Interview mit Han Yibing: Die Unfruchtbarkeitsrate steigt von Jahr zu Jahr. Welche Anstrengungen haben Wissenschaftler und Ärzte unternommen, um Fruchtbarkeitsprobleme beim Menschen zu lösen?

Einführung:

Unfruchtbarkeit ist in den letzten Jahren zu einem heißen Thema geworden und viele verheiratete Paare stehen vor dem Dilemma, keine Kinder bekommen zu können. Warum passiert das? Welche Rolle wird die assistierte Reproduktionstechnologie bei der Lösung menschlicher Fortpflanzungsprobleme spielen?

In dieser Ausgabe haben wir Professor Han Yibing vom Kiang Wu Hospital in Macau eingeladen. Professor Han beschäftigt sich hauptsächlich mit Forschung und klinischer Arbeit im Bereich der Reproduktionsbiologie und verfügt über umfassende Kenntnisse in den Bereichen In-vitro-Fertilisation, Mikroinjektion sowie Isolierung und Kultur von Stammzellen.

Frage: Lehrer Han, können Sie uns erklären, wie die Einnistung und Entwicklung des Embryos unter normalen Umständen abläuft?

Han Yibing: Unter normalen Umständen werden die Eizellen einer Frau aus den Eierstöcken freigesetzt, passieren die Eileiter und gelangen in die Ampulle der Eileiter. Zu diesem Zeitpunkt schwimmen die Spermien beim Geschlechtsverkehr zur Ampulle und befruchten die Eizelle. Die befruchtete Eizelle gelangt dann von der Ampulle in die Gebärmutterhöhle. Es dauert etwa vier bis fünf Tage, bis sich der Embryo vom Eileiter in die Gebärmutterhöhle einnistet.

Faktoren, die die Embryoimplantation beeinflussen

F: Laut Statistiken der Weltgesundheitsorganisation leiden etwa 17,5 % der Erwachsenen an Unfruchtbarkeit. Welche Faktoren beeinflussen die Embryoimplantation?

Han Yibing: Die von der Weltgesundheitsorganisation erhobene Unfruchtbarkeitsrate steigt derzeit immer weiter an. Tatsächlich gibt es viele Gründe für Unfruchtbarkeit.

Eine der Ursachen sind Probleme bei der Embryoimplantation, die weniger als die Hälfte aller Fälle von Unfruchtbarkeit ausmachen. Tatsächlich ist Unfruchtbarkeit eher auf den Eisprung zurückzuführen, und der Anteil der männlichen Unfruchtbarkeit beträgt ebenfalls 30–40 %.

Frage: Zu welchem ​​Anteil spielen männliche und weibliche Faktoren eine Rolle?

Han Yibing: Der tatsächliche Anteil ist schwer zu schätzen. Es gibt mehrere Faktoren, die Unfruchtbarkeit beeinflussen, und viele der Ursachen sind unbekannt. Mithilfe aktueller Methoden lässt sich feststellen, ob bei einer Frau Probleme mit dem Eisprung vorliegen. Allerdings ist es schwierig, die Embryoimplantation zu beurteilen, da es sich dabei um eine „Black Box“ handelt.

Bei der Frage der Embryoeinnistung kommt es grundsätzlich darauf an, ob eine Schwangerschaft vorliegt. Wenn Sie schwanger sind, können Sie die Einnistung des Embryos anhand der Dicke der Gebärmutterschleimhaut überprüfen. In den letzten Jahren sind einige genetische Screeningmethoden für die Endometriumrezeptivität aufgetaucht, allerdings handelt es sich dabei um prospektive und experimentelle Diagnosen. Derzeit gibt es keine eindeutige Diagnosetechnologie, die nachweisen könnte, dass Unfruchtbarkeit auf ein Problem der Embryoimplantation zurückzuführen ist. Derzeit ist es noch immer eine sehr schwierige Aufgabe, das Problem der Embryoimplantation zu lösen und die Erfolgsrate der In-vitro-Fertilisation zu verbessern.

Die Behinderung der Embryoimplantation wird klinisch als wiederholtes Implantationsversagen bezeichnet. Patienten mit wiederholten Implantationsfehlern sind die Patientengruppe, die am stärksten von der Erfolgsrate der In-vitro-Fertilisation betroffen ist. Die Erfolgsrate der In-vitro-Fertilisation liegt nicht bei 100 %. Grundsätzlich liegt die Erfolgsquote weltweit bei etwa 50 %.

