一場回到過去的穿越劇-胚胎的時空旅行

利用胚胎縮時攝影培養箱觀察,出現直接不對稱分裂的胚胎,可能有較高的胚胎萎縮率及較低的著床率。
2020-03-13
作者 David

胚胎挑選的方式有很多,有依照Gardner、Schoolcraft等人的所發表的評斷標準作為依據,按照胚胎外觀做分級的方式,也有從滋胚層採樣做著床前染色體篩檢(PGS,PGT-A)等等的挑選方式。現在更是因為技術的進步,只要利用胚胎發育縮時攝影培養箱,便能在不打擾胚胎發育的情況下,觀察到胚胎發育的速度是否正常以及其他相關指標。一般正常的細胞分裂過程,會經歷染色體複製、染色體分離至細胞兩端、細胞分隔,最後正式分裂成為兩個子細胞。

而直接不對稱分裂(Direct Uneven Cleavage, DUC)指的是ㄧ顆卵裂球(blastomere)從一顆細胞直接分裂成三顆或更多顆細胞的狀況。其中DUC1定義為從一顆細胞直接分裂為三顆或四顆細胞;DUC2則定義為從二顆細胞直接分裂為五顆或六顆細胞(如下圖)。

直接不對稱分裂發生的可能機制為:

  1. 因為分裂時產生數量異常多的中心粒,導致形成三極中心粒(tripolar centrioles)(如下圖)
  2. 富含中心粒的精蟲頸部受損(可能於破壞精蟲尾部協助受精時誤將頸部傷害)

在2019年台灣生殖醫學年會中,馬偕紀念醫院婦產部不孕症科洪子瑜醫師分享了在胚胎培養的縮時攝影(time-lapse culture system)中,若是觀察到胚胎發育過程中有直接不對稱分裂(DUC)的情況發生,會導致後續胚胎發展和著床成功率受到影響。

先前的研究文獻曾指出,相較於經由射精方式排出的精蟲,從副睪手術取精與從睪丸手術取精的精蟲有較高的機率會在後續胚胎發育的過程中誘導發生直接不對稱分裂(DUC),兩者發生直接不對稱分裂(DUC)的機率分別為13.6%與11.4%,而經由射精方式排出的精蟲發生直接不對稱分裂(DUC)的機率則為9.1%。除此之外,在胚胎培養過程中若發生過直接不對稱分裂(DUC),囊胚培養的結果與臨床結果都會明顯比未發生直接不對稱分裂(DUC)的組別更差。講者分享了胚胎在發育過程中經歷直接不對稱分裂(DUC)的發生率、胚胎萎縮率,以及後續的臨床懷孕率和著床率,最後也提到直接不對稱分裂(DUC)的發生率與精蟲品質數據和受精方式(單一精蟲顯微注射受精或是標準自然受精)之間的相關性。

首先,在407顆胚胎中,發生直接不對稱分裂(DUC)的有101顆。其中發生過DUC 1、DUC 2的胚胎,其胚胎萎縮率為76.5%(39/51)與48%(24/50),而沒有發生直接不對稱分裂(DUC)的胚胎,其胚胎萎縮率則為33.7%。

將發生過DUC 1、發生過DUC 2與沒有發生過DUC的組別做比較,其囊胚型成率、好囊胚率、臨床懷孕率與流產率分別如下圖表:

 

DUC 1

DUC 2 Non DUC

胚胎數

51 50 377

囊胚型成率(%)

5(9.8) 11(22) 160(42.4)

好囊胚率(%)

3(5.9) 7(14) 129(34)

臨床懷孕率(%)

0/5*(0) 4/11(36.4) 26/43(60.5)

流產率(%)

- 2/4(50) 4/26(15.4)

*包含Day 3胚胎植入

根據數據可以發現,發生過DUC 1的組別,其臨床懷孕率為0%(0/5),而發生過DUC 2的組別則有36.4%(4/11)。

若以受精方式做為區分組別的條件,發現無論是使用單一精蟲顯微注射受精或是標準自然受精,都不會因為受精方式的不同而造成DUC的發生率有顯著差異。

 

ICSI

IVF p

DUC

56/176(31.8%) 19/79(24.0%) 0.21

DUC 1

39/176(22.1%) 10/79(12.7%) 0.08

DUC 2

17/176(9.7%) 9/79(11.4%) 0.89

最後,觀察精蟲品質數據,發生過DUC的組別與沒有發生過DUC的組別無論在精液體積、精液濃度、精蟲活動力和精蟲型態上,都沒有顯著差異,表示直接不對稱分裂(DUC)的發生與精蟲狀態兩者之間沒有顯著關係。

 

DUC

Non DUC  

Semen volume

2.3 ± 1.2 2.4 ± 1.8 NS

Concentration

56.9 ±40.3 

85.3 ± 42.7 NS

Motility

54.2 ± 26.5

56.9 ± 21.3 NS

Kruger

4.2 ± 2.7

4.1 ± 3.4 NS

最後,總結上述發現,講者認為,DUC 1適合做為一種挑選胚胎植入的反向指標。因為在正常受精(2PN)的胚胎中,有11%是有發生過DUC 1的胚胎,而這些胚胎植入後的懷孕率為0。若能提早就知道哪些胚胎發生過DUC 1,便能預測這些胚胎未來植入後的結果都不會太理想,就可以先將這些不容易懷孕的胚胎剔除,優先選擇沒有發生過DUC 1的胚胎做植入,就能減少病患不必要的時間成本與療程費用,同時也不必再重覆承受植入失敗、期待落空的沮喪與失落感。

送子鳥一直以來有個「兩快」哲學:第一快是「盡快」,第二快則是「愉快」。送子鳥持續不斷努力於希望給予客戶最友善的療程與最滿意的結果,借助試管嬰兒三代普拉斯,懷孕率雖已高達80%,但送子鳥不會將腳步停歇於此。在未來導入胚胎發育縮時攝影培養箱時,便能根據已發表的文獻,為客戶精挑細選懷孕率最高的優良胚胎做植入,讓客戶能夠盡快且愉快的帶寶寶回家。

評論

Erin
Erin
  1. 試管嬰兒透過科技輔助不孕的夫妻達成生育的目標,為了拉近與目標的距離,許多技術應運而生,舉凡胚胎代謝產物分析、蛋白質體學、訊息傳遞分子、胚胎染色體篩檢等,而本篇研究是透過發育型態學的分析,透過胚胎縮時攝影機(Time-lapse)進行觀察,發現胚胎發育過程若出現不對稱分裂的現象,植入後的懷孕率較低。
  2. 縮時攝影結合胚胎培養箱,除了用於發育型態學分析,完整的影像記錄,能得知受精現象出現的時間點,倘若更進一步結合人工智慧,還可用於胚胎分級判讀,避免人為主觀的偏差,而最有益處的是培養過程不需由胚胎師從培養箱取出胚胎進行觀察,發育過程不受外界干擾,文獻指出可有效提高囊胚形成的比例。
  3. 目前主流的染色體篩檢(PGT-A)是進行單顆胚胎染色體分析,希望提高單次著床的機會,在挑選胚胎送檢時,除了參考發育速度與囊胚等級,若能搭配胚胎發育縮時攝影,可提升挑到染色體正常的胚胎機會,盡快讓客戶帶健康寶寶家。

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