要由发育潜能的胚胎,RIF患者不能排除胚胎因素,Cozzolino等[19]更细致的分组,以移植失败次数划分中度(移植失败次数≥3次,n=2110)或重度(移植失败次数≥5次,n=488),并将非整倍体胚胎纳入,分为ERA、PGT-A、PGT-A+ERA及对照组。在中度RIF组,4组的种植率分别为35.60%、47.20%、31.82%和35.80%,持续妊娠率分别为36.25%、45.90%、33.33%和35.89%,单因素方差分析显示PGT-A组的种植率显著升高(P<0.05),其他组妊娠结局差异无统计学意义;重度RIF 4组种植率和持续妊娠率差异均无统计学意义。虽然该研究得出结论ERA不能改善RIF患者的预后,但是由于研究中ERA组与未行ERA组间的样本量存在巨大差异,因此,尚需要大样本的RCT来探索ERA对RIF患者的临床效果。但是在临床应用中,对于ERA不失为RIF患者的一个选择。

2.3　高龄女性　随着社会的发展,越来越多的女性因职业发展需要而推迟生育年龄,寻求辅助生殖技术解决生育问题的高龄女性不断增多。然而,ER的下降对高龄女性的着床率、临床妊娠率和活产率有显著影响,与年轻患者比较,高龄患者的WOI移位发生率更高(56.6%vs.28.8%,P<0.05)[20]。因此提出ERA可以在高龄女性中应用以期提高妊娠率。

不同的研究中对于高龄的定义不同,但是研究结果一致。2022年日本学者Ohara等[21]发表了一项回顾性研究,经PSM分析后发现对于高龄(≥38岁)的RIF患者,与非p ET组相比,ERA指导下p ET可显著提高临床妊娠率(34.1%vs.14.7%,P<0.05)和活产率(24.8%vs.4.7%,P<0.05),降低流产率(27.3%vs.68.4%,P<0.05)。近期的一项前瞻性、随机对照观察性研究[20],评估了PGT-A周期中ERA对于高龄RIF患者的临床应用结局。该研究共将RIF患者分为3组,研究组为供卵+ERA高龄(≥35岁)女性122例,对照组1为供卵高龄女性132例,对照组2为自身卵子+ERA的年轻(<35岁)女性36例;结果发现,研究组的种植率(54.1%)、妊娠率(77.9%)及活产率(71.3%)明显高于对照组1(35.5%、57.6%、39.4%),差异有统计学意义;但与对照组2(50%、77.3%、65.9%)相比,差异无统计学意义,提示ERA可以显著提高供卵高龄女性的妊娠率,达到与年轻女性相似的助孕结局。该研究聚焦供卵的高龄女性,排除了胚胎因素对于妊娠结局的影响,结果显示高龄患者行ERA后pET可显著改善助孕结局。在临床实际应用中,从卫生经济学评价角度关注“性价比”,高龄患者胚胎宝贵,获优质胚胎的直接医疗成本高于ERA的检测费用。因此为优化资源配置,可考虑高龄RIF患者行ER检测。

2.4　PGT-A后EET周期　PGT-A对胚胎进行了非整倍体检测,排除了导致着床失败胚胎因素,因此在EET周期中,好的ER显得尤为重要,临床中是否在移植前行ERA,确认WOI有无偏移,对此存在争议。从另外一个角度,ERA的有效性在EET中可以更好的被评估。

