女性生殖道(FRT)各部位定植固有微生物中，子宫内膜种类低于阴道，处于稳态的微生物维持FRT正常生理功能。辅助生殖技术(ART)作为治疗女性不孕症的主要手段，其胚胎移植成功率低是目前关注的核心问题。FRT菌群失调影响ART胚胎着床的具体作用机制迄今尚未阐明。最新研究发现，乳酸杆菌丰度下降，其他杂菌数量增加导致的菌群失衡，可致子宫内膜微环境异常，影响子宫内膜容受性，阻碍胚胎植入、着床过程，最终导致胚胎植入失败等不良妊娠结局。笔者拟就目前关于FRT微生物群和ART相关研究的最新进展进行阐述，旨在提高ART治疗不孕症的成功率。
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全球女性不孕症患病率为10%~30%，中国为15%~20%[1]，并且近年中国女性不孕症人群数量呈逐年上升趋势。辅助生殖技术(assisted reproductive technology，ART)作为治疗不孕症的主要手段之一，其总体胚胎种植成功率和临床妊娠率迄今尚不高[2]。如何提高ART胚胎种植成功率，是近年生殖内分泌领域关注的核心问题。借助基因测序技术探索女性生殖道(female reproductive tract，FRT)微生物组组成近年发展迅速。FRT定植菌中存在的固有细菌与所定植的部位，共同构成FRT微生态系统，该系统处于动态平衡状态，一旦受到外界因素干扰，可能导致FRT菌群失调。FRT微生物群失调，对女性生殖健康可产生不利影响。FRT微生物群状态与ART胚胎种植成功率密切相关，FRT微生物群紊乱与胚胎丢失、早期流产、早产等不良妊娠结局联系紧密[3]。笔者拟就FRT微生物群状态与ART胚胎种植成功率关系的最新研究现状进行阐述，旨在改善FRT微生物群状态，提高ART胚胎植入成功率。
解剖学将FRT分为下生殖道(阴道、子宫颈)和上生殖道(子宫、输卵管、卵巢)。在健康育龄女性的生殖道中，多数细菌存在于下生殖道。阴道微生物群多表现为较低微生物多样性(物种丰富度和均匀度)，主要产生乳杆菌属，以酸化阴道局部微环境。子宫内膜也有其固有的定植细菌，从而维持子宫内膜健康。
阴道是重要的生殖通道，阴道内定植较为丰富的细菌，正常健康女性阴道菌群由需氧菌和厌氧菌组成。阴道定植微生物群和阴道内环境，共同构成阴道微生态系统动态平衡状态。最初受检测技术限制，阴道乳酸杆菌被分离培养，而命名为德得来因杆菌(Doderlein bacilli)，随后被简单鉴定为嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)[4]。随着实时荧光定量聚合酶链式反应(real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction，qRT-PCR)，高通量测序技术[又被称为二代测序(next-generation sequencing，NGS)技术][5]等的发展，证实多数正常育龄女性阴道内主要定植的细菌为乳酸杆菌，20%~30%女性阴道内存在以非乳酸杆菌为主菌落，主要包括奇异菌、巨球菌、纤毛菌等细菌。乳杆菌家族包括卷曲乳杆菌、加氏乳杆菌、詹氏乳杆菌及惰性乳杆菌[6]。乳杆菌通过产生乳酸、过氧化氢(H2O2)及细菌素等，采取竞争细胞表面受体等作用机制[4]，维持阴道微环境正常，使阴道上皮细胞免受内源性或者外源性病原体侵袭。
