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宫颈机能不全的发生率为0.05%～1%。宫颈机能不全引发早产的发病率为0.34%～1.00%[1-2]，在孕16～28周习惯性流产中占15%左右，而早产是围产儿死亡的首因。
正常功能的宫颈是一个复杂的器官，它是维持胎儿和胎儿的附属物在子宫内直至妊娠终止的重要结构，在妊娠期及分娩期会发生极大的变化。1678年，Culpepper等 [3] 最初对宫颈机能不全的描述为“so slack that it can not keep in the seed”，也有产科教材定义这一术语为“cervical incompetence”，现在这一术语被更准确地描述为“cervical insufficiency（CI）”。
宫颈机能不全的经典定义是反复、无痛性宫颈扩张导致3次或3次以上妊娠中期分娩。
传统上，宫颈机能不全被定义的标准是单独建立在分娩史上的：单胎妊娠初产妇或经产妇先前发生无痛性宫颈扩张，导致反复妊娠中期妊娠丢失且没有其他原因存在。新的宫颈机能不全的诊断要同时存在以下两个标准：①在孕24周前经阴道超声检查宫颈长度短于25mm和（或）产检发现宫颈改变。②先前在不足37周前自发性分娩。关于第2项标准，部分学者制定的标准为34周前自发性分娩。
2014年，美国妇产科医师学会[4]指出：由于缺乏客观的调查结果和明确的诊断标准，宫颈机能不全的诊断是非常困难的。诊断是基于既往妊娠中期无痛性宫颈扩张，尤其是在妊娠24周前，没有宫缩或缺乏其他明确的病理改变（如出血、感染、胎膜破裂）。近年来，人们尝试在妊娠中期评估宫颈长度，把宫颈缩短作为超声诊断宫颈机能不全的标志。然而，宫颈长度缩短已被证明是早产的标志，而不是宫颈机能不全的特定标志。
宫颈位于子宫与阴道之间，在非妊娠期，其长度为25～30mm。在孕期，它的主要作用是在胎儿外部形成屏障，其长度是一个动态变化的过程。孕14～22周宫颈长度为35～40mm，孕24～28周时平均缩短到35mm，孕32周以后宫颈长度约为30mm[5-7]。
宫颈主要是由细胞和细胞外基质构成的纤维连接组织组成。细胞外基质由Ⅰ型胶原、Ⅱ型胶原、弹性蛋白、糖蛋白等组成，而细胞部分则由血管平滑肌细胞组成。妊娠期宫颈在生化级联过程中发生极其复杂的改变，细胞与细胞间隔之间、宫颈间质浸润与炎症细胞之间相互作用，在级联相互作用过程中发生任何错乱均可能导致宫颈过早地成熟、宫颈机能不全、早产或流产。
1962年，Danforth和Buckingham的研究认为宫颈机能不全不是“全或无”的现象，而是由机能不全的程度构成，是多种因素的作用造成“cervical failure”[8]。其中强调：正常的宫颈不像子宫体，宫颈主要是由纤维组织组成，这些纤维组织是防止宫颈扩张主要的机械屏障。宫颈和黏液腺也起重要的免疫作用，阻挡阴道菌群进入无菌的子宫内环境。
有研究者分析来自产后妇女宫颈的活组织检查，并与来自非孕患者子宫切除的标本相比较。妊娠期宫颈的变化与含水量增加、胶原和糖蛋白显著降低以及糖胺聚糖增加相关。细胞和生化的改变表明在妊娠期宫颈扩张是一个动力过程，这也许能解释为什么女性在妊娠中可能有一个符合宫颈机能不全的妊娠结局，且即使不治疗，也有足月分娩的可能。由此推测，引起病理性宫颈改变的因素在妊娠期是变化的，宫颈不够强壮也许会提升导致宫颈变化和早产因素的易感性[9]。
Leppert等 [10] 扩大了观察的样本量，他们发现在生育史的基础上具有显著临床特征的宫颈机能不全患者的宫颈缺乏弹性纤维。相反，正常妊娠女性的宫颈活组织检查提示弹性纤维有正常的数量和正确的方向。总之，这些生化和超微结构的结果支持具有宫颈机能不全病史的女性存在多变、不可预料的临床过程和妊娠结局。
