诊断性超声对早期胚胎影响的研究进展
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摘要超声诊断的安全性一直受到医学界和学术界的关注。随着辅助生殖技术的飞速发展，不同发育阶段胚胎接受超声照射次数日趋早期化、多次化。相应地，处于发育敏感期的早期胚胎接受辐照后的发育分化、生化代谢及生物大分子可能的生物效应不容忽视。本文就超声诊断对早期胚胎的影响机制综述如下。
关键词超声诊断；早期胚胎；影响；进展
随着辅助生殖技术的成熟及临床应用，超声在评价子宫内膜容受性、预测卵巢储备能力、监测卵泡发育、预测排卵、指导胚胎移植、多胎妊娠减灭术方面发挥重要的作用。超声诊断的安全性问题，从超声医学诞生时就受到科学界的关注，尤其对人体的生殖细胞及处于发育敏感期的胚胎的安全性更受关注。超声诊断技术对早期胚胎影响的研究进展综述如下。
1超声生物学效应及其产生机制
超声波是一种机械振动能量的传播形式。它具有波动性 可以作为一种信息载体用于诊断。当作用于人体的超声波达到一定剂量时，就会通过超声波与人体组织间作用使人体组织或器官产生某种功能或结构上可逆或非可逆的变化，这就是超声生物学效应。可能的机制 [1]：①机械机制：是超声作用的原发机制，超声波是机械振动状态的传播形式，是一种频率高于15～20kHz弹性机械震荡波，大致可分为低频、中频和高频3档，可穿透组织却不会对所经过的组织产生电离辐射损伤，能在组织内聚焦。②热机制：属于次级机制，超声波在人体内传播部分声能被人体组织吸收转化为热能，使组织自身温度升高。脉冲诊断超声波有时可引起瞬态温升，在骨表面尤为明显。Barnett等[2]报道动物胚胎体温不超过生理体温1.5℃可以忽略热效应引起的损伤，超过2℃会导致生长发育的异常，超过6℃可致细胞死亡。轻微的温度上升可导致代谢加强、血管渗透性改变、蛋白质渗漏增加、水肿和热反应蛋白的生成。超声照射过程中胚胎受热，热效应的产生与组织细胞的敏感性、温度升高的程度及持续时间有关。体外培养9.5天鼠胚(相当于孕3～5周人胚)在周围温度超过37℃条件下接受脉冲超声辐照30min发现死亡胚胎数及存活胚胎形态异常率增加 [3]。③ 空化机制：是另一次级机制，是声场激活人体内可能存在的微小气泡相关。即空化或惯性空化。目前体内试验在无超声造影剂存在的情况下尚未证实空化效应造成的损伤[4]。
2诊断性超声对早期胚胎发育影响的研究进展
胚胎发育过程可分为胚前期、器官形成期、胎儿期。超声已介入胚胎发育的整个时期，超声对不同发育阶段胚胎的影响，尤其是胎儿发育早期即胚前期、器官形成期受到学者们的极大关注[5.8-12]。胚前期主要是卵裂、胚泡形成、植入和内、外双胚层的形成。此期胚体细胞尚未分化，有分化为胚胎各类细胞的潜力，超声辐射对此期胚胎发挥着全或无的影响[13-15]：即受辐射后，胚胎或死亡，或完好存活，不发生畸形。但不表明胚前期接受超声辐射绝对安全。器官形成期的细胞行为异常活跃，细胞分化明显加快，此期接受超声辐射所产生的生物学效应不容忽视[6.7]。
2.1诊断超声对早孕绒毛超微结构的影响
经腹超声辐照早孕孕囊5min、10min、15min、20min 或30min 所得到的结果有很大差异。贾建文等[19]的研究显示经腹超声照射孕囊30min 后, 其绒毛细胞形态学改变与正常对照组比较无显著性差异；而焦彤等[18]的研究显示经腹超声照射孕囊10min 绒毛细胞部分微绒毛排列紊乱、卷曲；李卫萍等[20] 的研究显示经腹超声照射孕囊20min 会出现合体滋养细胞内质网扩张, 线粒体外室扩张, 内室收缩, 嵴间隙增宽。
2.2诊断超声对早孕绒毛组织生化功能的影响
经腹部超声照射孕囊5、10、20、30min, 随着照射时间的延长, 丙二醛(MDA )水平逐渐升高, 超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶（GTT 2px)活性逐渐降低,与对照组比较，照射20min及以上组的数值改变差异有显著性[18.33] 。机体在正常情况下可通过SOD、GTT 2px 等抗氧化酶不断清除自由基, 保护机体。超声波引发的脂质过氧化反应, 不仅会消耗大量抗氧化酶, 还会使抗氧化酶的活性降低, 造成自由基的堆积, 堆积的自由基作用于不饱和脂肪酸, 发生脂质过氧化反应, 其最终产物是生成MDA , MDA 的水映了不饱和脂肪酸的过氧化程度。