Bei den restlichen 50 % der Patientinnen kommt es nach der Embryotransplantation zu einem Implantationsfehler. Bei diesen Patientinnen kann es zu Embryoimplantationsstörungen oder einem vorzeitigen Embryotod kommen. Gegenwärtig wurden in der In-vitro-Reproduktionstechnologie erhebliche Fortschritte erzielt. Damit lässt sich prüfen, ob der Embryo Entwicklungspotenzial besitzt. Durch die Blastozystenkultur lässt sich die In-vitro-Kulturzeit verlängern und die Qualität des Embryos verbessern. Allerdings kann die Schwangerschaftsrate immer noch nicht 100 % erreichen. Der Unterschied in der Schwangerschaftsrate liegt in der Aufnahmefähigkeit des Endometriums.

F: Auf diesem Gebiet müssen wir noch viele schwierige Probleme überwinden und es gibt noch viele klinische Probleme, die von Wissenschaftlern und Ärzten gelöst werden müssen.

Die Entwicklung der assistierten Reproduktionstechnologie

F: Wenn es um Unfruchtbarkeit geht, werden auf jeden Fall Technologien zur assistierten Reproduktion erwähnt. Diese Technologie wurde mittlerweile in die dritte Generation weiterentwickelt. Können Sie die Merkmale jeder dieser drei Technologiegenerationen vorstellen?

Han Yibing: Die erste, zweite und dritte Generation der assistierten Reproduktion sind alles umgangssprachliche Ausdrücke, die von der breiten Öffentlichkeit verwendet werden. Wissenschaftlich gesehen sind sie nicht standardisiert. Bei der ersten, zweiten und dritten Generation assistierter Reproduktionstechnologie handelt es sich nicht um Technologien, die sich im Laufe der Zeit ständig weiterentwickeln. Die erste Generation der Retortenbabys (Technologie) bezieht sich heute auf die gewöhnliche IVF-In-vitro-Fertilisationstechnologie.

Die Retortenbaby-Technologie der zweiten Generation ist die intrazytoplasmatische Spermieninjektion. Von diesen beiden Technologien ist die IVF tatsächlich die frühere Generation der Spermieninjektion, mittlerweile werden jedoch beide Technologien eingesetzt. Sie haben unterschiedliche Indikationen und das bedeutet nicht, dass die zweite Generation besser ist als die erste Generation. ,

Bei der sogenannten IVF-Technologie der dritten Generation handelt es sich um eine Präimplantationsdiagnostik von Embryonen, die bei Patienten mit genetischen Erkrankungen eingesetzt wird. Bei der ersten Generation der In-vitro-Fertilisationstechnologie wird das Sperma männlicher Patienten in vitro mit normalem Sperma befruchtet. Das heißt, Eizelle und Sperma werden zusammengeführt und können sich selbstständig befruchten. Welches Ei befruchtet wird, wird auf natürliche Weise ausgewählt.

Die intrazytoplasmatische Spermieninjektion der zweiten Generation wird zur Behandlung einer unzureichenden Spermienzahl eingesetzt. Wir verarbeiten das Sperma in vitro und führen es anschließend wieder dem Körper zu.

Wenn die Spermienmotilität schwach ist oder nicht dem Standard entspricht, sind Hilfsmittel erforderlich. Dabei wird das Sperma in der Regel mit einer Nadel gezielt in die Eizelle injiziert. Zu diesem Zeitpunkt sind die Spermien nicht mehr konkurrenzfähig.

Da die drei Technologien unterschiedliche Indikationen haben, werden sie derzeit gleichzeitig eingesetzt.

Beiträge von Wissenschaftlern und Ärzten

F: Auf dem Gebiet der assistierten Reproduktion haben viele Wissenschaftler im In- und Ausland wichtige Beiträge geleistet. Können Sie beispielsweise die Beiträge von Zhang Mingjue, Robert Edwards, Zhang Lizhu und anderen kurz vorstellen?

Han Yibing: Der Hauptbeitrag von Professor Zhang Mingjue bestand in der Schaffung von Reagenzglasmäusen und Reagenzglaskaninchen sowie in der Entdeckung des Phänomens der Spermienkapazitation. Doch nun hat die Forschung herausgefunden, dass am Befruchtungsprozess noch andere molekulare Faktoren beteiligt sind. Obwohl das Konzept der Spermienkapazitation mittlerweile überholt ist, entdeckte Herr Zhang Mingjue, dass sich die Spermien nach der Behandlung mit einer bestimmten Methode in einem Zustand befinden, den er als Kapazitation bezeichnete. Erst wenn die kapazitierten Spermien und die Eizelle zusammenkommen, kann es zur Befruchtung kommen. Dies ist eine bahnbrechende Entdeckung.

