【佳學基因檢測】妊娠與分娩的基因解碼：基因檢測、診斷與治療的依據(jù)

一、妊娠

妊娠（pregnancy）是指子代新個體的產(chǎn)生和孕育的過程，包括受精、著床、妊娠的維持及胎兒的生長。妊娠是從卵子受精開始的。人類妊娠時間約280天。

（一）受精

受精（fertilization）是指精子穿入卵子并相互融合的過程。卵子從卵巢排出后進入輸卵管，停留在輸卵管壺腹部與峽部。精子射入陰道后，要經(jīng)過子宮頸、子宮腔和輸卵管，在輸卵管壺腹部與卵子相遇。隨后精子頭部鉆入卵細胞，使各帶23條染色體的雄性原核與雌性原核相結(jié)合，組成含有23對染色體、攜帶雙親遺傳特性的受精卵，因此具有父母雙方的遺傳特性。

1.精子的運行

精子的運行除依靠其自身運動外，宮頸、子宮和輸卵管對精子的運行都起到一定的作用。精液射入陰道后穹窿后，絕大部分被陰道內(nèi)的酶殺傷失去活力，一部分精子靠本身的運動及射精后引起的子宮收縮，進入子宮腔和輸卵管。輸卵管的蠕動推動精子由峽部向壺腹部運動。精子到達的時間約在性交后30～90分鐘，在女性生殖道內(nèi)的受精能力大約只能保持48小時。雖然射精時進入陰道的精子可達2億～5億，賊終只有極少數(shù)活動力強的精子（不足200個）能到達受精部位，其中一般只有一個精子可使卵子受精。精子的運行受到神經(jīng)和激素的調(diào)節(jié)，排卵前期的雌激素、精液中的前列腺素均有利于精子的運行，而排卵后分泌增加的孕酮則阻止精子運行。

2.精子獲能

精子必須在女性生殖道中停留幾小時，才能獲得使卵子受精的能力，稱為精子獲能（capacitation of spermatozoa）。精子經(jīng)過在附睪中的發(fā)育，已經(jīng)具備了受精能力，但附睪與精漿中存在著去獲能因子，使精子的受精能力受到了抑制。女性生殖道中的β淀粉酶、β葡萄糖苷酸酶、胰蛋白酶及唾液酸酶均可解除去獲能因子的抑制效應(yīng)，暴露精子表面與卵子識別結(jié)合的結(jié)構(gòu)，從而使其獲得受精能力。獲能的主要場所是子宮，其次是輸卵管，宮頸也可能有使精子獲能的作用。

3.頂體反應(yīng)

精子與卵子接觸后，精子頂體外膜與精子頭部細胞膜融合、破裂，形成許多小孔，釋放出頂體酶，以溶解卵子外圍的放射冠及透明帶，這一過程稱為頂體反應(yīng)（acrosome reaction）。頂體酶可在透明帶上消化并形成恰好允許一個精子通過的通道。

精子接觸卵膜后，可促進卵母細胞釋放一些物質(zhì)，封鎖透明帶，阻止其他精子穿過，從而避免多精子受精；并可刺激卵母細胞完成第二次成熟分裂，并形成第二極體。進入卵細胞的精子，其尾部迅速退化，細胞核膨大形成雄性原核，隨即與雌性原核融合，形成一個具有23對染色體的受精卵。

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“試管嬰兒”

“試管嬰兒”是一種輔助生殖技術(shù)，專業(yè)術(shù)語為體外受精-胚胎移植（in vitro fertilization and embryo transfer，IVF-ET）技術(shù)，即從婦女卵巢內(nèi)取出卵子，在體外人工控制的環(huán)境中與精子受精，經(jīng)體外培養(yǎng)一段時間后，早期胚胎移植到女性的子宮中，使其著床并完成妊娠的全過程。1978年英國學者Steptoe和Edwards采用該技術(shù)誕生世界先進例“試管嬰兒”Louise Brown。1988年我國先進例試管嬰兒在北京誕生。目前，該技術(shù)在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，臨床上輸卵管性不孕癥、原因不明不孕癥、子宮內(nèi)膜異位癥、男性因素不孕癥、排卵異常、宮頸因素導致的不孕癥等均為IVF-ET適應(yīng)證。IVF-ET主要步驟包括：藥物促進與監(jiān)測卵泡發(fā)育，B超介導下取卵，配子體外受精和胚胎體外培養(yǎng)，胚胎移植和黃體支持。2010年，Edwards被授予諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，以表彰他在IVF-ET技術(shù)領(lǐng)域做出的開創(chuàng)性貢獻。

