作者:张思玮 来源:中国科学报 发布时间:2024/3/14 15:10:03
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孙海翔:AI助力让胚胎移植更优、更安全

 

“随着社会、经济发展不断深化以及国家生育政策的调整,多胎妊娠被视为辅助生殖技术(ART)中最常见和最严重的并发症之一,其带来的围产期孕妇及胎儿、新生儿并发症的高危风险已得到越来越多的关注。”中华医学会生殖医学分会(CSRM)候任主任委员、南京大学医学院附属鼓楼医院生殖医学科主任孙海翔表示。

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孙海翔(受访者供图)

多胎妊娠母婴风险相对高

ART的主要目标是在符合辅助生殖伦理原则的前提下,在最短时间内成功实现单胎、足月、健康的活产儿。十余年来,包括囊胚培养与移植、胚胎植入前遗传学筛查在内的一系列新技术在ART领域开展并推广到临床应用,为减少胚胎移植数目、降低多胎妊娠率而不影响妊娠率和累积妊娠率提供了保障。

但是根据CSRM数据上报系统统计,2016年我国生殖医学中心的多胎妊娠率仍超过30%,有的生殖中心多胎妊娠率甚至超过40%。

现有研究已经证实,多胎妊娠易引起妊娠期高血压疾病、妊娠肝内胆汁淤积症、贫血、胎膜早破及早产、低出生体质量、胎儿发育异常等。双胎并发妊娠期高血压疾病可高达40%,比单胎高3~4倍,且发病早、程度重,容易出现心肺并发症。约50%双胎并发早产,胎儿畸形的发生率亦是单胎的两倍。

并且,多胎妊娠带来的不仅是医学方面的母婴风险,还导致围产期及婴儿诞生后医疗和生活护理方面的支出增加,多胎妊娠的每个婴儿分娩和护理的平均费用远远高于单胎妊娠婴儿。不管是从母婴安全的角度还是社会家庭经济的角度,降低ART的多胎妊娠率都是紧急且必要的。

如何降低ART多胎妊娠带给母亲、子代的风险?孙海翔认为,在实施体外授精(IVF)时,临床医生有必要根据患者的具体情况,包括年龄、孕产史、健康情况、子宫病理情况以及胚胎质量与胚胎发育时期等,选择恰当的移植胚胎数目,在不影响临床妊娠率或累积临床妊娠率的前提下,做到个体化选择胚胎移植数目,以降低多胎妊娠发生率。

新技术为高质量实施SET创造条件

2024年欧洲人类生殖与胚胎学协会(ESHRE)最新指南建议,选择性单胚胎移植(eSET)是实现妊娠和最大限度降低多胎妊娠风险的最有效方法。国际上SET策略在许多生殖中心已常规普及应用,英国人工授精与胚胎学管理局最新年报报道,IVF平均多胎妊娠率已降至5%。美国疾病控制与预防中心数据同样显示,ART治疗周期中单胎占比从2012年57.80%迅速上升至2021年89.30%。尤其是芬兰、比利时、瑞士等ART治疗费用由医保承担的国家,SET已作为一个强制性规定。

在中国,自2018年《关于胚胎移植数目的中国专家共识》发布以来,ART治疗周期的多胎妊娠率已降至约20%。

当然,这得益于新技术在ART领域层出不穷,才能高质量实施SET。

孙海翔指出,囊胚培养和胚胎冷冻等技术的成熟为SET的成功奠定了基础。传统形态学评估作为目前胚胎质量评估的主要手段,已总结出有效预测妊娠结局的临床参数和形态指标,促进了各生殖中心囊胚培养标准的建立,对预后良好人群实施单囊胚移植以提高胚胎种植率。此外,培养方式及人员评估的主观差异性,对优选最具发育潜力胚胎的准确度提出更高的要求,为此临床上开发了许多旨在改善胚胎选择的新技术。

不过,胚胎发育是一个连续、动态的过程。虽然时差成像技术作为一种无创胚胎质量评估体系,在保证培养微环境稳定的同时,能实时动态观察胚胎的发育轨迹,但由于基于定量参数构建的评估模型外部验证一致性较低,该技术仍面临一定挑战。

AI模型助力选择更优质胚胎

基于此,孙海翔认为,为进一步提升IVF实验室胚胎选择的准确性和一致性,应建立标准化的胚胎评估体系,胚胎学家应利用人工智能(AI)的深度学习能力寻找隐藏特征,实现胚胎自动化特征标注,建立具有可解释性的智能化评估分析平台。

目前,已有多项临床研究表明,AI模型选择胚胎的准确度优于胚胎学家,可用于胚胎发育、整倍性及妊娠结局等方面的预测,为胚胎学家提供数据决策支持。

“不过,由于缺乏多中心临床随机对照研究等高质量循证医学证据支持,该技术仍处于探索阶段。”孙海翔说。形态学优质的胚胎不一定具有较好的发育潜能。

有研究报道,仅依赖形态学评分的囊胚植入率低于同等质量整倍体胚胎的植入率。多中心大样本研究发现植入前遗传学检测(PGT)可能无法改善年轻患者单胚胎移植周期累积活产率,仅对高龄等特定适应证的不孕人群有效。

除了形态学和遗传学评估,基因组学、表观遗传学、转录组学、蛋白组学、代谢组学等为胚胎筛选提供了更全面的视角。应用新兴技术如胚胎植入前甲基化检测(PIMS)优选胚胎,进行单胚胎移植的临床妊娠率和活产率有显著提升,流产率明显降低,为实现优生优育提供了新方法。

“未来,我们需要不断探索更灵敏、特异、稳定和普适性的技术,确定有效的筛选指标和目标人群,以提高胚胎筛选的准确度。”孙海翔表示,通过制定相关的法律和法规,更新行业指南和共识,增强从业人员意识,提高社会公众的认知,并不断提升生殖技术的质量,ART的最终目的——单胎、足月、健康婴儿的出生一定能实现。

 
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