灰色的彩虹-鑲嵌型染色體胚胎

鑲嵌型染色體胚胎是指內同時有染色體異常(Aneuploid)與正常(Euploid)兩種細胞株,使PGS檢測結果呈現介於全然異常與正常之間。正因爲這些胚胎處於灰色地帶,許多難孕夫婦都會面臨是否可以植入這些胚胎的難題中。
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2020-06-05
作者 Linkin

隨著時代科技的進步,胚胎著床前染色體篩檢(preimplantation genetic screening, PGS)的檢測方法,已從以前只能最多可以檢測15條染色體的FISH演變檢測精細度達10Mb的NGS (Next Generation Sequencing),以讓高齡求子的夫婦能夠更精準的挑選好胚胎進行植入。

也因爲分析精細度的提高,NGS讓低比例的異常(low-rate aneuploidy)被更精確的偵測,從而將原本在胚胎領域裏,增加了“鑲嵌型染色體胚胎(Mosaic embryo)”這個族群。此指在一囊胚內同時有染色體異常(Aneuploid)與正常(Euploid)兩種細胞株,使PGS檢測結果呈現介於全然異常與正常之間。正因爲這些胚胎處於灰色地帶,許多難孕夫婦都會面臨是否可以植入這些胚胎的難題中。

在2019歐洲生殖醫學年會裏,西班牙基因檢測公司Igenomix的Carmen Rubio博士分享他們與世界各地的生殖中心共同探討鑲嵌型染色體胚胎的一些研究成果。

Mosaic embryo一般的出現機率為5-10%,然而這個機率會受到細胞切片(Biopsy) 操作以及NGS檢測操作的影響。若切片的細胞過少、細胞的質量不好,則會造成NGS分析過程中的雜訊(noise)提高,進而可能會影響分析結果。

除此之外,他們比較不同生殖中心對於Mosaic embryo異常比例定義的不同進行分析,發現相較於把Mosaic embryo判讀比較嚴謹的群組(異常細胞佔比20-80%為mosaic),較為寬鬆的群組(異常細胞佔比30-70%為mosaic)其胚胎正常率(Euploid rate)以及懷孕率(Pregnancy rate)皆有上升。Carmen Rubio博士建議各生殖中心可以調整Mosaic embryo的標準,以免錯過了真實的正常胚胎。

另外,Carmen Rubio博士對於Mosaic embryo的植入建議為:

  1. 已經沒有正常的胚胎可以進行植入,才考慮植入Mosaic embryo
  2. 在植入前醫師與諮詢師需讓夫婦充分瞭解:Mosaic embryo相較於正常胚胎,其著床率較低,以及流產率也相較的會比較高。
  3. 避免選擇Mosaic embryo其染色體異常的位置為複雜型(complex mosaics)的,以及在研究上已知和流產或畸形有關的染色體上。

接著,Carmen Rubio博士提到了目前PGS所分析的細胞來源普遍都是來自胚胎師將胚胎的滋養層細胞(trophoblasts, TE)進行切片後的細胞,然而不同的操作技術容易影響分析的結果。因此Carmen Rubio博士提出一個新的檢測技術:透過培養液裏胚胎所釋放的游離DNA(embryonic cell-free DNA)進行染色體分析,只要將培養過胚胎的培養液抽取10ul,即可在非侵入性的情況下進行PGS分析。Carmen Rubio博士分享他們團隊分析了108顆胚胎在培養了不同天數的培養液(Spent Blastocyst Media, SBM)分析與TE切片的結果:

上圖得出,培養6天後的培養液(SBM)裡的embryonic cell-free DNA所分析的PGS報告與細胞切片的一致性為84%,而偽陰性及偽陽性分別爲2.5%與8.5%。

Carmen Rubio博士團隊分析了,將同時有進行TE切片與SBM中的embryonic cell-free DNA進行PGS分析的胚胎進行臨床研究,比較在TE切片報告為正常胚胎植入的前提下,不同SBM的結果分析:

根據以上的結果,Carmen Rubio博士表示這種非侵入性的PGS檢測方式仍會持續提高其準確性以及應用性,並且已和許多生殖中心合作研究,希望能夠知道此方式檢測出來為正常的胚胎,其後續植入的結果與TE切片或單純從外觀挑選等級高的胚胎進行比較。相信在不久的將來,我們將能夠享受到在不對胚胎做任何行動,卻能獲得胚胎染色體資訊的檢查方式。

評論

Andi
Andi
  1. 自NGS應用於胚胎著床前染色體篩檢的檢測平台後,鑲嵌型胚胎的發現與植入運用在生殖醫學界成一時話題。然承本篇Igenomix的Carmen Rubio博士研究所述,所謂在NGS平台所顯示的鑲嵌型胚胎圖形恐為兩種非胚胎本體因素所造成的「偽陽性」結果:
    A. 胚胎師切片操作: 切片細胞量與細胞所含DNA的品質。
    B. NGS實驗影響: 放大過程的非切片來源副產物、NGS所用的演算法與該生殖中心所選的”鑲嵌型”判定標準。
     
  2. 嚴格判定鑲嵌型胚胎,則會有混淆本身染色體正常但檢測結果背景訊號太雜亂而誤歸類為鑲嵌型的優質胚胎;寬鬆判定鑲嵌型胚胎,則會有讓真正帶有異常細胞的胚胎被植入而造成孕程負向影響的風險。因此一般實驗室均會使用標準評定鑲嵌型胚胎的判定標準,再回溯植入結果調整鑲嵌型胚胎的植入建議,送子鳥生殖中心植入鑲嵌型胚胎的結果如下:
  3. 使用胚胎培養液進行非侵入性的胚胎著床前染色體篩檢是多數生殖中心發展的目標之一,目前最大的挑戰為二:
    A. DNA品質不穩定、產生的NGS圖形背景訊號干擾,犧牲判讀鑲嵌型及部分片段染色體異常胚胎的空間。
    B. 游離DNA不與胚胎切片DNA組成完全一致。

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