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詳しく知りたい不妊治療人工授精

1. 人工授精について

ヒトでの人工授精の歴史は古く、配偶者間人工授精(AIH)のヒトへの応用は、1799年、イギリスの外科医であるHunterによるものとされています。また、1884年には米国で実施され、1920年代には試験的に精子バンクが開設された記録が残っています。

本邦においては慶應大学産婦人科安藤画一教授の指揮のもと非配偶者間人工授精(AID:夫以外の精子を使った人工授精)が行なわれ、1949年に初めて人工授精による子が誕生したと言われています。それ以降、明らかになっているだけでも1万5千人の子供たちが生まれたとされています。しかし、この非配偶者間人工授精(AID)については父親と子供の遺伝的なつながりがないこと、それを子供に告知(telling)することが推奨されていますが、それも行われていない現状があり、どの夫婦にも勧められる治療法ではありません。実際に非配偶者間人工授精(AID)を行う医療機関も減少しています。

しかし、人工授精の利点は身体的および費用面での負担が少ないことが挙げられ、また、体外受精の前段階として一定の評価も得られており、第一選択の治療法として広く用いられています。現在、中心に行われているのは配偶者間人工授精(AIH)、つまり夫婦間での人工授精であり、技術的にはもちろん倫理的にも全く問題なく行うことができる治療方法です。

人工授精を行う場合は、原則は配偶者間人工授精(AIH)つまり夫婦間での人工授精であり、夫婦の強い希望があれば非配偶者(夫以外の提供者)の精子を用いた人工授精治療も考慮するというのが現実的な治療方針になります。非配偶者間人工授精(AID)を検討される場合は、専門医に相談して施行するかどうか慎重に考える必要があります。

本章では配偶者間人工授精(AIH)について、その種類や適応、実際の手順などについて説明を行います。

2. 人工授精の種類

人工授精とは受精が行われる場所である卵管の膨大部という場所に、受精に必要なだけの十分な精子を届けることにより受精を促す治療法です。簡単に言ってしまえば、精子を人為的に女性の体内へ注入し、その後は自然妊娠と同じ過程をたどります。

しかし、同じ人工授精でも精子を注入する場所で呼び方が異なります。
以下のように分類されていますが、現在の人工授精の方法の主流は子宮内人工授精(IUI)です(図1)。IUIの生産率が子宮頸管内人工授精(ICI)より2倍高かったとの報告もあり(6周期の検討)、受精の場である卵管膨大部に近いほど妊娠の確率は高くなると考えられています。

原因不明不妊については卵管内人工授精(FSP)の方がIUIより有効とされています。FSPではIUIの6~8倍量の精子懸濁液を使用するため、精子が腹腔内に到達していると推察されることがその理由と考えられています(公益社団法人 日本産婦人科学会ホームページ一部改変)

  • 子宮腔内人工授精(IUI):
    精子を子宮腔内に注入します。
  • 子宮頸管内人工授精(ICI):
    精子を子宮頸管に注入します。
  • 卵管内人工授精(FSP):
    精子を卵管内に注入します。精子が卵管の端まで到達しやすく、妊娠の可能性が高まります。
  • 腹腔内人工授精(DIPI):
    腟の方から腹腔内(ダグラス窩)に精子を注入します。

子宮腔内人工授精(IUI)

図1 子宮腔内人工授精(IUI)

3. 人工授精の適応

人工授精は、基本的に男性側に不妊の因子(軽度の乏精子症、精子無力症など)のある夫婦に適しています。女性側は基本的に自然妊娠が可能であることも人工授精を選択する適応条件になります。なお、配偶者間人工授精(AIH)を行う場合には原則として配偶者の同意が必要であり、自費診療になります。

(1)原精液の総運動精子数からみた適応

WHOの基準(表1)を満たしていない場合には精子の受精能力が低下していると考えられます。少なくとも2回以上検査を行い、いずれも基準を満たさない場合には適応として考えた方が良いでしょう。

表3 精液検査の正常値
(WHOマニュアル(第5版)による正常下限値)
検査項目下限基準値
精液量 1.5ml以上
総精子数 3900万/射精以上
精子濃度 1500万/ml以上
総運動率 40%以上
前進運動率 32%以上
生存精子率 58%以上
正常形態率 4%以上