Professor Edwards war Embryologe in Cambridge, England. Sein größter Beitrag war die Geburt des ersten Retortenbabys, Louise Brown, am 25. Juli 1978.

Er entnahm die Eizellen mittels einer Laparoskopie, befruchtete sie anschließend im Reagenzglas und übertrug den Embryo am ersten Tag der Befruchtung zurück in den Eileiter. Obwohl die In-vitro-Operation nur einen Tag dauerte, löste sie das Problem der verstopften Eileiter von Louise Browns Mutter und schließlich wurde das Retortenbaby geboren. Er erhielt 2010 den Nobelpreis für Physiologie.

Professor Zhang Lizhu ist Geburtshelfer und Gynäkologe am Dritten Krankenhaus der Peking-Universität. 1988 brachte sie erfolgreich Chinas erstes Retortenbaby zur Welt. Obwohl sie bei ihrem gesamten Erfindungsprozess auf ausländischen Erfahrungen basierte, überwand sie viele Schwierigkeiten.

Damals gab es zwar technische Hürden und wir hatten keine Möglichkeit, im Ausland zu studieren, aber wir wussten, dass dieser Ansatz machbar war. Es heißt, sie habe die Nadeln zur Eizellentnahme selbst geschliffen. Sie überwand viele Schwierigkeiten, darunter die Tatsache, dass viele unserer Reagenzien, Instrumente und Geräte im Inland hergestellt wurden. Unter solchen Umständen wurde 1988 das erste Retortenbaby in unserem Land, Zheng Mengzhu, geboren. Das ist sehr bemerkenswert.

Pionierarbeit im Bereich der Reproduktionsmedizin in China

Frage: In China gibt es viele Wissenschaftler, die auf dem Gebiet der Reproduktionsmedizin bahnbrechende Arbeit geleistet haben. Können Sie sie kurz vorstellen?

Han Yibing: China ist auf dem Gebiet der assistierten Reproduktion ein Nachzügler. Obwohl die Entwicklung unseres ersten Retortenbabys zehn Jahre hinter der Welt zurücklag, sind viele unserer Technologien heute der Welt voraus. Beispielsweise die Präimplantationsdiagnostik von Embryonen (In-vitro-Fertilisationstechnologie der dritten Generation).

Das Retortenbaby (Technologie) der dritten Generation wird in mehrere Typen unterteilt. Eine davon ist die Präimplantationsdiagnostik PGT-A auf Chromosomen, eine andere ist PGT-M für monogene Erkrankungen und die letzte ist PGT-P für multigene Erkrankungen.

PGT-A

PGT-M

PGT-P

PGT-A wurde erstmals im Ausland in großem Umfang zur Behandlung von Chromosomenanomalien eingesetzt und auch in unserem Land wurde viel Arbeit im Bereich PGT-A geleistet. Das erste, was unser Land einführte, war PGT-P, eine Multigendiagnose. So führte Professor Huang Hefeng im vergangenen Jahr eine Studie über Babys aus diabetischen Familien durch. Das Team von Professor Huang konnte bei einem Baby aus einer Diabetesfamilie ein bestimmtes Gen herausfiltern, wodurch das Risiko des Babys, an Diabetes zu erkranken, sehr gering wurde.

Akademiker Huang Hefeng hält ein diabetisches Retortenbaby mit geringem Risiko

Die zweite ist die Embryo-PIMS-Technologie, nämlich das Methylierungsscreening für die Präimplantationsdiagnostik von Embryonen, die ebenfalls die erste in unserem Land entwickelte Technologie ist. Es unterscheidet sich von den drei oben genannten PGT-Typen. Es wird verwendet, um epigenetische Veränderungen in der embryonalen DNA zu diagnostizieren. Bei der Epigenetik geht es weder um die Sequenzierung der DNA noch um Veränderungen einzelner oder mehrerer Gene. Es handelt sich lediglich um einige Änderungen der DNA-Methylierung. Die DNA-Modifikation wird durch AGCT durchgeführt. Alle AGCTs sind gleich, aber ihre Methylierungsbedingungen sind unterschiedlich. Einige sind methyliert und andere nicht. Mithilfe der von Professor Chen Zijiang und Professor Liu Jiang entwickelten PIMS-Technologie kann die Erfolgsrate der In-vitro-Fertilisation durch die Diagnose epigenetischer Veränderungen auf über 80 % gesteigert werden.