Riestenberg等[22]进行了一项前瞻性队列研究,纳入首次EET周期,结果显示ERA指导的p ET组与常规FET组患者的临床妊娠率(67.4%vs.65.4%),活产率(56.5%vs.55.6%)和流产率(15.2%vs.13.2%)差异无统计学意义。Doyle等[23]于2022年进行了一项大型回顾性队列研究,纳入了307例ERA指导EET周期和2284例未行ERA的EET周期,结果显示ERA组与非ERA组的临床妊娠率(54.1%vs.58.9%)和活产率(44.6%vs.51.3%)差异无统计学意义。同年,Doyle等[24]还进行了一项双盲、多中心RCT,比较非RIF患者EET周期中ERA患者(n=381)和非ERA患者(n=386)临床妊娠率(68.8%vs.72.8%)和活产率(58.5%vs.61.9%)差异无统计学意义。上述研究均为非RIF患者,EET行ERA并不能够改善妊娠结局,因此在PGT-A后首次移植前可以不考虑进行ERA,胚胎检测结果出来后排除宫腔病变及全身免疫因素后可以进入移植周期。

也有研究报道了有胚胎移植失败史的患者在ERA指导EET助孕周期中的有利趋势。2018年Tan等[25]回顾性分析探究有EET失败史患者中应用ERA的经验,结果显示,ERA中22.5%有1次以上EET失败的患者存在WOI移位;ERA指导EET组的种植率(76.5%vs.53.8%)和持续妊娠率(64.7%vs.42.3%)均高于非ERA指导EET组,差异无统计学意义。另一项Barbakadze等[20]进行的前瞻性RCT显示了不同的结果,将高龄的RIF患者行供卵PGT-A分为2组,pET组(n=122)及npET组(n=132),ERA后pET组提高患者的种植率(54.1%vs.35.5%,P=0.007)、临床妊娠率(77.9%vs.57.6%,P=0.0009)及活产率(71.3%vs.39.4%,P<0.0001)。该研究纳入样本量大且为前瞻性RCT,其研究结果更有参考意义,而Tan等[25]研究仅12例患者进行ERA,Neves等[26]研究也只有24例患者行ERA,对照组119例,两组的种植率(55.6%vs.65.0%)和临床妊娠率(58.3%vs.70.6%)差异无统计学意义。Fodina等[27]纳入159例RIF患者的EET周期,ERA组(n=72)的临床妊娠率(55.6%vs.49.3%)与非ERA(n=87)差异无统计学意义,该研究的中位数年龄为35岁,而Barbakadze等的RCT纳入年龄为35~45岁,年龄的差异可能是两组研究结果不同的原因。因此需要更细致的分组、大样本的RCT为临床应用ERA提供依据。

综上所述,对于有移植失败史特别是高龄EET失败史的患者可以考虑行ERA,对于高龄RIF患者在有优质整倍体胚胎的前提下,从卫生经济学角度可以在EET前进行ERA,可以有助于提高患者的胚胎种植率、临床妊娠率。期望后续有更大数据的前瞻性RCT来探究ERA在EET周期的应用价值。

3　子宫内膜容受性检测在临床中的应用

ERT由中国团队自主研发,上市时间短,目前发表的文献患者群体绝大多数为RIF,2021年首次发表临床数据[3]:RIF患者中30.4%出现WOI偏移,17.8%WOI缩短。与常规FET比较,移植D3胚胎,pET组RIF患者的临床妊娠率(50.0%vs.23.7%)、种植率(31.4%vs.16.7%)、活产率(42.3%vs.22.0%),差异无统计学意义,因为是ERT首次临床应用,样本量相对较小。该团队在2024年[28]发表更进一步研究,旨在建立基于单时间点RNA测序的ERT,将RIF患者的WOI精确到每小时;该研究纳入574例RIF,分为实验组:ERT+p ET(n=261)和常规ET组(n=313),实验组WOI推迟占41%(107/261),提前1.15%(3/261),容受期57.85%(151/261);实验组的宫内妊娠率、胚胎种植率、早期自然流产率、活产率均显著高于对照组(P<0.05)。此结果与国内袁振亚等[29]研究类似,RIF患者行ERT 60例,未行ERT 151例及非RIF 503例,结果显示ERT组的种植率(53.25%vs.35.07%)、妊娠率(66.67%vs.45.70%)及活产率(55.0%vs.29.8%)显著高于非ERT组(均P<0.05),与非RIF患者相似。2024年Xu等[30]回顾性研究,纳入RIF患者的FET周期,结果发现ERT组生化妊娠率(63.5%vs.51.5%,P<0.05)和临床妊娠率(54.8%vs.38.6%,P<0.05)显著高于常规FET组;且在亚组分析中,ERT非容受期患者行p ET临床妊娠率高于常规FET组(58.6%vs.38.6%,P<0.05),而ERT容受期患者的临床妊娠率与常规FET组差异无统计学意义(48.9%vs.38.6%,P>0.05)。上述研究显示在RIF患者中进行ERT,可以有效检测ER,根据ERT结果进行pET,可以提高RIF患者的临床妊娠率,可达到与非RIF相似的结局。但由于ERT的检测费用高,且有的医院无法开展该项检测,限制了其应用。

