第三节   妊娠与分娩

妊娠 (pregnancy)是指子代新个体的产生和孕育的过程，包括受精、着床、妊娠的维持及胎儿的生长。分娩 (parturition)是成熟胎儿及其附属物从母体子宫产出体外的过程。

一、妊娠
       (一)受精

      受精 (fertilization)是指精子穿人卵子井与卵子相互融合的过程。首先，精子经过子宫颈、子宫腔、输卵管到达输卵管壶腹部，并与卵子相遇，然后精子头部钻入卵细胞，使各带23条染色体的雄性原核与雌性原核相结合，组成含有23对染色体、携带双亲遗传特征的受精卵。

怀孕1-3周：受精的过程

      1．精子的运行  精子的运行除依靠其自身的运动外，还需要子宫颈、子宫体及输卵管等几道生理屏障的配合，其过程较为复杂。虽然射精时进入阴道的精子可达 (2~5)×10⁸个，但在经过女性生殖道的几个屏障后，只有极少数活动力强的精子 (不足200个)能到达受精部位，而其中一般只有一个精子可使卵子受精。精子的运行也受到激素的调节，排卵前期的雌激素、精液中的前列腺素均有利于精子的运行，而黄体期的孕酮则可阻止精子运行。
      2．精子获能  人类和大多数哺乳动物的精子必须在子宫或输卵管中停留几个小时，才能获得使卵子受精的能力，称为精子获能(capacitationof spermatozoa)。精子在附睾中的移行过程中，已具备了使卵子受精的能力，但由于在附睾和精液中存在一种称为去获能因子的抑制性物质 (可能是一种糖蛋白)，后者在与精子结合后，可使精子失去使卵子受精的能力。精子进入女性生殖道后，子宫腔和输卵管的β淀粉酶、β葡萄糖苷酸酶、胰蛋白酶及唾液酸酶均可消除由糖蛋白组成的去获能因子，从而暴露出精子表面识别卵子的位点，增加膜对Ca²⁺的通透性，增强精子活力，有利于顶体反应与受精。
      3．顶体反应  精子与卵子接触后，精子顶体外膜与精子头部细胞膜融合、破裂，形成许多小孔，释放出顶体酶，使卵子外围的放射冠及透明带溶解，这一过程称为顶体反应。同时，进入卵细胞的精子尾部退化；细胞核膨大，形成雄性原核，并与雌性原核融合，形成一个具有23对染色体的受精卵。
      受精卵在输卵管的蠕动和纤毛的作用下，边移动边分裂，在受精后第4~5天，桑椹胚或早期胚泡进入子宫腔，并继续分裂而变为胚泡。胚泡在子宫腔内停留2~3天，胚泡外面的透明带变薄、直至消失，使胚泡可直接从子宫内膜分泌的液体中吸收营养。
     (二)着床
      着床 (implantation)是指胚泡植入子宫内膜的过程，包括定位、黏着和穿透三个阶段。成功的着床有赖于胚泡与母体相互识别、胚泡发育与母体子宫内膜变化的同步、母体排斥反应的抑制和母体接受性等条件的完善，并受到母体和胚泡激素的调控。子宫仅在一个极短的关键时期才允许胚泡着床，这个时期称为子宫的敏感期或接受期。在子宫处于接受期时，子宫内膜发生多种变化，母体的雌激素和孕激素及绒毛膜促性腺激素、蛋白永解酶等均参与着床反应。近年来发现，受精后24h的受精卵可产生早孕因子，其与着床后的子宫内膜所产生的多种肽类或蛋白质类活性物质均可抑制母体对胚泡的排斥反应，维持胚胎的生长发育。但对着床的机制与调控，目前仍有许多问题尚不十分清楚。
       (三)妊娠的维持及激素调节
      正常妊娠的维持主要依赖于垂体、卵巢及胎盘分泌的各种激素的相互配合。受精与着床之前，在腺垂体促性腺激素的作用下，卵巢黄体分泌大量孕激素和雌激素，使子宫内膜进入分泌期，为妊娠做好准备。如果受孕，则在受精后第6天左右，胚泡滋养层细胞开始分泌人绒毛膜促性腺激素，并刺激卵巢黄体转化为妊娠黄体，继续分泌孕激素和雌激素，以适应妊娠的需要。胎盘形成后，不仅在母体和胎儿之间可有效进行选择性的物质交换，而且，胎盘是妊娠期间重要的内分泌器官，可分泌大量的蛋白质激素、肽类激素和类固醇激素，调节母体与胎儿的代谢活动。
      1．人绒毛膜促性腺激素  人绒毛膜促性腺激素 (hCG)是由胎盘绒毛组织的合体滋养层细胞分泌的一种糖蛋白激素，分子量为45 000~50000，由α亚单位与β亚单位组成。hCG的仅亚单位氨基酸残基数量和序列几乎与TSH、FSH和LH的α亚单位相同，其β亚单位的组成也有很大部分与LH相同，仅在其羧基端有30个氨基酸残基是独特的，因此hCG与LH有高度的同源性，生物学效应及免疫学特性也基本相似。