阴道乳杆菌含量和分布与育龄女性自身雌激素水平相关，受到包括年龄、月经周期、妊娠、性活动、阴道冲洗等多种因素影响[7]。Ouarabi等[8]对100例女性(50例育龄女性和50例绝经后女性)阴道分泌物进行基因测序的结果显示，阴道微生物可根据相应细菌物种丰富度被分为不同菌的社区群落(community state types，CST)，其中4种CST(CSTⅠ~Ⅲ和CSTⅤ)均由乳杆菌家族主导，CST-Ⅳ细菌菌落可进一步细分为CSTⅣ-A和CSTⅣ-B亚型，其中CSTⅣ-B与细菌性阴道病(bacterial vaginosis，BV)联系紧密，其主要构成细菌为与BV相关厌氧菌，包括普氏菌、奇异菌、加德纳菌及巨球菌等。Ouarabi等[8]进一步研究发现，绝经后女性组较育龄女性阴道乳酸杆菌丰度明显下降，以惰性乳杆菌为主的阴道微生物群落，在受到月经周期影响时更难以保持稳定，容易向以厌氧菌为主的细菌群落转变。Walther-António等[9]对不同种族孕妇定期随访阴道分泌物种类与丰富度的结果显示，整个孕期孕妇阴道微生物均呈现以卷曲乳杆菌为主的低丰富度水平，其中高加索人种相对于其他人种，孕期女性乳杆菌丰富度更高，非洲育龄女性孕期及产后均表现出持续性低丰富度的乳酸杆菌状态，孕期低丰富度的乳酸杆菌可能与早产有关[10]。
健康育龄女性阴道乳杆菌分布不仅受到种族影响，还受到其所处地理位置的影响。国内育龄女性阴道内常见乳杆菌种类为加氏乳杆菌、惰性乳杆菌和卷曲乳杆菌，欧洲和加拿大育龄女性阴道内常见乳杆菌种类则包括加氏乳杆菌、詹氏乳杆菌、卷曲乳杆菌和惰性乳杆菌[11]。世界各地健康育龄女性阴道乳杆菌分布存在物种水平差异。一项对1 268例非洲裔美国人育龄女性组和416例欧洲人育龄女性组孕妇，采用NGS技术评估其阴道微生物谱结果发现，欧洲人育龄女性组的阴道微生物分布以卷曲乳杆菌为主，而非洲裔美国人育龄女性组的阴道微生物则以惰性乳杆菌为主[12]，白色人种育龄女性阴道乳酸杆菌的丰富度普遍高于黑色人种[11]。
阴道乳杆菌丰度，可能影响育龄女性成功妊娠率，阴道乳杆菌丰度越高，阴道微环境越稳定，成功妊娠率亦越高。Wee等[13]研究发现，不孕症育龄女性阴道内脲原体含量更高，可致其宫颈感染加德纳菌风险显著增高。与健康组育龄女性志愿者相比，不孕症组育龄女性阴道的乳杆菌含量极不稳定，并且乳杆菌失去主导地位，其他菌类，如链球菌、葡萄球菌、普雷沃菌及阿托波菌等含量亦较健康组显著增高，并且差异有统计学意义(P<0.05)[14]。阴道内乳杆菌家族卷曲乳杆菌相对丰度，与女性成功妊娠率具有相关关系(r＝0.29，P<0.05)[15]，而阴道惰性乳杆菌，则与早产率呈正相关关系(r＝0.51，P<0.05)[16]，在早产育龄女性阴道内惰性乳杆菌更容易被检测出。
由于宫颈黏液栓对FRT可构成保护屏障，从而阻止病原微生物自阴道上行进入宫腔。但是健康育龄女性宫腔处于无菌状态[4]的观点，随着近年NGS技术的发展已被打破。FRT内有细菌定植，FRT菌落种类和含量，从下生殖道至上生殖道，细菌相对丰度逐渐增加，而细菌种类则逐渐减少，子宫内膜也有其固有的定植细菌，与阴道环境相似，宫腔微生物与寄居环境共同构成子宫内膜微生态系统，维持子宫内膜健康[17]。