诊断超声经腹照射孕囊5min 及10min, 2h 后行人工流产取绒毛组织进行一氧化氮（NO）及一氧化氮合成酶（NOS）的测量[22], 结果显示超声辐照组的NOS 活性降低、NO含量减少,并且随照射时间延长, 下降更为显著。NO是内皮源性松弛因子, 广泛分布于人体内多种细胞、组织和器官, 妊娠早期母体内NO产生大量增加, 对母体全身血管扩张, 降低血压, 增加子宫胎盘血供有重要作用, 是胎盘血流及氧和营养物质交换的重要调节因素, NOS是催化生成NO的主要限速因素, NOS活性下降,NO产生减少，有可能会影响胎儿的良好发育。
2.3诊断超声对早孕绒毛DNA的影响
诊断超声对早孕绒毛DNA 的影响研究主要集中在以下几个方面[18.19.23.24], 包括DNA单链断裂(SSB) , DNA 双链断裂(DSB) , DNA含量测定, 姐妹染色单体交换率(SCE)及染色体畸变率。黄凤华等[23]研究表明, 经腹超声照射孕囊10min不引起绒毛DNA 单链断裂及双链断裂增加, 而照射20 min则引起DNA单链断裂及双链断裂的增加。王彩凤等[19]研究也证实, 经腹超声照射孕囊10min不引起DNA 单链断裂及双链断裂的增加。贾建文等[24]的研究显示, 经腹超声照射30min 后4h内人工流产者的绒毛DNA含量较对照组下降有显著性差异, 而染色体畸变率与对照组无显著性差异。焦彤等[18]的研究显示经腹超声照射孕囊10min, 照射组SCE与对照组比较差异无显著性。
2.4诊断超声对早孕绒毛增殖及凋亡的影响
2.4.1诊断超声对早孕绒毛增殖的影响
邓文慧等[25]用流式细胞仪对早孕绒毛的细胞周期和增殖细胞核抗原(PCNA) 表达水平进行了动态监测, 发现正常孕6～8周绒毛细胞分布于周期各时相, 细胞增殖指数为25.1% , 绒毛PCNA 表达含量为12.53% , 阳性表达分布于各时相细胞。经腹超声照射孕囊20min后1h、4h、8h、16h、24h 行人工流产取绒毛组织检测DNA倍体指数(DI) ,均为二倍体水平, PCNA 表达含量各超声照射组与对照组之间的差异亦无显著性。上述结果表明经腹超声照射孕囊20min不影响早孕绒毛增殖发育及染色体畸变。
2.4.2诊断超声对早孕绒毛细胞凋亡的影响
霍丽蓉等[26]用流式细胞技术及电镜技术对早孕绒毛细胞进行检测, 结果发现经腹超声照射孕囊5min与对照组相比,在正常二倍体峰(M2峰) 前出现较高的亚二倍体峰(凋亡峰,M1峰)；辐照10min组的M1峰更加高耸,结果表明5min组的凋亡率显著增大, 10min组的更远远高于正常。电镜观察也发现了实验组细胞核固缩, 染色质边聚, 内质网空泡化, 说明一定剂量的诊断级超声可以诱导绒毛细胞发生过多的凋亡。杜联芳等[27]用原位末端脱氧核苷酸转移酶标记技术检测结果，超声照射10min组与对照组凋亡细胞数量无差别，20min组和30min组凋亡细胞明显增加；同时还用免疫组织化学技术和原位杂交技术检测早孕绒毛细胞Fas/FasL 蛋白、bcl-2 蛋白、FasmRNA、FasL mRNA、p 53mRNA、bcl-2 mRNA 表达的关系[28-31]，结果表明辐照10min组绒毛滋养层细胞Fas/FasL 蛋白、bcl-2 蛋白、Fas mRNA、FasL mRNA 表达与对照组无差别；20min组和30min组上述各指标明显升高；辐照10min组绒毛中p53mRNA表达与对照组接近，20min组和30min组绒毛中p53mRNA表达率大于对照组和10min组,且表达率随时间延长而增高。周春等[32]研究了诊断超声辐射与早孕绒毛caspase23、8蛋白表达的关系, 结果也显示20min组和30m in组的表达率明显高于对照组及10min组, 辐照时间越长表达越强。以上研究结果均表明经腹超声照射孕囊一定时间, 特别是超过10min会引起绒毛滋养细胞凋亡增加。
3总结与展望
综上所述，诊断超声在妇产科的应用日益广泛, 对其安全性问题也应有清醒的认识, 虽然诊断超声对早孕绒毛的影响不像X-线对胚胎的影响那么明确, 但各种研究表明诊断级超声对早孕绒毛无论是在超微结构、生化功能、DNA、细胞增殖与凋亡等方面都存在着一定的影响, 尽管很多研究[2.916.22]都证实超声照射所引起的各种改变有可逆性，而且目前为止大部分研究者都认为短时间低剂量的超声检查是安全的，但国际上还未建立一个统一的安全阈值计量标准，仍存在许多尚待解决的问题。
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