      妊娠早期绒毛组织形成后，合体滋养层细胞即大量分泌hCG，到妊娠8~10周时达到高峰；随后分泌逐渐减少，到妊娠20周左右降至较低水平，并一直维持到妊娠末期。因为hCG在妊娠早期即出现，且已制备出特异性的hCG-β亚基抗体，所以用放射免疫分析法测定母体血中或尿中hCG浓度是诊断早期妊娠的一个指标。

绒癌:

      2．其他蛋白质激素和肽类激素  胎盘还可以分泌人绒毛膜生长激素、绒毛膜促甲状腺激素、ACTH、TRH、GnRH及内啡肽等。人绒毛膜生长素 (humanchorionic somatomammotropin，hCS)是合体滋养层细胞分泌的单链多肽，含有191个氨基酸残基，其中96％氨基酸残基序列与人生长激素相同，故具有生长激素的作用，可调节母体与胎儿的糖、脂肪和蛋白质代谢，促进胎儿生长。
      3．类固醇激素胎盘能分泌大量孕激素和雌激素。
       (1)孕激素：孕激素由胎盘的合体滋养层细胞分泌。胎盘内有活性很强的3β-羟脱氢酶，可将母体和胎儿提供的孕烯醇酮转变成孕酮。在妊娠期间，母体血中孕酮浓度逐渐升高，妊娠第6周，胎盘开始分泌孕酮，12周以后孕酮含量迅速增加，至妊娠末期达到高峰。
       (2)雌激素：胎盘分泌的雌激素中，90％是雌三醇，而雌酮和雌二醇则很少。雌三醇的合成过程，首先是胎儿肾上腺形成的脱氢表雄酮硫酸盐在肝内羟化为16α-羟脱氢表雄酮硫酸盐，然后随血液进入胎盘并脱去硫酸基，经芳香化酶的作用转变为雌三醇。可见，雌三醇是胎儿与胎盘共同参与合成的。因此，检测孕妇尿中雌三醇的含量，可反映胎儿在子宫内的情况，如雌三醇突然降低，则预示胎儿危险或发生宫内死亡。
二、分娩

     

 自然分娩的过程可分为三个阶段：首先由子宫底部向子宫颈的收缩波频繁发生，推动胎儿头部紧抵子宫颈。此阶段可长达数小时。然后子宫颈变软和开放完全，胎儿由宫腔经子宫颈和阴道排出体外，一般需要1~2h。最后，在胎儿娩出后10min左右，胎盘与子宫分离并排出母体，同时子宫肌强烈收缩，压迫血管以防止过量失血。在分娩过程中存在正反馈调节，胎儿对子宫颈部的刺激可引起缩宫素 (OT)的释放和子宫底部肌肉收缩增强，迫使胎儿对子宫颈的刺激更强，从而引起更多的OT释放及子宫的进一步收缩，直至胎儿完全娩出为止。