Die dritte relativ fortschrittliche Technologie in unserem Land ist die nicht-invasive Präimplantationsdiagnostik, die von Professor Xie Xiaoliang erfunden wurde. Er sammelt das Kulturmedium der Blastozyste und testet die DNA im Kulturmedium. Nach dem Zusammenfügen kann es die DNA-Ebene des Embryos darstellen. Diese nicht-invasive Diagnose wurde auch in unserem Land durchgeführt.

**F: **Derzeit gibt es in unserem Land tatsächlich viele Wissenschaftler, die auf dem Gebiet der Reproduktionsmedizin bahnbrechende Arbeit geleistet haben.

Was ist Three-Parent-Baby-Technologie?

F: Anfang dieses Jahres wurde in Großbritannien ein Baby mit drei Elternteilen geboren. Durch den mitochondrialen Ersatz wurde ein gesundes Baby geboren. Können Sie vorstellen, was diese Technologie ist?

Han Yibing: „Baby mit drei Eltern“ bezieht sich hauptsächlich auf die DNA-Quelle. Wir wissen, dass Retortenbabys einen Vater und eine Mutter haben. Der Vater repräsentiert einen Elternteil auf einem Gen und die Mutter repräsentiert einen Elternteil auf einem Gen. Es stellt die DNA im Eikern dar und das Ei selbst enthält Mitochondrien. Mitochondrien sind eine ganz besondere Art von Organellen, die Nährstoffe für die Zellatmung im menschlichen Körper bereitstellen.

In den Mitochondrien befindet sich DNA und unsere Mitochondrien sind alle mütterlichen Ursprungs. Egal ob Junge oder Mädchen, die DNA ist mütterliche DNA, daher sind Drei-Eltern-Babys für weibliche Patienten mit mitochondrialen Erkrankungen geeignet. Aufgrund von Mitochondrienerkrankungen können sich die von diesen Patienten freigesetzten Eizellen nach der Befruchtung nicht zu Embryonen entwickeln und die Mitochondrien können nicht genügend Nährstoffe für die Entwicklung des Embryos bereitstellen. Um den Traum dieser Patientinnen, Mutter zu werden, zu verwirklichen, versuchen Embryologen, die Mitochondrien gesunder Frauen in die Eizellen von Müttern mit mitochondrialen Erkrankungen zu injizieren. Wenn das Spermium in die Eizelle eindringt, enthält die befruchtete Eizelle DNA aus drei Quellen und bildet einen Embryo, der die mitochondriale Dysfunktion ausgleicht und so ein Baby mit drei Eltern hervorbringt.

Beratung zur assistierten Reproduktion für unfruchtbare Paare

F: Welche Faktoren sollten unfruchtbare Paare bei der assistierten Reproduktion berücksichtigen? Welche Vorschläge haben Sie als klinischer Experte?

Han Yibing: Patienten, die eine In-vitro-Fertilisation in Anspruch nehmen möchten, müssen zunächst ein allgemeines Verständnis der Ursachen der Unfruchtbarkeit haben. Wir werden gezielte Mittel zur IVF einsetzen. Manche Leute denken: „Da wir sowieso eine IVF machen, ist uns der Grund egal“, was unwissenschaftlich ist.

Manchmal genügt beispielsweise die Einnahme bestimmter Medikamente, um auf natürlichem Wege schwanger zu werden, ohne dass eine künstliche Befruchtung erforderlich ist. Daher müssen wir wissen, ob es sich um einen männlichen oder einen weiblichen Faktor handelt.

Wenn es ein weiblicher Faktor ist, handelt es sich dann um einen Eierstockfaktor, einen Eileiterfaktor oder einen Endometriumfaktor? Hängt es mit genetischen Faktoren zusammen? Liegen genetische Faktoren vor, ist eine genetische Diagnose erforderlich. Wenn nicht, können Sie auf die Methode der genetischen Diagnose verzichten und sich direkt für eine In-vitro-Fertilisation entscheiden.

Die IVF-Dienstleistungstechnologie, die wir derzeit anbieten, wird immer natürlicher, und je weniger Eingriffe erforderlich sind, desto besser.

Dieser Artikel ist eine vom Science Popularization China Starry Sky Project unterstützte Arbeit

Team: Deep Science

Gutachter: Yu Qi, Chefarzt, Zentrum für gynäkologische Endokrinologie und Reproduktion, Peking Union Medical College Hospital, Chinesische Akademie der Medizinischen Wissenschaften

Produziert von: Chinesische Vereinigung für Wissenschaft und Technologie, Abteilung für Wissenschaftspopularisierung

Hersteller: China Science and Technology Press Co., Ltd., Beijing Zhongke Xinghe Culture Media Co., Ltd.