（二）著床

受精卵在輸卵管蠕動和纖毛的作用下，逐漸向子宮腔移行，同時進行細胞分裂。受精后72小時分裂為16個細胞的實心細胞團，稱為桑葚胚（morula），隨后發(fā)育為早期胚泡（early blastocyst）。在受精后第4天，早期胚泡進入子宮腔并繼續(xù)分裂。在子宮腔內(nèi)停留2～3天后，早期胚泡外面的透明帶逐漸變薄、消失，總體積增大，繼而分裂發(fā)育為晚期胚泡（late blastocyst）。胚泡可以直接從子宮內(nèi)膜分泌的液體中吸收營養(yǎng)。

受精后第6～7天，晚期胚泡逐漸植入子宮內(nèi)膜，這個過程稱為著床（implantation）。著床需經(jīng)過定位、黏附和穿透三個階段。定位是指晚期胚泡與子宮內(nèi)膜接觸，部位多在子宮后壁上部。黏附是指晚期胚泡粘著于子宮內(nèi)膜后，滋養(yǎng)細胞開始分化為合體滋養(yǎng)細胞層和細胞滋養(yǎng)細胞層。穿透是指合體滋養(yǎng)細胞分泌蛋白溶解酶，溶解子宮內(nèi)膜細胞、間質(zhì)以及血管，從而有效埋于子宮內(nèi)膜中。成功的著床有賴于胚泡與母體的相互識別、胚泡發(fā)育與母體子宮內(nèi)膜變化的同步、母體排斥反應(yīng)的抑制和母體接受性等條件的完善，并受到母體和胚泡激素的調(diào)控。子宮僅在一個極短的關(guān)鍵時期內(nèi)允許胚泡著床，稱為子宮的敏感期或接受期。在此期內(nèi)，子宮內(nèi)膜受到雌激素與孕激素的協(xié)同作用，可能分泌某些物質(zhì)，激活胚泡著床。胚泡也可產(chǎn)生多種激素和化學物質(zhì)，如絨毛膜促性腺激素，刺激卵巢黃體轉(zhuǎn)變?yōu)槿焉稂S體，后者繼續(xù)分泌妊娠需要的孕激素。胚泡的分化與到達子宮的時間必須與子宮內(nèi)膜發(fā)育程度相一致，胚泡過早或過遲到達子宮腔，都不利于著床。受精24小時的受精卵還可產(chǎn)生早孕因子（early pregnancy factor），它能抑制母體淋巴細胞功能，使胚泡免遭母體排斥。因此，檢測早孕因子可進行超早期妊娠診斷。此外，在著床過程中，胚泡不斷地發(fā)出信息，使母體能識別妊娠期間所發(fā)生的相應(yīng)變化。

（三）妊娠的維持及激素調(diào)節(jié)

正常妊娠的維持有賴于垂體、卵巢和胎盤分泌的各種激素相互配合。受精與著床之前，在腺垂體促性腺激素的控制下，卵巢黃體分泌大量的孕激素與雌激素，導致子宮內(nèi)膜發(fā)生分泌期改變，以適應(yīng)妊娠的需要。如未受孕，黃體按時退化，孕激素與雌激素分泌減少，引起子宮內(nèi)膜剝脫流血，形成月經(jīng)；如果受孕，在受精后第6天左右，胚泡滋養(yǎng)層細胞便開始分泌人絨毛膜促性腺激素。后者分泌量逐漸增多，刺激卵巢黃體變?yōu)槿焉稂S體，繼續(xù)分泌孕激素和雌激素。胎盤形成后，不僅在母體和胎兒之間可以有效地進行選擇性的物質(zhì)交換，而且，胎盤是妊娠期間重要的內(nèi)分泌器官，可分泌大量的蛋白質(zhì)激素、肽類激素和類固醇激素，調(diào)節(jié)母體與胎兒的代謝活動。胎盤分泌的激素包括：

1.人絨毛膜促性腺激素（hCG）

hCG是胎盤絨毛組織的合體滋養(yǎng)層細胞分泌的一種糖蛋白激素，分子量為45 000～50 000，由α亞單位與β亞單位組成。α亞單位氨基酸的數(shù)量與序列幾乎與LH相同，β亞單位的氨基酸也有很大部分與LH相同，因此，hCG與LH的生物學作用與免疫學特性基本相同。

卵子受精后第6天左右，胚泡形成滋養(yǎng)層細胞，開始分泌少量hCG；妊娠早期絨毛組織形成后，合體滋養(yǎng)層細胞大量分泌hCG，于妊娠8～10周達高峰，隨后開始減少，到妊娠20周左右降至較低水平，并一直維持到妊娠末期；如無胎盤殘留，于產(chǎn)后4天消失。由于hCG在妊娠早期即出現(xiàn)，故用特異性的hCG β亞基抗體，通過放射免疫分析法，檢測母體血中或尿中hCG濃度，是診斷早孕的一個常用的高效指標。

