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生殖醫學技術


在試管嬰兒療程的最後一步,也是最重要的一步,就是胚胎的植入(Embryo transfer)。在技術的發展上,一共有三種植入的方法:

(一) 臨床觸診植入 (Clinical touch embryo transfer)
(二) 腹部超音波導引植入 (Transabdominal ultrasound guided embryo transfer)
(三) 陰道超音波導引植入(Transvaginal ultrasound guided embryo transfer)

早期的胚胎植入因超音波使用上不普及,胚胎植入仰賴有經驗醫師的觸診技術。在2008年英國曼徹斯特、聖瑪麗醫院生殖中心的研究中,詳細比較了臨床觸診胚胎植入與有超音波導引胚胎植入對胚胎著床率與臨床懷孕率的影響。在該院所於2003至2004年所收集的1723例胚胎植入的客人中分為觸診植入與超音波導引植入的兩組(兩組的施術醫師經驗、客人胚胎等級、客人年齡上的有相近的背景值),兩組再依其植入為新鮮胚胎或冷凍胚胎分別做比較,得到以下的結果:

  超音波導引植入 觸診植入
數目 842例 881例
胚胎種類 新鮮 冷凍 新鮮 冷凍
數目 394例 448例 385例 496例
著床率 19.5% 13.1% 9.5% 7.3%
臨床懷孕率 26.9% 15.6% 12.5% 8.9%
資料來源: Vol 17 No 1. 2008 88-93 Reproductive BioMedicine Online

由上表得知無論胚胎的種類,在著床率與臨床懷孕率上,超音波導引植入的成功率約是觸診植入的兩倍。另在後續追蹤的流產率(Miscarriage rate)上,該研究團隊指出兩組並無統計上明顯的差別。

  陰道超音波 腹部超音波
原理 聲波反射 聲波反射
探頭 較小 較大
觀察範圍 較小 較大
解析度 較高 較低
前置準備 無須漲尿 須漲尿

因此有了超音波導引後,臨床上對超音波的選擇又成了另一個議題。西班牙巴塞隆納的團隊就針對不同種類的超音波導引植入對於臨床懷孕率、著床率以及植入所需時間的影響。在329例的客人中(排除非裔人士、Turner症候群患者、異常或纖維化子宮患者)分成使用腹超導引和陰超導引胚胎植入的兩組(施術醫師擁有相同的背景經驗),進行統計比較,比較結果如下:

  陰道超音波 腹部超音波
數目 165例 164例
總懷孕率 61.8% 58.5%
臨床懷孕率 50.9% 49.4%
著床率 34.5% 31.4%
追蹤懷孕率 43% 42.7%
植入時間 154±119 sec 85±76 sec
資料來源:Vol.95, No.7, June 2011; Fertility and Sterility

由上表可知在總懷孕率、臨床懷孕率、著床率、追蹤懷孕率上由陰道超音波所導引和由腹部超音胚所導引的兩組並無統計上顯著的差異,但在植入時間方面(分為插管、胚胎載入、注射三段時間)以陰道超音波所費時間較長,此因接受陰道超音波導引植入的客人母群體中含有較多的子宮頸狹窄者,造成植入的困難度較高所導致。但在腹部超音波導引的客人群組,在植入前均須被要求漲尿,故實際上其植入所花費的時間是比陰道超音波導引者為長。雖然在懷孕結果上並沒有顯著差異,但由腹部超音波導引植入的客人反應不適感的比例較另一組為高。

宏孕試管嬰兒生殖中心的療程中,張宏吉院長採用陰道超音波做導引,以求取卵以及植入胚胎過程中位置的準確性,輔以經年累積的經驗,不僅能精準的避開客人的子宮肌瘤,也能對客人子宮的前傾或後傾環境和子宮長度的變異加以掌控,避免放置胚胎於輸卵管造成子宮外孕,使胚胎植入的過程更為快速順暢。

由陰道超音波所觀察到各種類型的子宮:


 

卵子的紡錘體在哪邊?宏孕診所引進全球員最新顯微鏡PolScope以減少精蟲顯微注射(ICSI)時細針傷害到卵子的紡錘體

傳統顯微鏡看不到卵子的紡錘體精蟲顯微注射(ICSI)時可能細針傷害到卵子的紡錘體。宏孕診所引進全球員最新顯微鏡PolScope以減少精蟲顯微注射(ICSI)時細針傷害到卵子的紡錘體。

有一些卵子紡錘體剛好位於3點鐘方向 精蟲顯微注射(ICSI)時可能細針傷害到卵子的紡錘體。宏孕診所新購之PolScope顯微鏡可以輕易看到卵子的紡錘體。

國外研究結果顯示利用”紡錘體觀察儀”進行輔助單一精蟲顯微注射(ICSI)能改善胚胎分裂情形,增加囊胚形成機會,提高胚胎著床機率! 紡錘體是細胞分裂時重要的構造,當我們細胞分裂時需要紡錘體的幫忙將染色體分離,若是紡錘體受到破壞不完整時就可能造成到細胞分裂停止或染色體異常。

在宏孕診所裡我們在紡錘體觀察儀的輔助下進行單一精蟲顯微注射(ICSI)避免紡錘體受傷。
一般單一精蟲顯微注射無法觀察到紡錘體的位置,若不慎傷到紡垂體將影響後續胚胎分裂甚至導致胚胎停止分裂。

當我們在進行顯微注射的時候一般顯微鏡下並無法看見紡垂體所在位置,此時若是貿然進行顯微注射(ICSI)便很有可能會傷到卵子的紡錘體而影響後續胚胎分裂的結果,所幸在宏孕診所裡我們擁有最新由日本進口的顯微鏡,此特殊顯微鏡利用光學的雙折射原理,能提供實驗室人員觀察卵子紡垂體所在位置,進而在顯微注射時避免對卵子紡錘體造成傷害。

誰是最佳男主角?宏孕診所引進最新的顯微鏡設備能將精蟲放大到一萬倍 (傳統實驗室標準配備只有 200-400倍) 能將精蟲內部看的清清楚楚!