      分娩是一个极其复杂的生理过程，子宫节律性收缩是分娩的主要动力。但临产发动的原因及确切机制尚不清楚。实验表明，糖皮质激素、雌激素、孕激素、缩宫素、松弛素、前列腺素及儿茶酚胺等多种激素均参与分娩的启动和过程。

人类辅助生殖技术

人类辅助生殖技术（assisted reproductive technology, ART）是指运用医学技术和方法对人的卵子、精子、受精卵或胚胎进行人工操作，以达到受孕的目的，是治疗不育症的一种医疗手段。体外受精体和胚胎移植（in vitro fertilization and embryo transfer, IVF-ET）技术是目前世界上最广为采用的辅助生殖技术，是将母体取出的卵子和经优选诱导获能处理的精子置于培养液内使其受精（体外受精），并发育成前期胚胎后移植回母体子宫内发育成胎儿（胚胎移植），然后与正常受孕妇女一样，正常分娩出婴儿。由于胚胎最初2天在试管内发育，所以又叫试管婴儿技术，利用体外受精技术产生的婴儿称为试管婴儿。

世界上第一个试管婴儿布朗·路易丝（）是在1978年在英国诞生，著名的妇产科医生帕特里克·斯特普托（Patrick Christopher Steptoe）和生理学家罗伯特·爱德华兹（Robert G. Edwards）教授是人类体外受精体胚胎移植技术的创始人，这个成果被称为人类医学史上的奇迹，也为治疗不孕不育症开辟了新的途径。罗伯特·爱德华兹因此获得2010贝尔生理学或医学奖，评审委员会认为“对于现代医学来说，爱德华兹所做的贡献具有里程碑的意义”。

由于精卵在体外的自然结合，即所谓的“常规受精”，受精率较低，90年代开始使用卵胞浆内单精子注射技术（intracytoplasmic sperm inject, ICSI）。ICSI是在比利时首先获得成功，由Palermo医生完成。ICSI是在显微镜下将单个精子直接注入卵子的细胞质内，完成受精后再将其移植回子宫内。ICSI技术大大提高了受精的效率，特别适用于极度少精，弱精以及无排精的男性不孕症患者的治疗，对于无精子的患者，可通过附睾抽吸或者睾丸活检技术采集精子，因此ICSI在解决男性不育方面有了关键性的突破。近年来，许多IVF中心开展了胚胎着床前遗传病诊断（preimplantation genetic diagnosis, PGD）。PGD技术是通过体外受精获得胚胎，但当受精卵发育到4～8个细胞的小胚胎时，先对胚胎进行染色体筛查，然后再将没有遗传病基因的胚胎移植到女方的子宫里，从而避免有遗传异常的胚胎受孕，主要用于某些特殊染色体异常或遗传性疾病的夫妇。

ART为医学辅助生育开辟了新领域，在造福人类的同时，也给人类带来一些道德和伦理方面的难题。例如利用代孕过程赚钱、买卖受精卵或胚胎等商业化倾向以及胚胎儿是否具有与人一样的权利；授精儿成年后是否应寻找生物学父亲；代孕母亲具有哪些权利和义务等很多伦理问题。这这些问题也是应当引起大家关注的。

