Kann die Technologie des Einfrierens von Eizellen bei einer Schwangerschaftsrate von lediglich 4–12 % wirklich reproduktive Freiheit ermöglichen?

Anmerkung des Herausgebers:

Bei den diesjährigen Zweitagungen haben die Nationale Gesundheitskommission und der Allchinesische Frauenverband gemeinsam einen Vorschlag zur „Unterstützung der Erhaltung der Fruchtbarkeit bei älteren Frauen und Krebspatientinnen“ vorgelegt. Der Vorschlag weist darauf hin, dass mit der Entwicklung der Gesellschaft und der Diversifizierung der persönlichen Entscheidungen immer mehr Frauen sich dafür entscheiden, spät zu heiraten oder allein zu bleiben. Andererseits rücken der Schutz und die Erhaltung der Fruchtbarkeit von Krebspatientinnen angesichts der steigenden Zahl an Krebserkrankungen in meinem Land und der Verbesserung der Überlebensraten von Krebspatientinnen zunehmend in den Fokus und auch die Nachfrage nach Fruchtbarkeitserhaltung wächst. Eine Zeit lang stand die „Fertilitätserhaltung“ im Mittelpunkt der Diskussion. Derzeit sind die Gesetze, Vorschriften und medizinischen Praktiken meines Landes zur Erhaltung der Fruchtbarkeit noch immer unvollkommen. Insbesondere hinsichtlich der Fertilitätserhaltung bei älteren Frauen und Krebspatientinnen bestehen gewisse Kontroversen und Einschränkungen. Es gibt auch häufig Online-Diskussionen über die Ethik dieser Technologie. Aus technischer Sicht kann die derzeitige Fruchtbarkeitserhaltung jedoch nur einen Teil des Problems lösen, und die entsprechende Technologie ist noch nicht vollständig ausgereift und kann nicht zu jedermanns „Fruchtbarkeitsversicherung“ werden. Der Autor dieses Artikels erläutert den Prozess und die Schwierigkeiten der Fruchtbarkeitserhaltung. (Die im Artikel beschriebene Konservierungsmethode ist relativ weit verbreitet. Wir gehen davon aus, dass fortschrittlichere Methoden entwickelt und getestet werden und freuen uns auf baldige sicherere und freiere technologische Durchbrüche und Anwendungen.) Wir sind davon überzeugt, dass es wertvoll ist, der technologischen Entwicklung Aufmerksamkeit zu schenken und dass eine objektivere und rationalere Sicht auf die Technologie zur Fruchtbarkeitserhaltung dazu beitragen wird, Ideen in Diskussionen zu klären.

Die Technologie dient dem Leben. Um Menschen mit Fruchtbarkeitsproblemen zu helfen, wurden viele Technologien zur assistierten Reproduktion entwickelt. Eine der Hauptkategorien ist die Fruchtbarkeitserhaltung , die sich hauptsächlich an Menschen richtet, die die Geburt eines Kindes aus verschiedenen Gründen verschieben müssen.

Bei der Fruchtbarkeitserhaltung handelt es sich, wie der Name schon sagt, um die Konservierung der Fortpflanzungszellen oder des Fortpflanzungsgewebes einer Person für die zukünftige Verwendung.

Bei der überwiegenden Mehrheit der Konservierungsmethoden handelt es sich um „Kryokonservierung“. Bei den eingefrorenen Objekten kann es sich um Sperma oder Hodengewebe, Eizellen oder Eierstockgewebe oder Embryonen handeln. Derzeit sind die Technologien zum Einfrieren von Spermien und Embryonen relativ ausgereift, während beim Einfrieren von Eizellen, Eierstockgewebe und Hodengewebe noch viel Raum für Verbesserungen besteht. Unter diesen hat das Einfrieren von Eizellen immer mehr Aufmerksamkeit erhalten. Heute werden wir über die Entwicklung verwandter Technologien sprechen.

(Fotoquelle: Veer Gallery)

Teil 1

Wie viele Schritte sind zum Einfrieren einer Eizelle erforderlich?