傳統的顯微注射intracytoplasmic sperm injection (ICSI),是在200倍或400倍放大倍率下挑選精蟲但是在此放大倍率下我們頂多僅能觀察到精蟲的外觀是否正常,精蟲的內部結構並不能看的很清楚。

在我們宏孕診所中我們耗資近五百萬由日本進口最新的顯微鏡設備,此顯微鏡能將精蟲放大到10,000 倍,為一般實驗室標準配備(200倍)足足五十倍以上的放大倍率,此種將精蟲放大到一萬倍的顯微注射我們稱作IMSI (intracytoplasmic morphologically selected sperm injection)。

一般傳統顯微注射ICSI最多只能將精蟲放大200或400倍,精蟲內部無法看清楚,雖然做了顯微注射仍舊會挑選到形態異常的精子造成胚胎異常。

本院耗資500萬元由日本進口最新的顯微鏡能將精蟲放大到10,000倍,精蟲內部的微小瑕疵,空泡等都能看得清清楚楚,能將精蟲形態異常,造成胚胎分裂異常或染色體異常的機率降至最低。




人類胚胎內生殖細胞遺傳圖譜大解密 
人類姙娠早期(1至3個月) 子宮內的胚胎,其啟動「胚胎內生殖細胞」之基因傳遞的動態過程,清楚呈現姙娠初期該生殖細胞處於極易受傷害狀態。



由中研院植物暨微生物學研究所陳柏仰助研究員與美國加州大學洛杉磯分校分子細胞與發展生物學系克菈克副教授(Dr. Amander Clark )所共同領導的研究團隊,日前發表一篇重要學術論文,他們以人體的「胚胎內生殖細胞」(germline)為研究對象,利用複雜的巨量生物數據統計程式,精確計算出人類姙娠早期(1至3個月) 子宮內的胚胎,其啟動「胚胎內生殖細胞」之基因傳遞的動態過程,清楚呈現姙娠初期該生殖細胞處於極易受傷害狀態。人類「胚胎內生殖細胞」極為獨特,它是第三代精子或卵子的前身,同時也是人類唯一可將親代基因訊息傳遞給後代的細胞。這篇研究成果,不僅提供學術界創新的幹細胞評估模式,未來對於瞭解人類不孕症亦將有所助益。國際頂尖期刊《細胞》(Cell) 於其網站2015年5月21日刊登此篇論文。

學界已知人類第一代母體姙娠早期,即開始啟動第三代的基因訊息傳遞,關鍵就在於懷孕第1至3個月時「胚胎內生殖細胞」的發展,然而對於生殖細胞如何扮演關鍵角色,仍瞭解甚少。該研究團隊把研究焦點放在「胚胎內生殖細胞」中關鍵的「去甲基化」(demethylation)過程。「甲基化」是一種將甲基鍵結在DNA上的生物化學過程,所有健康的人體細胞都需要甲基化,多數時候人體細胞受到甲基化的保護,胚胎內生殖細胞亦然。甲基化可比喻為基因體的保護罩,它保障基因體內的均衡調控,同時也排除外來因素的干擾。若無甲基化,基因體很容易受損壞甚至產生突變。對人體來說,去甲基化(demethylation)非常罕見,僅短暫出現於胚胎形成之初及姙娠早期,目的在重設下一代的甲基化模式 。
此次研究團隊分析胚胎內生殖細胞在母體子宮姙娠第50天到第137天去甲基化的過程,精確計算全基因體去甲基化的時程、數量和位置。研究團隊發現,胚胎內生殖細胞的甲基化會進行重設,約在第113天時甲基化下降至約20%,相較與一般體細胞70%至80%的甲基化,此時的生殖細胞因缺乏甲基的保護處於極容易受損害的階段。
研究團隊表示,這個精密的去甲基化研究模式,正說明了個體的胚胎內生殖細胞之品質,早在第一代母體子宮內就已決定,以致影響到日後第三代的個體的發育。同時,這個圖譜也清楚顯示出人類姙娠初期是其胚胎內生殖細胞最脆弱的階段,宜抱持正常作息,避免負面因子的影響(抽菸、喝酒、環境污染等)。
陳柏仰助研究員表示,這篇研究的貢獻來自於生物醫學與巨量數據的統計分析的密切配合。例如,研究團隊一方面必須確保收集來的生殖細胞不受疾病感染,另一方面進行高通量定序配合精確計算,研究不同時序全基因體的甲基化的數量與位置之變化。本研究因陳柏仰助研究員本身具有英國牛津大學生物資訊與統計博士學位,並由該所研究助理廖玟崴先生配合撰寫精密又複雜的統計程式,得以完成。陳博士說,目前全球能夠同時製備甲基化定序樣本與嫻熟分析全基因體甲基化數據的實驗室,數量非常少,這次他們很榮幸能與頂尖的生物學家合作。同時,複雜的DNA甲基化普遍存在於各式各樣的動物與植物的細胞中,未來若跨科際應用於植物以及癌症之研究,也將會有如虎添翼的效應。
 
參考網站:http://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(15)00560-7
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