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雌激素替代疗法

雌激素替代疗法（estrogen replacement therapy, ERT）是指通过补充雌激素来治疗雌激素分泌减退或者缺乏所引起的疾病的治疗方法。雌激素替代疗法诞生于上世纪40年代，主要用于改善更年期综合征。更年期综合征是由于卵巢功能衰退而出现的一系列泌尿生殖系统萎缩、骨质疏松以及神经系统、心血管功能紊乱的症状，严重影响中老年妇女的身心健康。雌激素的补充可以在一定程度上改善这些症状，目前发现，雌激素替代疗法有助于提高中老年妇女的性欲和性功能，还有预防冠心病、骨质疏松、老年痴呆症等老年病的作用。由于雌激素效果明显，在很长一段时间内，被认为是中老年妇女的“福音”，在欧美等发达国家被广泛使用，在美国就有超过40%的更年期妇女服用雌性激素替代药物。目前雌激素替代疗法主要应用于：缓解更年期症状；治疗老年性泌尿生殖道萎缩；预防及治疗绝经后骨质疏松；降低冠心病的发生率；预防老年性痴呆；降低结肠癌的发生；改善老年妇女共济失调。

虽然适量的雌激素，对于减轻更年期症状、骨质疏松症有较好的效果，但是在另一方面，随着相关研究的继续深入，雌激素补充疗法的副作用也不断被揭示出来。2002年，美国国家卫生院“妇女健康活动”（the women’s health initiative, WHI）首次发表公布，发现雌激素使用者更易得乳癌与心血管疾病。随后的研究也陆续发现，长期大量使用雌激素还可能诱发子宫内膜癌以及容易增加患卒中、血栓栓塞事件、乳腺癌和胆囊炎的危险性等副作用。因此，研究人员指出，要慎用激素替代疗法来缓解更年期综合征的症状，而对那些已经采取这一疗法的人来说应考虑降低剂量。雌激素的使用应该在医生的指导和严格随访下进行，在应用时也必须慎之又慎。

胚胎干细胞及其应用前景

（一）胚胎肝细胞

干细胞（stem cell）是集体内存在的一类特殊细胞，具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性。根据发生来源，干细胞可分为胚胎干细胞和成体干细胞。1999年12月，Science杂志公布了世界科学发展的评定结果，干细胞的研究成果名列十大科学进展榜首。

胚胎干细胞（embryonic stem cells, ES cell）简称ES细胞，是从早期胚胎的内细胞团或胎儿原始生殖细胞分离得到的高度未分化、具有发育全能性的干细胞，能被诱导分化为机体几乎所有的细胞类型。ES细胞一方面具有早期胚胎细胞相似的形态结构，另一方面，ES细胞还具有细胞系的特征，可以在体外长期传代、冷冻保存以及进行核移植和遗传操作等。1970年MatinMvans从小鼠中分离出胚胎干细胞并在体外培养成功，而人的胚胎干细胞的体外培养直到1999年才获得成功。

（二）胚胎干细胞研究的意义和应用前景

胚胎干细胞具有自我更新、多向分化潜能，具有巨大的基础研究和临床应用价值，是人类发育机制研究、临床药物筛选的理想模型，也为干细胞移植治疗疾病提供丰富的细胞来源。

1．用于发育生物学研究早期胚胎由于体积小和需要在子宫内发育，因此很难在体内研究其细胞分化及其机理。ES细胞在培养过程中可以加入分化诱导因子，如牛黄酸、丁酰环腺苷酸等，可诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化，因而ES细胞是研究体外细胞分化的理想材料。ES细胞是一种发育全能性的干细胞，在体外培养条件下可被诱导分化为神经、肌肉、软骨、上皮细胞等200多种机体细胞，可以将带有遗传标记的ES细胞注入早期胚胎的囊胚腔，通过组织化学染色，了解ES细胞的分化特点，为研究胚胎发育过程中的细胞分化、组织和器官形成的规律等提供了可能。另外，由于仅靠自身胚胎干细胞是无法形成胚胎的，也不会引起与胚胎实验研究相关的伦理问题。

2．用于药物的筛选的研究全世界每年有大量的新药诞生，而药物的测试或者直接以人体为测试对象会对人体产生巨大的副作用，或者以动物为测试对象则消耗大量的动物及人力、物力、财力。用ES细胞进行药物的筛选则具有很大优点。