Die Technologie zum Einfrieren von Eizellen umfasst mehrere Schritte: Eizellentnahme, Einfrieren und Lagerung . Seit der Geburt des ersten Babys aus gefrorenen Eizellen im Jahr 1986 wurde die Gefriertechnologie kontinuierlich verbessert. im Jahr 2001 wurde ein Retortenbaby mit vitrifizierten Eizellen geboren; Im Jahr 2004 wurde ein Retortenbaby mit gefrorenem Eierstockgewebe geboren und die Gewinnungsrate gefrorener Eizellen steigt immer weiter an. Seit 2013 betrachtet die American Society for Reproductive Medicine diese Technologie nicht mehr als experimentell und kann in der klinischen Praxis angewendet werden.

Warum eine Technologie zum Einfrieren von Eizellen entwickeln ? Wie bereits erwähnt, geht es dabei vor allem darum, einigen Gruppen zu helfen, ihre Fruchtbarkeit zu bewahren. Beispielsweise präpubertäre oder gebärfähige Krebspatientinnen vor der Strahlen- und Chemotherapie; Frauen, deren Eierstöcke möglicherweise ein chirurgisches Trauma erlitten haben; Frauen mit vorzeitiger Menopause aufgrund genetischer Ursachen oder einer familiären Vorgeschichte von vorzeitigem Eierstockversagen; Frauen mit anderen Erkrankungen, die die Eierstockfunktion beeinträchtigen; Patienten mit Genmutationen, wie z. B. BRCA-Genmutationen; Frauen, die die Geburt eines Kindes aufgrund gesellschaftlichen Drucks und persönlicher Wünsche aufschieben.

Der Prozess dieser Technologie ist nicht kompliziert. Nach der Bewertung der Eizellenreserven in den Eierstöcken mittels B-Ultraschall und Hormontests legt der Reproduktionsmediziner den Superovulationsplan fest und führt anschließend eine minimalinvasive Eizellentnahme durch.

Nach der Entnahme der Eizellen wird zunächst die Qualität jeder einzelnen Eizelle, wie beispielsweise Reife und andere Indikatoren, unter dem Mikroskop beurteilt. Im Allgemeinen werden nur reife Eizellen eingefroren. Anschließend werden die Eizellen mithilfe der Vitrifikationstechnologie eingefroren und können für lange Zeit in flüssigem Stickstoff gelagert werden.

Derzeit ist die Vitrifikationstechnologie die gängigste Gefriertechnologie . Mit dieser Technologie können die Eier innerhalb von 10 Sekunden sehr schnell die Temperatur der Eiskristallbildung erreichen und auf die Temperatur von flüssigem Stickstoff abkühlen. Der Vorgang wird als Vitrifikation bezeichnet, da die Struktur des Wassers nach dem Gefrieren während des schnellen Abkühlungsprozesses eher der von Glas ähnelt und nicht der gleichmäßigen Eiskristallstruktur, die beim langsamen Gefrieren entsteht. Darüber hinaus entstehen bei der Vitrifikation im Vergleich zum langsamen Einfrieren weniger Eiskristalle und die Eizellen werden weniger geschädigt , sodass die Wirkung des Einfrierens und Auftauens relativ besser ist.

Der technische Prozess des Einfrierens von Eizellen (Quelle: Öffentliches Bild)

Wenn sich eine Frau, die ihre Eizellen eingefroren hat, mehrere Jahre später auf eine In-vitro-Fertilisation vorbereitet, können die Eizellen schnell aufgetaut werden, um eine Beschädigung der Eizellen durch die Eiskerne zu vermeiden. Anschließend wird die Eizellenqualität unter dem Mikroskop beurteilt und lebensfähige Eizellen für die intrazytoplasmatische Spermieninjektion oder In-vitro-Fertilisation ausgewählt. Die befruchtete Eizelle wird 3 bis 5 Tage lang in vitro kultiviert und dann in die Gebärmutter transplantiert.

Teil 2

Das Einfrieren von Eizellen klingt einfach, ist aber schwierig

Obwohl der Vorgang nicht kompliziert ist, gibt es bei der Eizelleneinfrierung noch immer viele Schwierigkeiten, die hauptsächlich von den Eigenschaften der Eizelle selbst abhängen.

Die Eizelle von Säugetieren ist die größte Zelle in ihrem Körper und reich an Nährstoffen und genetischem Material wie Lipiden, Proteinen, Nukleinsäuren usw., die alle notwendige Bestandteile für die frühe Embryonalentwicklung sind. Die äußere Schicht der Eizelle ist die Zona pellucida. Dieser Zellaufbau führt dazu, dass die Eizellen nicht gefrierresistent sind und die Überlebensrate nach dem Einfrieren und Auftauen gering ist.