在早孕期，hCG刺激卵巢黃體轉(zhuǎn)變成妊娠黃體，妊娠黃體的壽命只有10周左右，以后便逐漸退縮；與此同時胎盤分泌孕激素和雌激素，逐漸接替妊娠黃體的作用。

2.其他蛋白質(zhì)激素和肽類激素

胎盤還可分泌人絨毛膜生長素（human chorionic somatomammotropin，hCS）、絨毛膜促甲狀腺激素、促腎上腺皮質(zhì)激素、GnRH以及β-內(nèi)啡肽等。hCS為合體滋養(yǎng)層細胞分泌的單鏈多肽，含191個氨基酸殘基，其中96%與人生長素同源，故具有生長素的的作用，可調(diào)節(jié)母體與胎兒的糖、脂肪與蛋白質(zhì)代謝，促進胎兒生長。賊初發(fā)現(xiàn)hCS時，因其對動物有很強的催乳作用，故命名為人胎盤催乳素（human placental lactogen，hPL）。后來的研究證明，hPL對人幾乎沒有催乳作用，而主要是促進胎兒生長，因此將其定名為hCS。

3.類固醇激素

胎盤能分泌大量的孕激素和雌激素。高濃度的雌、孕激素對下丘腦-腺垂體起到負反饋抑制作用，因此妊娠期卵巢內(nèi)沒有卵泡發(fā)育和排卵，也不出現(xiàn)月經(jīng)。

（1）孕激素：

由胎盤合體滋養(yǎng)層細胞分泌。胎盤內(nèi)有活性很強的3β-羥脫氫酶，可將母體和胎兒提供的孕烯醇酮轉(zhuǎn)變成孕酮。在妊娠期間，母體血中孕酮濃度隨著孕期增長而穩(wěn)步升高，至妊娠足月時達高峰，平時濃度可達600nmol/L。其作用主要是抑制母體對胎兒的排斥反應(yīng)、降低子宮肌的敏感性，有利于安胎。

（2）雌激素：

胎盤分泌的雌激素中，90%是雌三醇，其前體主要來自胎兒。由于雌三醇是胎兒與胎盤共同參與合成的，因此，檢測母體血和尿中雌三醇的含量，可用來判斷胎兒是否存活。

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避孕

避孕（contraception）是指通過影響生殖的各個環(huán)節(jié)，使婦女暫時不受孕。避孕主要是通過控制生殖過程中的幾個環(huán)節(jié)實現(xiàn)的：①抑制精子與卵子產(chǎn)生。如使用口服避孕藥（主要成分是雌激素和孕激素），反饋抑制腺垂體分泌FSH和LH，進而阻礙卵泡成熟和排卵。②阻止精子與卵子結(jié)合。屬于這一類的避孕方式有：安全期避孕（排卵期間停止性生活），使用安全套、子宮帽和避孕栓等。③使子宮環(huán)境不利于精子獲能、生存，或者不適宜受精卵著床和發(fā)育。如宮腔放置節(jié)育器、使用孕酮受體阻斷劑等藥物阻止受精卵著床等。④促進胚胎由子宮排出。在上述避孕環(huán)節(jié)失敗后，可通過早期人工流產(chǎn)、藥物流產(chǎn)等方法，終止妊娠。實施男性輸精管結(jié)扎術(shù)或女性輸卵管結(jié)扎術(shù)等可達到有效、悠久、長期、很久避孕即絕育的效果。

二、分娩

分娩（parturition）是指成熟的胎兒從母體子宮產(chǎn)出體外的過程。自然分娩的過程可分為三個階段：先進階段，子宮底部向子宮頸的收縮波頻繁發(fā)生，推動胎兒頭部緊抵子宮頸，并伴隨子宮頸變軟擴張。第二階段，胎兒由宮腔經(jīng)子宮頸和陰道排出體外，持續(xù)1～2小時。第三階段發(fā)生在胎兒娩出后10分鐘左右，胎盤與子宮分離并排出母體，伴隨子宮肌肉強烈收縮，壓迫血管以達到止血的目的。在分娩過程中，胎兒對子宮頸部的壓迫可刺激縮宮素釋放，后者使子宮肌肉收縮增強。隨著宮縮加劇，胎頭對子宮頸的刺激進一步加強，又促進縮宮素的釋放，從而形成一個典型的正反饋調(diào)節(jié)，直至胎兒有效娩出為止。

分娩是一個極其復雜的生理過程，子宮節(jié)律性收縮是分娩的主要動力。對于分娩發(fā)動的機制目前尚不清楚。實驗表明，糖皮質(zhì)激素、雌激素、孕激素、縮宮素、松弛素、前列腺素及兒茶酚胺等多種激素均參與分娩的啟動和完成。