また、「産婦人科診療ガイドライン-婦人科外来編2014」では精子検査の結果に関して、以下の3点を配偶者間人工授精(AIH)の適応としています。

  • 精子濃度2000万/ml未満の乏無精子症
  • 精子運動率50%未満の精子無力症
  • 精子量1ml未満の乏無精子症
(2)機能性不妊

不妊の一般的な検査等で夫婦ともに問題がなく、タイミング指導(診察を行い排卵の時期を予測して、性交渉をもってもらうよう指導すること)を一定期間行っても妊娠に至らない場合が適応になります。

(3)射精障害・性交障害

勃起障害や射精障害、性交痛や精神的な理由で性交ができず、マスターベーションによる射精が可能な場合が適応になります。

(4)精子―頸管粘液性不適合

頸管粘液とはおりもののことです。頸管粘液が不足している場合や精子を運ぶ機能が低下しているような状態が悪い場合には、通常の性交では精子が子宮や卵管を通りにくくなっている可能性があるので適応となります。具体的には以下の場合が該当します。

  • 頸管粘液の分泌に異常がある場合(フーナーテストの結果)
  • 抗精子抗体陽性(精子を障害する抗体)の場合
(5)原因不明不妊

タイミング法(診察を行い排卵の時期を予測して、性交渉をもってもらう)を施行しても妊娠に至らない場合が適応になります(ただし、卵管采の卵子ピックアップ障害や受精障害など女性側の要因も含まれることがあるので、その場合には早めに体外受精への移行を考える必要があります)。

4. 精子調整法

(1)採取と液化

マスターベーションによる採取が基本です。都合が悪いなど来院できない場合は、女性(妻)に持ち込んでもらうことになります。採取した直後の精液は、ゲル状に固まっているので液化する必要があります。通常は室温または37℃のインキュベーターに静置すれば液化します。粘稠性が高い時には培養液を加えるなどの工夫をします。

(2)運動良好精子の回収

上記のように回収された精液は処理されます。そして次に精子を濃縮し運動良好な精子を回収します。その際には白血球や細菌などの不要物を除去します。

人工授精における精子の調整とは受精しやすい精子を選別していくことです。受精しやすい精子とは子宮内腔から受精が行われる卵管膨大部(卵管の中間部あたりに位置します)まで到達することができる運動良好な精子をいいます。運動が良好な精子は、受精する能力が高いと考えられています。従って、できるだけ多くの運動良好な精子を回収することが重要になってきます。

(3)精子調整法

精子の調整法として2つ代表的な方法があります。一つは密度勾配(目的とする物質や細胞はある密度の溶液のところで層を形成します)を利用する密度勾配遠心法と、もう一つは精子自身の運動する力を利用したスイムアップ法です。密度勾配遠心法は処理時間が短くて済みますが高価であること、スイムアップ法は処理時間がかかり、運動性の少ない精子の場合には回収率が悪くなります。医療機関の方針と精液の所見によって処理法は異なってきます。

以下に2つの方法について内容を記載します。

1)密度勾配遠心法

浸透圧を上げることなく密度勾配を作り、効率よく精子を濃縮する方法です。男性の精液をパーコール液という特殊な液体に入れて15~20分間遠心分離器にかけます。一番下に沈殿した生存している精子を回収します。

2)スイムアップ法

精子自身の運動性を利用した方法です。精液の所見が正常か、それに近い場合に行われます。培養液の中に液化した精液もしくは遠心して分離した精子を培養液に入れ、泳いで上がってきた精子を回収します。

5. 人工授精の方法

(1)精子採取、準備

前項「4.精子調整法」で説明しましたような方法で用意いただいた精子の調整を行います。精子は人工授精当日に用意していただき、一連の調整を行います。

(2)人工授精のスケジュール

最初に自然排卵周期(自然の月経周期に基づく)にするのか、排卵誘発剤を使用するのかについて検討します。
先ほども述べましたが、基本的に女性側は自然妊娠が可能であることも人工授精を選択する適応条件になりますので、自然排卵周期での妊娠が期待できます。

一般的には自然排卵周期に比べて排卵誘発剤を併用すると妊娠率が上昇するとされています。また、卵巣刺激を併用する場合にはさらに妊娠率が高まるとも言われていますが、多胎妊娠の可能性は高くなります。