Im Gegensatz dazu ist die Rückgewinnungsrate von Spermien oder 3–5 Tage alten Embryonen nach dem Einfrieren relativ hoch, sodass die entsprechenden Technologien relativ ausgereift sind.

Eizelle (Quelle: Wikipedia)

Zu den wichtigsten Veränderungen der Eizellen nach dem Einfrieren zählen: Spindelstörung, Verhärtung der Zona pellucida, DNA-Fragmentierung, Inaktivierung von Organellen, parthenogenetische Aktivierung und Veränderungen der epigenetischen Modifikationen. Betrachtet man die aufgetauten Eizellen unter dem Mikroskop, zeigt sich daher meist, dass ihre innere Struktur fragmentiert ist und sie ihre Vitalität verloren haben.

Derzeit können wir nicht im Voraus vorhersagen, welche Art von Eizellen nach dem Einfrieren eine hohe Wiederherstellungsrate aufweisen. Um die Ausbeute der Eizellen zu erhöhen, werden diese in der Regel mit einer hypertonen Lösung entwässert.

Darüber hinaus beträgt die Befruchtungsrate aufgetauter Eier nur ein Drittel der Befruchtungsrate herkömmlicher Eier, also etwa 30 %. Die Embryoimplantationsrate und die Lebendgeburtenrate sind viel niedriger als bei der konventionellen IVF. Als Reaktion auf diese Probleme ist derzeit Forschung im Bereich der Kryobiologie erforderlich, um das Problem der niedrigen Eizellenrückgewinnungsrate zu lösen.

Darüber hinaus ist auch die geringe Nutzung gefrorener Eizellen durch Patientinnen ein Problem, das Beachtung verdient. Frauen, die ihre Eizellen einfrieren müssen, sollten den aktuellen Stand der Technik und die Möglichkeit einer zukünftigen Verwendung gefrorener Eizellen sorgfältig prüfen.

Zusätzlich zur niedrigen Überlebensrate nach dem Einfrieren und Auftauen beträgt die aktuelle Schwangerschaftsrate bei Verwendung gefrorener Eizellen lediglich 4 bis 12 % , was im Vergleich zur Schwangerschaftsrate von etwa 65 % bei der herkömmlichen IVF-Technologie mit nicht gefrorenen Eizellen immer noch relativ niedrig ist. Die Hauptfaktoren, die die Schwangerschaftsrate bei gefrorenen Eizellen beeinflussen, sind das Alter der Frau beim Einfrieren ihrer Eizellen und die Anzahl der verwendbaren Eizellen nach dem Auftauen. Das Alter zum Zeitpunkt des Einfrierens der Eizellen ist niedrig und die Eizellenqualität relativ gut. Je mehr Eizellen verwendet werden können, desto mehr Embryonen können später gebildet werden.

Aufgrund der Schwierigkeiten der Eizelleneinfrierungstechnologie selbst stellen sich viele Menschen folgende Fragen: Wird sich die Dauer des Einfrierens auf die Eizellen auswirken? Wie ist der Gesundheitszustand von Frauen, die durch gefrorene Eizellen schwanger werden, und ihrer Kinder?

Den aktuellen Daten zufolge gibt es keinen offensichtlichen Unterschied zwischen zu unterschiedlichen Zeitpunkten eingefrorenen Eizellen . Mit der zunehmenden Dauer des Einfrierens der Eizellen steigt jedoch auch das Alter der Eizellenbesitzerinnen, und der Zustand ihrer Gebärmutter wird vom Alter beeinflusst. Ältere Frauen haben Schwierigkeiten, schwanger zu werden und es kommt häufiger zu Komplikationen während der Schwangerschaft, wie etwa Schwangerschaftshypertonie, Diabetes und Geburtsstörungen. In vielen Reproduktionszentren gibt es Vorschriften zur Altersobergrenze für die In-vitro-Fertilisation, die in meinem Land im Allgemeinen bei etwa 55 Jahren liegt.