（1）与体内方法相比，不用考虑对人体及动物的副作用，而且可以区分生殖细胞和体细胞突变剂。

（2）减少了药物实验所需的动物的数量，降低了成本。

（3）由于胚胎干细胞在体外可以经诱导分化成多种组织类型的细胞，因此不仅可以研究药物等化合物对细胞的毒性，还可以研究对胚胎发育的毒性，有利于阐明发育毒理学。同时就细胞毒性而言，ES细胞对药物等化合物的敏感性也高于成体组织。

（4）可以结合分子生物学技术，定量分析药物等化合物作用下基因的表达，有利于胚胎毒性定量测定。这些都使得ES细胞在药物筛选中显示出巨大的发展前景。

3．用于疾病治疗的研究由于ES细胞的发育全能性，体外培养的ES细胞经过定向诱导分化，可形成相应的细胞、组织和器官，通过细胞和组织器官的移植，使体内病变的组织器官得以修复并恢复正常功能。任何涉及丧失正常细胞的疾病，均可通过移植由胚胎干细胞

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分化而来的特异细胞或组织来治疗。另外，由于用自体的细胞进行培养后移植，还可避免异体移植所带来的免疫排斥问题。

目前已证明，用ES细胞诱导分化出的某些组织细胞已能或可能治疗许多相关疾病，如用心肌细胞修复坏死的心肌，胰岛细胞治疗糖尿病，皮肤细胞治疗烧伤和创伤，神经细胞治疗治疗神经退行性疾病（如帕金森病、亨廷顿舞蹈病、阿尔茨海默病等）。例如，帕金森氏综合征是以某些运动障碍为临床特征的一组疾病，是由于多巴胺神经系统病变或损伤引起原发性多巴胺缺损。如果在体外培养胚胎干细胞，并定向诱导其分化成生成多巴胺的神经细胞，可用于治疗帕金森综合征。

干细胞技术最诱人的前景是可以将干细胞在体外进行“器官克隆”，干细胞在体外发育成一完整的器官，特别是心、肝、肺等精细复杂的器官，以供病人移植。如果这一设想能够实现，将是人类医学中一项划时代的成就，人体中的任何器官和组织一旦出现问题，可像更换损坏的零件一样随意更换和修理。但是到目前，这一目标还处于研究阶段，也取得了一些令人兴奋的成果，如英国爱丁堡大学的科学家在实验室中利用人的羊水和动物的胚胎细胞培育出了人体肾脏。但是对于器官克隆，仍然存在许多难题，因为器官的形成是一个非常复杂的三维过程，很多器官是两个不同胚层的组织相互作用而形成的，而且即便是发育完整的来自自然机体的器官， 要离体培养并维持其正常的生理功能也很难做到。

（三）胚胎干细胞应用中的争议

虽然研究和利用胚胎干细胞是当前生物工程领域的核心问题之一，然而，人类胚胎干细胞的研究工作在全世界范围内还是有着很大争议。支持者认为这项研究有助于根治很多疑难杂症，是一种挽救生命的慈善行为，是科学进步的表现。反对者认为，由于涉及胚胎的应用，胚胎干细胞研究就等于是怂恿他人“扼杀生命”，是不道德的，反伦理的，另外，而由于治疗性克隆距生殖性克隆仅一步之遥，反对者也担心，迟早会导致克隆人的出现。由于争议，许多国家都设立了由研究人员、伦理学家和其他利益相关者组成的咨询小组，制定了ES细胞研究的各项法规，评估科学家的干细胞研究项目及其潜在风险，以确保干细胞研究与该国规定的伦理标准一致。如何更好地利用科学技术造福人类，而又避免科学与伦理成为对立的两方，这是需要科学家和社会共同思考并解决的问题。