目前临床上仅用于RIF患者中,特别是不明原因的RIF。那么对于PGT-A后EET周期,ERT能否有效?2024年袁振亚等[31]发表一项回顾性研究,纳入730例RIF患者的FET周期,根据其接受的检测方式分为4组:接受ERT及PGT检测的患者138例(ERT+PGT联用组)、未接受ERT及PGT检测的患者324例(RIF组)、仅行ERT检测的患者147例(ERT组)和仅行PGT的患者121例(PGT组)。对比其他3组,ERT+PGT组的种植率、宫内妊娠率、活产率增高(P<0.05);ERT组的宫内妊娠率显著高于RIF组(53.06%vs.37.65%,P<0.05),ERT组的胚胎种植率、活产率无差异;该研究提出RIF人群联用ERT与PGT可进一步改善妊娠结局。2024年湘雅团队Huang等[32]回顾性队列研究,纳入511个PGT周期,pET组与PGT+p ET组比较,pET组临床妊娠率显著提高(69.7%vs.52.2%,P=0.035)。

对于预后良好的人群仅2024年Yang等[33]回顾性研究涉及,纳入研究对象为ERT显示为容受期的患者,分为根据ERT推荐最佳WOI移植的pET组和常规FET组(两组中非RIF比例为39.89%、45.36%),并按照1∶1的比例进行PSM(183例),结果显示pET组种植率(46.81%vs.33.10%)、宫内妊娠率(57.38%vs.44.81%)、多胎妊娠率(10.29%vs.1.68%)显著高于常规FET组,差异均有统计学意义,研究提示即使ERT显示容受性正常的女性也可以从ERT预测的最佳WOI中获益,为胚胎移植精准医学的进一步研究奠定了基础。

4　小　结

ER在胚胎种植中发挥关键作用,辅助生殖技术中部分患者WOI发生了移位。ERA/ERT可以检测ER,帮助确定患者最佳WOI,指导患者的p ET以期增加胚胎成功种植的几率,是当前生殖医学领域最客观、准确、研究最热点的ER检测方法。

ERA/ERT有效性在临床实践中存在争议。虽然ERA/ERT不会改善每例患者的助孕结果,但对于特定人群有明显的益处,多项研究显示RIF患者及高龄女性可能从ERA指导pET中获益,而预后良好人群无明显获益,pET对EET周期助孕结局是否获益存在争议,但是对于有移植失败史,特别是高龄EET失败史的患者可以考虑行ERA,该类型患者的胚胎珍贵,从卫生经济学角度考虑行ERA的医疗成本低于再次取卵周期。

另外,目前ERT在中国人群的研究数据大多数针对RIF患者,ERT可以改善其助孕结局,特别是联合PGT+ERT可以提高RIF患者种植率和临床妊娠率。为了更充分地评价ERA/ERT的应用价值进一步开展更高质量的研究十分重要。

参考文献略。

来源：郭培培,姜小花,方有燕,等.子宫内膜容受性的基因学检测技术在辅助生殖技术中的应用进展[J].实用妇产科杂志,2026,42(01):36-41.

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