Es gibt keinen signifikanten Unterschied zwischen Kindern, die aus gefrorenen Eizellen geboren wurden, und solchen, die durch IVF mit nicht gefrorenen Eizellen geboren wurden . Die Gesundheitsrisiken für Frauen, die ihre Eizellen einfrieren lassen, sind grundsätzlich die gleichen wie für Frauen, die sich einer konventionellen IVF unterziehen. Zu den Hauptrisiken zählen eine Überstimulation der Eierstöcke, Infektionen während der Eizellentnahme, Blutungen usw. Aber keine Sorge, die Häufigkeit dieser Risiken ist relativ gering und es stehen klinisch symptomatische Behandlungen zur Verfügung.

Teil 3

Relativ einfache Erhaltung der männlichen Fruchtbarkeit

Bei männlichen Krebspatienten kann die Fruchtbarkeit auch dadurch erhalten werden, dass vor der Chemotherapie Hodengewebe oder Sperma eingefroren wird. Im Vergleich zur Eizellentnahme bei Frauen ist die Spermienentnahme bei Männern viel einfacher . Bei Jungen vor der Pubertät und anderen Männern, die nicht in der Lage sind, Spermien zu gewinnen, besteht die einzige Möglichkeit darin, Hodengewebe durch einen minimalinvasiven Eingriff zu gewinnen und es anschließend einzufrieren. Wenn junge Patienten das gebärfähige Alter erreichen und kein Sperma mehr verfügbar ist, kann das zuvor gefrorene Gewebe aufgetaut und subkutan oder in den Hodensack transplantiert werden, um reifes Sperma weiterzuentwickeln. Anschließend können durch assistierte Reproduktionstechnologie Nachkommen gewonnen werden.

Im Jahr 2019 gab es einen neuen technologischen Durchbruch beim Einfrieren von Hodengewebe. Letztes Jahr veröffentlichte Orwigs Team an der medizinischen Fakultät der Universität Pittsburgh einen Artikel in Science: Sie verwendeten Affen als Versuchstiere, reanimierten und transplantierten gefrorenes Hodengewebe und kombinierten dies mit assistierter Reproduktionstechnologie, um gesunde Affen zur Welt zu bringen. Dies stellt einen großen Fortschritt bei der Erhaltung der männlichen Fruchtbarkeit dar und gibt männlichen Krebspatienten im Vorpubertätsalter und im gebärfähigen Alter Hoffnung. Das Forschungsteam in Pittsburgh rekrutiert bereits männliche Unfruchtbarkeitspatienten, um diese Technologie so schnell wie möglich in die klinische Anwendung zu bringen.

Affen, die mithilfe der Technologie zum Einfrieren von Hodengewebe von Orwigs Team geboren wurden (Bildquelle: Orwig)

Teil 4

Letzte Worte

Nach der Geburt werden die Menschen mit den Problemen des Wachstums, der Entwicklung und des Alterns konfrontiert. Das Wesentliche der Technologie zur Erhaltung der Fruchtbarkeit ist einerseits die Kryokonservierungstechnologie biologischer Materialien und andererseits der Prozess des menschlichen Kampfes gegen das Altern. In der Bevölkerung kommt es häufig vor, dass es zwar „grüne Berge“ gibt (die Menschen sind noch im gebärfähigen Alter), aber kein „Brennholz“ (die Qualität der Eizellen oder Spermien ist schlecht). Die derzeitige Fruchtbarkeitserhaltung kann nur einen Teil des Problems lösen, und die entsprechende Technologie ist noch nicht vollständig ausgereift und kann nicht zu jedermanns „Fruchtbarkeitsversicherung“ werden . Beispielsweise ist die von uns wiederholt erwähnte Rückgewinnungsrate beim Einfrieren von Eizellen und Eierstockgewebe sehr niedrig und die Technologie muss weiter verbessert werden; Menschen können künstliche Spermien oder Eizellen von Tieren herstellen und Mäuse klonen, doch diese Technologien erfordern noch Jahre der Verbesserung und ethischer Diskussionen, bevor sie für die Anwendung am Menschen zugelassen werden können.

Dies erfordert, dass wir unsere Bedürfnisse und Lebensbedingungen richtig einschätzen und die Technologien zur Fruchtbarkeitserhaltung objektiver und rationaler betrachten, damit wir angemessenere Entscheidungen treffen können.

Produziert von: Science Popularization China

Produziert von: Wei Yubao (Volkskrankenhaus der Universität Zhengzhou)

Hersteller: Computer Network Information Center, Chinesische Akademie der Wissenschaften

(Die in diesem Artikel angegebenen Bilder mit Quellenangabe wurden autorisiert)

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