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卵泡闭锁的研究进展

（一）卵泡闭锁

卵泡闭锁（follicular atresia）是指卵泡发育到一定的阶段后停止发育并退化的现象。人出生时的卵巢约有200万个卵泡，性成熟后大多数卵泡发生闭锁退化，只有少部分卵泡能发育成熟并排卵，女性一生中能成熟排卵的只有约400个卵泡，其余约99.9%以上的卵泡发生了闭锁。卵泡发育的每一个阶段都可以发生闭锁，原始卵泡和初级卵泡退化的数量最多。卵泡闭锁是多因素参与的复杂调控过程。

卵泡闭锁的实质就是卵泡中发生了细胞凋亡。卵泡闭锁在形态上出现一系列变化，主要表现为卵母细胞染色体密集，核固缩成大团块；卵泡壁塌陷，颗粒细胞层减少，卵泡膜细胞肥大，分散在卵巢基质中，形成能分泌雌激素的间质腺。闭锁的卵泡被周围的纤维细胞包围，通过吞噬作用最后消失而变成痕迹。卵泡闭锁的生化特征表现为雌激素减少，孕酮生成增加，促性腺激素受体数目减少，胰岛素样生长因子结合蛋白（IGFBP）表达增强。另外，还可观察到闭锁卵泡中缝隙连接蛋白43（connexin 43）表达下降，硫酸糖蛋白-2（sP-2）表达增强。

（二）卵泡闭锁的调控

有关卵泡闭锁的调控机制目前还没有完全清楚，但是研究表明，卵泡闭锁是一个非常复杂的过程，在这一过程中有许多激素和因子的参与。

1．生殖激素与卵泡闭锁生殖激素是卵巢卵泡细胞存活和凋亡的重要调节因子。近年来在理解卵泡启始闭锁的复杂的系列事件方面取得了很大进步。

（1）促性腺激素释放激素：促性腺激素释放激素（GnRH）有促进和抑制卵泡生长发育两方面的作用。在抑制卵泡方面，GnRH可以通过与颗粒细胞上的受体结合直接诱导颗细胞凋亡而导致卵巢卵泡闭锁。但至于GnRH对性腺的直接促凋亡作用同其间接诱导卵巢卵泡发育之间如何协调，有待于进一步研究。

（2）促性腺激素：卵泡刺激素（FSH）是阻止卵泡闭锁的因子，FSH能够促进卵泡发育、卵泡膜细胞增生以及抑制卵泡闭锁。给予外源性促性腺激素可挽救早期闭锁卵泡。促性腺激素可抑制卵泡颗粒细胞在缺乏激素培养的环境下发生凋亡，其抑制凋亡的作用部分是通过胰岛素样生长因子（IGF）介导的，通过降低IGFBP的产生，促进IGF的产生，进而抑制卵泡凋亡。

（3）甾体激素：雄激素能促进颗粒细胞黄体酮的产生，促进窦前、窦状卵泡闭锁，而雌激素则能促进卵泡的生长及颗粒细胞的增殖分化，并促进大卵泡的成熟。在闭锁的卵泡液中，雄激素/雌激素的比值升高。雌激素能抑制颗粒细胞的凋亡，而雄激素可抑制雌激素的抗凋亡效应。哺乳动物卵巢颗粒细胞内有孕激素的特异受体，孕激素可以抑制颗粒细胞凋亡。

2．生长因子和细胞因子与卵泡闭锁IGF也可作为促性腺激素的一种调节因子，促进颗粒细胞的增殖和颗粒细胞内类固醇激素的合成。IGF-Ⅰ和促性腺激素互作促进卵巢中卵泡的生长，IGF-Ⅱ和FSH调节颗粒细胞分泌E2。IGF的作用可被IGFBP所抑制或降低。闭锁卵泡中，颗粒细胞内IGFBP-2、-5表达增强，卵泡闭锁时，IGFBP-2在闭锁卵泡液的浓度比正常卵泡高。其它一些生长因子如转化生长因子、表皮生长因子、肿瘤坏死因子等对卵泡

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的闭锁都也有一定的调节作用。

卵泡闭锁是一种正常的繁殖生理过程，对于维持卵巢内环境具有重要意义。

不孕