Winters等[18]利用NGS技术检测通过子宫切除术获得的子宫内膜样本结果显示，多数育龄女性(>60%)子宫内膜存在区别于阴道的定植细菌，其乳酸杆菌丰富度低于阴道，常见细菌属为不动杆菌属、假单胞菌属和毛单胞菌属。Moreno等[19]对342例接受ART治疗的不孕育龄女性子宫内膜液检测结果显示，其子宫内膜主要细菌种类包括乳酸杆菌、普雷沃菌、双歧杆菌、葡萄球菌等，并且乳酸杆菌丰富度与ART结局有一定联系，乳杆菌丰富度较高女性更易获得活产结局(P<0.05)。目前对子宫内膜菌群定植研究认为，育龄女性子宫内膜微生物多样性较低，包括乳酸杆菌、变形杆菌、类杆菌及其他细菌[20]。与阴道相比，对子宫内膜菌群定植的研究较少，究其原因，可能为子宫内膜取样更具有侵入性，并且样本被污染风险更高的缘故。
Koedooder等[15]对303例日本不孕症患者子宫内膜微生物检测结果显示，其子宫内膜存在以非乳杆菌为主的菌群，如加德纳菌、链球菌、阿托波菌、双歧杆菌等。与健康女性相比，不孕症患者子宫内膜细菌物种丰富度更高[14]，因此不孕症患者宫腔菌群与其所处环境，共同组成多细菌微生态系统，从而降低子宫内膜容受性，阻碍胚胎着床。
当阴道微生态系统遭受外界因素影响超过自身可调节范围时，可能发生微生态系统失调，出现阴道菌群紊乱。阴道异常菌群状态严重影响女性生殖健康，导致妇科疾病和一系列产科问题[21]。Skafte-Holm等[22]系统评价结果表明，与健康育龄女性相比，不孕症患者中约1/3出现阴道菌群紊乱，其中罹患BV者约为1/5。Haahr等[23]纳入12项研究的系统评价也发现，与健康育龄女性相比，不孕症患者BV患病率更高，约为16%，BV患者阴道感染沙眼衣原体风险亦较健康育龄女性高，而且沙眼衣原体感染与输卵管性不孕有更强相关性(r＝0.44，P<0.05)[24]，这可能是BV引起育龄女性不孕的机制之一。BV亦与不孕、早期流产、早产等多种不良妊娠结局密切相关[11]。
在对不孕症患者采取体外受精-胚胎移植(in vitro fertilization and embryo transfer，IVF-ET)治疗过程中，为了获得满意的卵子数和妊娠率，控制性卵巢刺激(controlled ovarian stimulation，COS)成为ART的临床选择，使用促排卵药物可能导致女性性激素水平发生超过生理水平的波动，进而可能影响阴道微生物群稳态平衡[25]。Carosso等[26]通过对接受IVF-ET不孕症患者阴道分泌物在IVF-ET周期中的随访检测发现，经历COS过程后，不孕症患者体内雌孕激素水平增高，与COS前相比，阴道细菌丰度发生变化，阴道乳酸杆菌相对丰度下降，而普雷沃菌、大肠埃希菌等致病菌的相对丰度则增高(P<0.05)。研究者同时对经历COS不孕症患者妊娠结局进一步研究发现，与活产新生儿组相比，非活产组母亲的阴道细菌物种丰富度更高[26]。这提示，未来采用冷冻胚胎的IVF-ET方案，受试者可能避免经历COS引起的阴道微生物紊乱，从而提高其IVF-ET成功率。
IVF-ET过程中异常阴道微生物可能影响阴道微环境，导致阴道上皮细胞无法抵御病原体侵袭，病原菌过度生长，通过宫颈上行至宫腔，影响胚胎植入、着床过程，最终导致胚胎植入失败、流产等不良结局。Eskew等[27]检测接受IVF-ET受试者阴道分泌物的结果发现，受试者中检测出阴道真核病毒感染阳性组的临床妊娠率低于阴性组(P<0.05)，受试者中口服阿奇霉素组病毒丰度高于未使用抗生素组(P<0.05)，这提示预防性口服抗菌药物可能提高育龄女性阴道病毒感染率。Haahr等[28]使用qRT-PCR技术对接受IVF-ET治疗的130例育龄女性进行阴道微生物谱检测结果显示，与阴道菌群正常组育龄女性相比，阴道菌群异常组临床妊娠率显著下降(P<0.05)，其中异常菌群可能包括加德纳菌、变形杆菌、阿托波菌及肠球菌等。Koedooder等[15]纳入303例接受IVF-ET/卵母细胞细胞质内单精子注射(intracy-toplasmic sperm injection)育龄女性的大型队列研究，对每例育龄女性进行阴道分泌物采样检测结果显示，某些特定细菌的存在或缺失，与ART治疗孕妇的妊娠结局密切相关，乳酸杆菌含量与胚胎植入成功率呈正相关关系(r＝0.38，P<0.05)[19]，阴道分泌物中加德纳菌或变形菌增加可影响胚胎正常着床，降低ART成功率。
