利用囊胚期晶片式全基因分析來提高試管嬰兒懷孕率

胚胎染色體正常與否,應該是影響成功率的最關鍵因素之一,相較於一般試管嬰兒,有做著床前染色體篩檢的三代試管嬰兒在著床率及懷孕率表現較好。利用囊胚晶片式全基因分析的方式,便可以達到「給我一個好囊胚,許您一個健康寶貝」的最終理想目標!
2011-08-29
作者 王懷麟 醫師

自從1978年世界第一個試管嬰兒誕生之後,人工生殖科技的進步,懷孕率從以往只有不到兩成的機率,30年後已經可以達到5成左右的成功率;許多專家無不用心想找出最好的方式,來增加受孕的機會。在現階段要提升試管嬰兒的懷孕率,大多數是先挑選品質優良的胚胎在第三天植入;甚至持續在體外培養,等到囊胚期的胚胎再行植入。然而在臨床上,即便是外觀正常及品質優良的胚胎,卻不一定能著床,也可能在早期懷孕便流產,無法持續正常懷孕;另一方面,原本看似品質不優的胚胎,卻能「意外」著床懷孕成功。這樣的狀況在臨床上屢屢出現,也讓醫師往往為了增加懷孕率,放入多個胚胎,卻也產生多胞胎的個案數過多,造成家庭及社會經濟的負擔。因此,胚胎染色體正常與否,應該是影響成功率的最關鍵因素之一。現今,基因工程技術已經發展成熟,可以利用胚胎切片進而了解胚胎的染色體或是基因,如此一來,便可以提升胚胎的著床機會。

一般而言,年紀越大的婦女產生出來的卵子,可能有超過一半以上是染色體異常的。曾經有一份研究調查顯示,試管嬰兒所產生出來的胚胎,染色體異常率高達50-65%,比自然懷孕的還高;所以選一個染色體正常的胚胎,才能有機會順利著床懷孕。在胚胎實驗室中,通常會「以貌取人」,優先考慮挑選外觀正常、品質較優的胚胎植入;也確實在許多研究中發現,這些外觀判定較優的胚胎,其染色體正常率比較高,但是仍然無法達到令人滿意的懷孕結果。若將第三天的胚胎繼續培養至囊胚期,胚胎染色體的異常率便會降低,但最多也只有將近60%而已。因此理論上挑選一個染色體正常的胚胎,才能有比較高的懷孕機會。

現今檢查胚胎染色體,目前有三種方式。

極體(polar body)切片:

卵母細胞在減數分裂後,會產生出大小不對等的新細胞:一個相對很大的卵子(成熟卵細胞)和一個微小的極體。兩個新細胞各自含有23條染色體,且是相同基因的染色體,因此如果此染色體不正常,代表後續分裂胚胎的染色體也會不正常,在診斷上便可以知道胚胎的結果。雖然這種方式的優點是,移除極體並不會影響胚胎的發展,但是只能表現卵子分裂異常染色體的狀況,卻無法偵測胚胎分裂後所產生出異常的染色體,因此預測懷孕的準確度相對地降低。

第三天胚胎細胞(blastomere)切片:

絕大部分胚胎切片會選擇在第三天執行,原因在於在技術層面上比較熟悉。然而,第三天胚胎切片遇到三個問題:第一、在胚胎6至8細胞階段取出一至兩個細胞,採樣的細胞染色體情形是否一定代表全部細胞的狀況,可能有所謂的染色體鑲嵌現象(mosaicism),意即極有可能採樣細胞與剩餘細胞染色體不同的狀況發生,因此準確度受到質疑。第二、當取出一至兩個細胞後,此胚胎剩餘細胞數只剩原本的2/3至3/4,減少細胞質量的胚胎,可能造成胚胎傷害,導致未來發展異常,甚至停止發育。第三、胚胎發展至第三天後,其實具有自我修復的能力。很多研究發現,第三天染色體不正常的胚胎,至第五天囊胚的時期,胚胎會自我校正(self-correction)而回復正常的狀態,反之正常的也會有變得不正常的機會。從這三個缺點來看,似乎此階段進行胚胎切片,對於試管嬰兒治療的懷孕結果並沒有太大的助益。

第五天囊胚滋養層細胞(trophoectoderm)切片:

由於胚胎經過了前四天的篩檢及自我修正,第五天的囊胚是最具代表胚胎染色體最終的階段,因此利用囊胚滋養層細胞切片,不僅準確度最高,且因囊胚細胞數量已達幾百個以上,取出十幾個細胞並不會影響胚胎後續發展,相信未來胚胎切片將會以此階段方式為主。

送子鳥診所統計從2010年10月至2011年3月半年時間,針對34位病患,以第五天囊胚利用晶片式全基因(array comparative genomic hybridization, aCGH)分析胚胎染色體,最後將染色體正常之胚胎植入子宮。從總共228個胚胎切片結果來看,發現染色體正常比例為52%;若以囊胚的等級來進一步分析,染色體正常與否與等級沒有直接相關,不過發育較慢的囊胚,染色體異常率的確較高。利用捐卵者的卵子來做對照,年紀輕的胚胎染色體正常比例確實比較高。相較於同時期一般試管嬰兒的治療,有做囊胚晶片式全基因切片這組在著床率及懷孕率表現較好,且放入胚胎數量明顯地降低,多胞胎比例也相對減少。

總而言之,如果想要提高試管嬰兒治療的懷孕率,又能避免早期流產,更能確保一個染色體正常的健康胎兒,利用囊胚晶片式全基因分析的方式,便可以達到我們「給我一個好囊胚,許您一個健康寶貝」的最終理想目標!

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