粒線體DNA—精準挑選囊胚的新選擇!

評估胚胎的粒線體DNA表現,能更趨「精準」地挑選出好的胚胎進行植入,創造試管嬰兒更高的懷孕率。
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2022-04-14
作者 Yisa

送子鳥目前大多採培養至第五天以上的囊胚期胚胎進行植入,而通過層層考驗培養而成的囊胚,植入後懷孕成功率也大幅提升。透過本篇由2020生殖醫學會研究團隊所提出的新想法,藉由評估囊胚的粒線體DNA表現,是否能精準挑選出品質更佳的囊胚,使後續懷孕成功的機率得以提升?

研究背景

“近年許多研究指出,染色體正常的胚胎相較於染色體異常的胚胎含有較低的粒線體DNA含量,且粒線體DNA含量較低的胚胎其懷孕成功率越高。”

「植入染色體正常胚胎,怎麼卻還是懷孕失敗!?」是許多門診客戶心中的疑問。近期有許多文獻提及,挑選染色體正常胚胎植入時,可以搭配其粒線體DNA的表現,來作為挑選胚胎的另一參考依據。雖然有部分學者認為,囊胚中粒線體DNA含量越低對後續胚胎著床越有利,但也有另一派研究指出粒線體DNA表現量多寡與後續胚胎著床與否並無關聯。而粒線體在胚胎中扮演能量供應的角色,能作為後續胚胎發展的能量來源(圖一)。

“ The less the better? 粒線體DNA並非越少越好,評估囊胚發育速度的也十分重要!”

以「囊胚發育速度」搭配粒線體數目作為判斷依據

目前已知植入第五天以上囊胚期的胚胎,其後續懷孕成功率有顯著提升;而培養至囊胚期的胚胎,會因培養天數增加使囊胚的粒線體DNA表現量漸少。若依據上述文獻的結論,粒線體含量越低對於後續著床越有利,因此培養至第六天的囊胚其粒線體含量較低,能期望後續的著床率較好嗎?但從統計數據結果中卻發現其並沒有表現更好的臨床懷孕率及染色體正常率。這樣的結果顯示出,囊胚發育速率(blastulation)需搭配粒線體DNA含量共同評估,以此作為試管嬰兒後續成功懷孕的臨床指標更為準確,也推翻了“ The less the better ”越少越好這樣的觀念。而以下則為研究第五天及第六天囊胚其粒線體DNA量與囊胚正常率及懷孕率的探討:

研究結果

研究團隊收集了2018年8月到2019年4月有做「胚胎著床前染色體篩檢(PGS)」的第五天(Day5) (N=829)及第六天(Day6) (N=472)囊胚,分別檢測各自囊胚的胚胎滋養層細胞粒線體DNA含量,結果發現(Day5 vs Day6 囊胚):

1. Day5囊胚比Day6囊胚具有顯著較高的染色體正常率(40.1% vs 34.5%, P=0.04)以及顯著較好的臨床懷孕率(69.7% vs 58.1%, P=0.03)。

2. 在Day5及Day6囊胚具有相同染色體結果時,Day5囊胚比Day6囊胚具有較多的粒線體DNA

  囊胚採樣天數 收集囊胚樣本數 粒線體DNA含量 P值
染色體異常囊胚 Day5 488 0.001239 .003
Day6 309 0.000963
染色體正常囊胚 Day5 341 0.001072 .0002
Day5 163 0.000819

3. 植入Day5及Day6囊胚有相同臨床懷孕結果的組別中(positive or negative pregnancy),Day5囊胚比Day6囊胚具有較多的粒線體DNA表現。

  囊胚採樣天數 收集囊胚樣本數 粒線體DNA含量 P值

囊胚植入後懷孕組別

Day5 159 0.000758 .0001
Day6 63 0.000572
囊胚植入後未懷孕組別 Day5 69 0.000958 .04
Day6 47 0.000756

作者由研究結果推論,由於粒線體DNA會平均分配至胚胎發育的各個階段,使卵子在剛成熟時有最多的粒線體DNA含量,並隨著受精後胚胎不同時期的發育,導致分配到的粒線體DNA比例逐漸下降。同時也反應出,當成熟卵子本身粒線體DNA含量較少時,反而會使粒線體DNA不足以持續分配到囊胚期的形成,也因這樣的結果,研究推論胚胎發育到到第三天桑葚期時,其粒線體DNA的複製會再次被驅使而啟動,使得後續形成的囊胚其粒線體DNA數目反而比正常分配到的含量來的更高,而這樣的囊胚有著較高的胚胎異常率及著床失敗率

結論

研究發現,對於這些較慢形成囊胚期的胚胎,也就是胚胎培養至第六天以上才形成的囊胚,雖然粒線體DNA隨著階段分配導致其表現量會比培養到第五天的囊胚還要低,但卻有較差的臨床懷孕結果。因此,胚胎發育階段除了要有品質良好的成熟卵子之外,若有豐富的粒線體DNA含量得以持續在不同胚胎發育階段分配使用,則能維持囊胚成熟速率的穩定,以及表現適量的粒線體DNA。如此一來,才能創造出最高品質的囊胚,進行植入後更能獲得最佳的臨床結果。

評論

Duke
Duke
  1. 隨著科技進步,雖然PGTA(胚胎著床前染色體篩檢)已大幅提升著床率,然而植入染色體正常的胚胎仍然還是有機會懷孕失敗,除了母體本身可能的免疫問題外,胚胎層面的粒線體含量可能是原因之一,因為粒線體是細胞內主要能量的提供者,對於胚胎的發育生長扮演重要的角色。
     
  2. 國際期刊對於胚胎粒線體含量是否會影響植入結果的分析,目前結論是分歧的,有些研究顯示胚胎粒線體含量越低對於胚胎著床的潛力越高。但另一部分的研究團隊則認為胚胎粒線體含量多寡並不影響胚胎植入結果,因此對於胚胎粒線體含量是否真的能應用在挑選胚胎時還需要更多的文獻支持,而送子鳥團隊也有在做相關的研究。
     
  3. 目前送子鳥團隊研究的成果顯示,將胚胎粒線體含量分為兩個族群,高粒線體含量及低粒線體含量組別,比較兩組後續植入結果,發現高粒線體含量組別有較高的臨床懷育率及著床率,雖然與一些期刊的結論有所不同,但未來將持續收集及統計相關的結果,將更能確認胚胎粒線體含量在選擇胚胎時是否能做為另一挑選胚胎的準則。

    植入一顆染色體正常胚胎:

      低粒線體含量 高粒線體含量 P值
    樣本數 126 457 -
    臨床懷孕率 54% 63% 0.0651
    著床率 50.8% 57.3% 0.1907

 


 

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