子宫内膜微生物作为其微生态系统的重要组成部分，子宫内膜微生物异常被证实与胚胎种植失败、流产等不良生殖结局密切相关。Moreno等[19]对接受IVF-ET治疗不孕育龄女性进行阴道及宫腔分泌物微生物谱检测结果显示，子宫内膜菌群以乳杆菌为主，乳杆菌占比>90%的患者IVF-ET治疗后胚胎着床成功率、活产率等均较乳杆菌占比≤90%者显著增高(P<0.05)。其中，未妊娠、生化妊娠及流产育龄女性子宫内膜杂菌比例较成功妊娠者明显增加(P<0.05)，子宫内膜杂菌包括阿托波菌、双歧杆菌、金杆菌、加德纳菌、嗜血杆菌、克雷伯杆菌、葡萄球菌、链球菌等。
当宫腔受到感染时，炎症可能改变子宫内膜微生态平衡，降低子宫内膜容受性，从而影响胚胎着床。Cicinelli等[20]对106例不明原因不孕症育龄女性进行子宫内膜活检的结果显示，罹患慢性子宫内膜炎(chronic endometritis，CE)女性约占66%，并且其子宫内膜微生物多样性较无CE者明显增加(P<0.05)。罹患CE者子宫内膜常见微生物为肠球菌、支原体、大肠埃希菌、链球菌、加德纳菌及衣原体等。Lozano等[29]研究发现，与健康育龄女性相比，CE患者宫腔内微生物多样性更高，CE患者乳杆菌相对含量下降，厌氧杆菌、普氏菌、加德纳菌等其他细菌相对含量则增加。目前普遍认为，CE患者子宫内膜局部可能存在异常免疫反应，如选择素E，C-X-C趋化因子配体-1、-13及白细胞介素-6、-1β等促炎因子均过表达，引起局部子宫内膜基质中免疫B细胞和自然杀伤细胞异常分布，最终可能影响子宫内膜容受性，导致胚胎植入失败，抗菌药物是目前治疗CE的主要手段[20]，抗菌药物治疗可有效提高该病患者IVF-ET成功率[30]。
Ichiyama等[31]关于反复胚胎植入失败育龄女性的研究发现，与ART成功的对照组相比，有反复胚胎植入失败病史育龄女性的子宫内膜微生物谱中14种细菌属水平显著增高(P<0.05)，包括阿托波菌、巨球菌、加德纳菌及普雷沃菌等。这提示，既往ART失败原因可能与子宫内膜微生物异常相关，或许改善这类患者的子宫内膜微生物群分布，可能提高其ART成功率。
综上所述，随着NGS技术的发展，人们对FRT微生物群认识的不断加深，使临床对FRT微生物群影响女性生殖健康，FRT微生物群异常可能与女性不孕症、性传播疾病有关。FRT微生物群紊乱造成局部生殖微环境异常，干扰其正常生理功能，可能导致多种女性生殖系统疾病，如阴道异常微生物群上行至宫腔，引起子宫内膜微生物紊乱，最终可影响子宫内膜微生物群稳定性，干扰胚胎植入过程，导致不良生殖结局。但是，FRT微生物失调影响ART治疗的具体作用机制迄今尚未阐明。由此可见，对FRT微生物群失调治疗，可能有助于提高ART胚胎着床成功率和育龄女性临床妊娠率。
所有作者声明无利益冲突
魏权，张燊，陈慧佳，等.女性生殖道微生物群与辅助生殖技术相关性研究现状[J/OL].中华妇幼临床医学杂志(电子版), 2023, 19(2)：151-155.