宫颈机能不全被认为代表宫颈本身的内在缺陷导致没有能力去维持妊娠。失去正常的宫颈解剖结构是其主要的原因，而其他因素也起一定作用。造成宫颈机能不全的其他原因包括隐匿性子宫活动、子宫过度膨胀、蜕膜出血、感染或炎症（羊水或胎膜）、生物或遗传变异等，这些最初的改变通常在早产的临床症状和（或）未足月胎膜早破或宫内感染前出现。然而，痛性宫缩不是早期宫颈改变的主要特征，伴随宫缩的疼痛度与发病前的宫颈成熟度成反比[11]。与所提出的宫颈组织缺陷的机制不同，虽然一些患者可能确实存在宫颈完整性差的解剖证据，但是大多数临床诊断宫颈机能不全的女性外观上宫颈的解剖是正常的。而造成宫颈完整性损伤是否因最初的机械缺陷，相较局部或全身因素将更有助于定义最佳治疗方案。有学者提出：宫颈机能不全是宫颈过早成熟引起的一个连续的进程，这些过程包括感染、炎症、局部或全身的激素作用，甚至是基因的易感性，而不良产科史可能更有助于宫颈机能不全的发生发展；一旦宫颈的完整性受到损害，其他过程就会被激发（如未足月胎膜早破、早产），临床上将这个进程称为自发性早产。因此，宫颈机能不全越来越被认为是一个复杂的、难以理解的、宫颈较早成熟或中期妊娠流产发生的过程[9]。
宫颈机能不全的高危因素分为先天性因素和获得性因素[9，12]，见表2-1。因为己烯雌酚的应用早在20世纪70年代已被淘汰，所以这个先天性高危因素现已不存在。
表2-1 宫颈机能不全的高危因素
既往认为妊娠中期宫颈扩张或消退与妊娠中期自发性流产相关。1990年，Atrash等[13]指出，自发性流产是否被赋予临床环境下与宫颈机能不全一致的特征是非常不清晰的。首次妊娠的女性因人工流产（通过真空抽吸术）终止妊娠，似乎不是宫颈机能不全重要的高危因素，但存在自发性早产的风险。孕中期宫颈经渗透扩张器作用后行手术流产在古老的文献中不被认为是高危因素，且一些调查者推断首次应用渗透扩张器相比于应用机械性扩张器也许会减少宫颈机能不全发生的风险[9]。
因宫颈切除术很少在育龄期女性中操作，相关风险在当前实践中很难确定，但它在过去的研究中被认为是自发性早产的风险因素[14]。环形电切术（LEEP）、环切除术（large loop excision of the transformation zone，LLETZ）、宫颈锥切术（冷刀或激光）是否增加宫颈机能不全的风险依然有争议，因为不同学者的研究结果是矛盾的，而且调查者一般集中于自发性早产风险的研究而不是宫颈机能不全风险的研究。除了宫颈手术外，存在宫颈上皮内瘤变（cervical intraepithelial neoplasias，CIN）的危险因素与宫颈机能不全间的关联也令人十分困惑，包括大量的宫颈组织被切除及剩余的宫颈长度等。另外，由于几乎所有的研究都是回顾性的，存在相当大的偏差，而鉴于越来越广泛应用LEEP或LLETZ治疗宫颈病变，定义相关风险的确是非常重要的[9]。国外文献报道LEEP或锥切术增加了37周前自发性早产的风险。来自27项研究的Meta分析认为冷刀锥切使37周前自发性早产的风险增加了2.6倍（95%CI，1.80～3.72）；有LEEP史的女性自发性早产风险增加了1.7倍（95%CI，1.24～2.35），未足月胎膜早破的风险增加了近3倍（PPROM；95%CI，1.62～4.46）；但激光电灼后风险并没有增加。控制年龄、产次、吸烟史的亚组分析也表明在LEEP后增加了早产的相对风险（相对风险RR，2.10；95%CI，1.34~2.69）[15]。两项大型研究报道在LEEP或锥切术后增加自发性早产的风险。第一项研究报道在反复锥切术后自发性早产的风险增加了将近3倍[16]。第二项研究指出曾经因宫颈上皮内瘤变行手术治疗的25 000多名女性中存在2.9倍（95%CI，2.2～3.7）早产（28～31周）的相对风险和2.1倍（95%CI，1.47～2.99）极早产（不足28周）的相对风险[17]。最新的系统回顾和Meta分析表明宫颈上皮内瘤变和妊娠中期分娩间存在最令人信服的关联[18]：这些研究者确定早期报道妊娠结局的14项研究中，包括妊娠中期分娩的8项研究，虽然其中7项研究没有单独报道存在明显的联系，但是来自挪威的一项大型研究确认风险比为2.6（95%CI，1.5~2.7），存在非常明显的联系，提示大范围切除宫颈后增加了宫颈机能不全的风险，但其他自发性早产症状的成分不能确定是否被排除在外[19]。