1)自然周期の場合
  • 月経周期10日目~12日目(排卵の2~3日前)
    超音波検査(エコー検査)で卵胞の発育の程度や子宮内膜の厚さを確認し、排卵日を予想します。卵胞の直径が20㎜くらいになると排卵するので、これが一つの目安です。他にホルモン検査を併用する場合もあります。
  • 月経周期12日目~14日目(人工授精当日)
    人工授精の当日に精液を準備していただき、調整を行った精子を子宮内へ注入します。
  • 人工授精後は排卵と黄体機能の確認を行います。黄体機能の低下が認められる場合は黄体補充療法(黄体ホルモンを内服、もしくは注射)を行います。黄体機能の低下は受精卵の着床障害や流産の原因になることがあります。
  • 人工授精を行ってから2週間が経過しても月経が来ない場合は妊娠の判定を行います。
2)排卵誘発法を併用した場合

最初の①の卵巣刺激を行わない方法もあります。その場合は上記1)の自然排卵の過程に排卵誘発をプラスする形になります。
ここでは卵巣刺激を併用した排卵誘発法の流れを示します。

  • 月経周期5~14日目
    卵巣の刺激が必要な方には以下の薬剤を使用します。
    • 内服薬の場合(クロミフェンなど)
    • 注射の場合(hMG/rFSH)
      注射を行う回数だけ来院が必要になりますが、それが難しい場合は自己注射も可能です。
  • 月経周期10~12日目
    超音波検査(エコー検査)で卵胞の発育の程度や子宮内膜の厚さを確認し、排卵日を予想します。ここでも卵胞の直径20㎜くらいが排卵の目安です。ホルモン検査を併用する場合もあります。
  • 月経周期12~13日目(LHサージを誘起)
    注射(hCG)もしくは点鼻薬(GnRHアゴニスト製剤)を用いてLHサージを誘起します。約36時間後に排卵が起こります。
  • 人工授精当日(注射後約36時間)
    精液を準備していただき、調整を行った精子を子宮内へ注入します。
  • 人工授精後は排卵と黄体機能の確認を行います。黄体機能の低下が認められる場合は黄体補充療法(黄体ホルモンを内服、もしくは注射)を行います。黄体機能の低下は受精卵の着床障害や流産の原因になることがあります。
  • 人工授精を行ってから2週間が経過しても月経が来ない場合は妊娠の判定を行います。

《用語説明》

  • hCG:ヒト絨毛性ゴナドトロピン
  • hMG:ヒト下垂体性性腺刺激ホルモン
  • FSH:卵胞刺激ホルモン
  • GnRH:性腺刺激ホルモン放出ホルモン

排卵誘発法とは? 自然周期法と準自然周期法

6. 副作用およびリスク

①卵巣過剰刺激症候群(OHSS)

排卵誘発剤を使い卵巣刺激を行うことにより一度に多数の卵胞が発育する結果、卵巣が腫大してしまい、時には腹水の貯留が起こり、腹痛、腹部膨満感、血液濃縮、乏尿、血栓症などを伴うことがあります。

②出血

採卵時や人工授精時のカテーテル挿入によってごく少量ですが、出血することがあります。

③感染

子宮や卵管、腹腔内に感染が認められることがあります。

④多胎妊娠

卵巣刺激法を併用した排卵誘発法の場合には多胎妊娠の可能性があります。クロミフェンによる多胎妊娠の可能性は低いのですが、hMG/rFSHなどのゴナドトロピン製剤を使うと約5倍近くもその可能性が高まるとも言われています。

7. 人工授精の成績と施行回数について

人工授精の1周期あたりの妊娠率は5〜10%と決して高いとは言えません。4周期以上行った累積妊娠率は、40歳未満で約20%、40歳以上で10〜15%です。つまり、80%以上の不妊患者が人工授精では妊娠が難しいのが現実です。妊娠が確認された患者のうち88.0%が4周期以内でした。(公益社団法人日本産婦人科学会 ホームページ 10.人工授精 参照)

人工授精を行う回数については、上記のように9割近くは最初の4周期以内で妊娠が認められているので、多くとも4~6周期をめどに体外受精などへステップアップしている例が多いようです。(生殖医療の必修知識 一般社団法人日本生殖医学会 2017 p245参照)

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