次世代定序(NGS),看得更細微選得更準確

隨著女性的年齡越高,發生自然流產的機會也越高,根據統計有70%的自然流產原因是胚胎染色體套數的異常。PGS (胚胎著床前染色體篩檢) 是針對胚胎染色體套數進行篩檢的一項技術,可以讓我們在植入胚胎之前先確認胚胎的染色體是正常的套數才做植入,避免植入染色體異常的胚胎,空等兩星期後落榜的心理壓力。
2016-01-14
作者 送子鳥生殖中心

隨著女性的年齡越高,發生自然流產的機會也越高,根據統計有70%的自然流產原因是胚胎染色體套數的異常(Aneuploidy)。PGS(Preimplantation genetic screening,胚胎著床前染色體篩檢)是針對胚胎染色體套數進行篩檢的一項技術,可以讓我們在植入胚胎之前先確認胚胎的染色體是正常的套數(Euploidy)才做植入,避免植入染色體異常的胚胎,空等兩星期後落榜的心理壓力。

PGS的方法近年來也從aCGH(Array Comparative Genomic Hybridization,晶片式比較全基因體定量分析)升級到NGS(Next-Generation Sequencing,次世代定序)。與aCGH比較起來,NGS的解析度更高、解釋性更強、操作更容易,送子鳥也在今年開始提供NGS技術,並在今年的臺灣生殖醫學年會上發表了使用NGS平台後的發現。

此研究蒐集了從2015年1月到5月進行NGS一共486顆囊胚的結果進行研究。第一部份先探討鑲嵌型染色體(Mosaicism)的特性:

造成染色體的異常的原因可分兩種,一種是卵子或精子在進行減數分裂時發生錯誤,第二種是胚胎在有絲分裂時產生異常。第二種狀況就是造成鑲嵌型染色體的原因(圖1)。

(圖一)

 

 

 

 

 

 

在NGS平台上,大於50%的染色體套數增減並且有連續3個點的異常,異常的染色體≧10Mb即判讀為Aneuploidy;而介於20%-50%的套數增減則判讀為Mosaicism(圖2)。

(圖二)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

在比較Aneuploid、Mosaicism及Euploid的一些特性上,發現Aneuploid和Euploid的胚胎在滋養層細胞的等級和胚胎發育速度上都有顯著的差異(圖3),整體上來說Aneuploid的胚胎滋養層細胞型態上較Euploid差,發育速度也稍慢。Mosaic胚胎的特性雖然沒有明顯的差異,但有較偏向Aneuploid特性的驅勢。

(圖三)

 

 

 

 

 

 

再進一步比較Aneuploid及Mosaicism的染色體異常部份,發現並沒有顯著的差異(圖4)。

(圖四)

 

 

 

 

 

 

由第一部份所得到的結論,Mosaicism的各項特性是和Aneuploid比較相近的。

第二部份的研究則是比較NGS平台與aCGH平台在Mosaicism的判讀及植入後的結果:

由圖5可看出,aCGH並不能夠看出胚胎是否為鑲嵌型,而NGS因解析度較高,可將鑲嵌型胚胎區分出來。

(圖五)

 

 

 

 

 

比較aCGH及NGS平台分別判讀為Euploid的胚胎植入後的結果,NGS因為可以將鑲嵌型的胚胎再區分出來,植入後的成績是比aCGH平台更好的(圖6)。

(圖六)

 

 

 

 

 

 

 

在此研究中發現鑲嵌型胚胎的各種特性—包括型態及染色體異常部份—是比較趨近染色體套數異常胚胎的,所以藉由NGS平台來排除鑲嵌型胚胎再植入染色體套數正常的胚胎,懷孕率較植入由aCGH平台判讀為染色體套數正常的胚胎還要高。

藉由NGS平台,可以再更精確的挑選出排除鑲嵌型的正常胚胎,讓懷孕率更上一層樓!

評論

謝佳琳 醫師
謝佳琳 醫師
  1. 受精卵發育到囊胚期間,細胞不斷進行有絲分裂,若這個階段發生分裂上的異常,便會造成胚胎帶有鑲嵌型染色體。
  2. 根據研究發現,鑲嵌型胚胎的發育速度及胚胎染色體正常與否,對懷孕活產的影響甚鉅,次世代定量分析(NGS) 平台,因解析度較高,能區分出帶有鑲嵌型染色體或非整倍體染色體的胚胎。針對高齡或反覆性流產或嚴重精蟲狀況不佳的難孕患者,可藉由PGS搭配NGS檢測,能更精確挑選出正常胚胎,增加懷孕率,感謝Kim的分享。

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