Leiman等[20]总结自发性早产的风险只有在最大锥切高度超过20mm或容积超过4mL时才会增加。Raio等[21]做了一个既往经历激光锥切的64名女性的队列研究后发现，相比于对照组自发性早产的发生率并没有区别（9.4% vs 4.7%）。他们进一步统计且报道了相近的出生体重和分娩孕周，在二级分析中发现，激光锥切高度超过10mm是自发性早产明显的独立风险因素。1项321名女性LEEP后妊娠的回顾性研究发现，如果锥切容积超过6mL（95% CI，1.45~5.92）或切除组织的厚度超过12mm（95%CI，1.27~7.01），不足37周的自发性早产升高3倍[22]。Conner等[23]最近的Meta分析中报道，把有LEEP史的6 589名患者与没有锥切史的100多万名患者相比较，LEEP后不足37周自发性早产的风险稳步增加（RR，1.61；95%CI，1.35~1.92）。进一步分析发现，先前LEEP的患者与从未经历锥切手术的宫颈发育不良的患者存在相似的自发性早产风险。最近芬兰注册的一个回顾性研究发现，约450 000名患者，既往行LEEP者不足37周早产的风险增加了1.61倍，但严重的CIN不会增加这个风险。而且，研究者报道在那些通过病理组织学（如尖锐湿疣）确认非CIN损伤经历LEEP的女性会增加2倍的自发性早产风险（95%CI，1.5~2.9）；这些数据表明手术的确成为独立的早产风险因素。Poon等[24]做了一项来自阻止自发性早产的临床试验的二级数据分析，结果表明既往行LEEP的患者自发性早产的风险最好由妊娠中期宫颈长度反映。在这项研究中，经过常规的围产期保健的26 867名女性曾在孕20～24周行经阴道超声宫颈长度检测。有LEEP史的473名女性中，34周前的早产率是有所增加的（3.4% vs 1.3%， P =0.0002），而且妊娠中期宫颈长度明显缩短［32mm（IQR，27~38mm）vs 34mm（IQR，30～39mm）， P ＜0.0001］。在控制宫颈长度后，具有LEEP史不是有意义的sPTB预测。
Kuoppala和Saarikoski回顾性评价了既往行宫颈锥切活检的62名患者和相当数量的对照组[25]。22名有环扎史的患者妊娠结局与没有环扎、保守管理的患者妊娠结局相似，胎儿抢救率分别为97%和100%。基于这些结果和发表过的7个评论报道，他们得出结论：存在这种风险因素的妇女，环扎不应该被常规推荐。但是，1项已发表的存在风险因素的病史指征环扎的大样本随机试验最后总结道[14]，有1次或1次以上宫颈锥切活检或宫颈切除史的女性在33周前总体早产率为35%。然而，在这类人群中，病史指征环扎的患者也未能受益。
总之，现有的证据能确定在CIN手术治疗与自发性早产之间存在联系。然而，应该指出这些数据不能确定伴随临床表现的中期妊娠流产发生率与宫颈机能不全的临床诊断相一致。曾经大范围锥切（包括宫颈切除）的女性和既往多次LEEP或锥切可能增加了自发性早产的风险，可能会导致更早分娩。存在这类风险的女性中，病史指征环扎是否将是有效阻止自发性早产的策略仍有待探索。因为现有的临床试验数据未能表明病史指征环扎是有益的，现有的证据表明，过早的宫颈改变暗示宫颈机能不全。既往宫颈手术史伴反复自发性中孕流产史的女性则可临床诊断为宫颈机能不全，在未来妊娠中应建议其行病史指征环扎；而既往有LEEP或锥切史、没有自发性中期流产史者，则当作临床监测候选人更恰当。
关于因子宫异常而导致的宫颈机能不全，Mastrolia等[26]研究发现：双角子宫是宫颈机能不全的一个独立的危险因素，宫颈机能不全的患病率明显高于对照组（4.1% vs 0.4%， P ＜0.001）。双角子宫的复发性流产率明显高于对照组（12.4% vs 5.1%， P ＜0.001），这些患者与对照组相比更倾向于辅助生殖技术（assisted reproductive technology，ART）受孕（5.6% vs 1.9%， P ＜0.001）。
米勒管异常，容纳妊娠物的子宫腔容积不足会导致子宫下段压力增加，转而潜在影响宫颈机能。另外，畸形子宫妊娠后宫腔内压力的不对称，以及构成宫颈的肌肉和结缔组织间比例的相对失调，均可导致宫颈无力承托。但这项研究仍存在局限性。
综上所述，宫颈机能不全的病因和高危因素仍然难以确定，可能为先天性因素（解剖和组织学异常）和获得性因素（既往早产及任何与宫颈相关的手术）。因宫颈本身的内在缺陷而没有能力去维持妊娠的病理生理过程，目前也尚无定论，仍须进一步探索和研究。
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