卵子心声懂了没?高龄卵子纺锤体偏移角度之影响

如果可以看穿卵子内部减数分裂的情形,就有机会挑选出品质良好的卵子,降低胚胎染色体的异常率来提升怀孕率。目前可使用纺锤体观测仪藉由偏光显微镜双折射的偏光原理来观测纺锤体的状况及其位置。
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2017-11-03 2019-08-05
作者 送子鸟生殖中心

近年女性意识抬头,不少人努力打拚事业,却错过适婚年龄与生育时机。坐上了生育计划的末班车,流产率及染色体异常的机率却随著女性年龄的升高而增加,高龄女性的卵子产生染色体异常通常是因卵子成熟过程中的减数分裂出现障碍。

细胞分裂过程中,纺锤体(Spindle)扮演著非常重要的角色,当细胞进行分裂时,染色体需要透过纺锤体的牵引帮助而移动,而不正常或受伤的纺锤体将使得细胞分裂停止或因而造成染色体的异常。因此,如果可以看穿卵子内部减数分裂的情形,就有机会挑选出品质良好的卵子,降低胚胎染色体的异常率来提升怀孕率。目前可使用纺锤体观测仪藉由偏光显微镜双折射的偏光原理来观测纺锤体的状况及其位置。

在2017年8月份台湾生殖医学年会中,有一团队分析2016年1月至2017年5月335位高龄妇女(1425颗卵子)其纺锤体偏移角度(Meiotic spindle deviation angles, MSDA)和ICSI后续之结果。

其依据卵子纺锤体偏移角度将卵子分成六个组别: ≦15度、16-44度、45-90度、>90度、没有侦测到纺锤体(Non-detection, ND)及第一期细胞分裂末期(TelophaseⅠ,T1)。并依卵子刺激反应的程度分為两个组别: Poor ovarian responders(POR)及Normal ovarian responders(NOR)。

其结果显示这些卵子中有观察到纺锤体的有86.3%,而其中仅有33.3%卵子的纺锤体偏移角度≦15度,且纺锤体偏移角度≦90度的受精率(79.1-85.4%)皆高于ND组别(59.5%)及T1组别(61.5%),然而在好胚胎率上各组间没有显著差异,如下图:

MSDA  Normally fertilized
embryos
D3 good
embryos
%
Overall 826 498 60.3
0-15 degrees 287 162 56.4
16-44 degrees 196 134 68.4
45-90 degrees 211 135 64.0
>90 degrees 26 15 57.7
ND 86 38 44.2
Telophase Ⅰ 20 14 70.0

在NOR的组别中,ND组别的受精率(56.8%)明显低于纺锤体偏移角度≦90度组别的受精率(85.1-76.5%)(p<0.05),而在好胚胎率上各组间皆没有显著差异,如下图:

MSDA  Normally fertilized
embryos(%)
D3 good
embryos(%)
Overall 77.5 (395/510) 63.1(236/374)
0-15 degrees 79.0(128/162) 57.5(69/120)
16-44 degrees 85.1(97/114) 68.8(64/93)
45-90 degrees 81.5(101/124) 68.0(68/100)
>90 degrees 76.5(13/17) 58.3(7/12)
ND 56.8(42/74) 51.4(19/37)
Telophase Ⅰ 73.6(14/19) 75.0(9/12)

在POR的组别中,ND组别的受精率(65.8%)也会明显低于纺锤体偏移角度≦90度组别的受精率(70.0-85.4%)(p<0.05),而在纺锤体偏移角度16-44度的组别明显有较高的受精率(85.4%)及好胚胎率(69.4%),如下图:

MSDA  Normally fertilized
embryos(%)
D3 good
embryos(%)
Overall 79.2(453/572) 55.6(202/363)
0-15 degrees 80.3(159/198) 54.1(73/135)
16-44 degrees 85.4(111/130) 69.4(59/85)
45-90 degrees 84.2(112/133) 53.0(44/82)
>90 degrees 70.0(14/20) 50.0(6/12)
ND 65.8(50/76) 39.5(17/43)
Telophase Ⅰ 46.7(7/15) 60.0(3/5)

虽然各组间受精率以及临床结果有没有纺锤体的差异并不大,但在POR组别中,有观察纺锤体的组别其好胚胎率明显增加(63.0 vs. 40.9%),根据以上总结,当客户為高龄时,建议再ICSI前可先观察染色体的位置,以提高好胚胎出现的机率。

利用纺锤体观测仪观察纺锤体的出现,可初步判别卵子的品质并预测卵子受精及好胚胎出现的机率。另外,面对高龄妇女也透过胚胎植入前染色体基因筛检(PGS),除了观测纺锤体的状况及位置外,也可更准确的检测胚胎染色体是否正常,让求子末班车的终点可以更早抵达。

 

参考资料:

2017 TSRM, The effects of meiotic spindle deviation angles on fertilization and embryo quality in women over 38 years of age

*医疗行為需与医师讨论进行,本篇文章仅反映当时治疗状况与建议

评论

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  1. Spindle microscope 自问市以来,主要定义「卵子是否真正成熟」来提升受精成功率,以及避免ICSI时「误打误撞」破坏卵子内的纺锤体。带有一个极体的卵子是否真正成熟(已进入Metaphase II)、而非处于第一期细胞分裂末期(TelophaseⅠ)可以偏光法直接于显微镜下观测MII期纺锤体的存在与否、型态得知:
  2. 纺锤体被许多因子精密调控,本篇以「位置」(即纺锤体与第一极体间的「角度」)切入,观察到≦90度组别的受精率优于>90度组别、未观察到纺锤体组别与Telophase组别,在好胚胎率上各组间则没有显著差异。该结果验证西班牙Greco团队于Human Reproduction的发表: 虽spindle的有无与位置对受精成功与否有其影响,一旦卵子成功受精,则与起始的spindle状态无甚大关连。

      1PN 2PN polyPN 好胚胎 普通胚胎 不佳胚胎
    0-5° 4.7% 74.0% 3.1% 34.0% 41.5% 24.5%
    6-45° 5.8% 75.0% 3.8% 33.3% 43.6% 23.1%
    46-90° 2.0% 82.3% 2.0% 28.6% 38.1% 33.3%
    >90° 8.3% 50.0% 16.7% 25.0% 50.0% 25.0%
  3. 送子鸟生殖中心致力于「精准试管婴儿」,针对特定背景的客户(高龄、卵少)辅以Spindle microscope来精准定义卵子时间轴、提高受精率。目前利用光学技术观察卵子纺锤体位置虽已有研究参考,但若应用于解冻卵子客户中,因卵子纺锤体经过冷冻解冻过程影响,位置必然有所偏移,如何评估及调整受精方式,成為未来面对的课题之一。