提高受精成功率—偏极光显微镜新应用

随著技术的演进，针对解决女性不孕问题的第一代试管婴儿疗程(体外自然受精, Insemination)，逐渐发展出针对男性不孕问题的第二代(显微受精,ICSI)，直到近几年分子诊断技术的进步，第三代(著床前胚胎基因型筛检/诊断,PGS/PGD)出现，并进一步地在胚胎时期做染色体检查，降低异常胚胎植入机会，进而提升胚胎著床率与怀孕率1。

在试管婴儿疗程发展的进程中，第一道难关就是精卵结合的体外受精。发展初期，在自然受精一天后观察发育情形，若遇到没有成功受精的状况，為了提高整体受精的成功率，会即时使用显微受精(ICSI)的方式做「再次受精」，这种方式称作「救援显微受精，Rescue ICSI」。然而，后期更多的专家发现，应该在卵子仍具有较高受精能力时(自然受精几小时内)执行救援显微受精，可以提高后续的受精率、怀孕率和胚胎著床率2。但是，即至目前為止，临床上利用倒立显微镜观察第二极体出现(图一)，作為辨别卵子成功受精的方式仍有许多误差，在无法准确辨别出卵子受精结果的情况下做救援显微受精则会导致异常受精3。

图一：在自然受精作用后，利用倒立显微镜观察极体表现，只表现一个极体的卵子视為没有成功受精 (G)；有表现第二极体的卵子则视為成功受精 (H)。

近几年，临床上开始使用偏极光显微镜(Polarization microscopy)，观察卵子的纺锤体，主要用来评估最适合进行一般显微受精的时机点。最近，学者们经由一连串观察的实验结果发现，在自然受精作用后几小时内观察到纺锤体的出现，代表卵子受精作用的失败，这样的判别方式比起传统的极体观察还要准确。另外，再接著执行救援显微受精，应该能够提高整体的受精率。 

首先，在执行人工受精后不同时间点进行观察，发现在受精后第五和第六个小时可以看到将近九成表现纺锤体的卵子是没有成功受精的，且比例明显高于第四个小时。(图二)。

图二：在自然受精作用后不同时间点观察，未受精成功的卵子占表现纺锤体卵子的比例(称為阳性预测率)。

持续在受精作用后第五个小时做观察，发现利用纺锤体表现来判断卵子成功受精与否的辨别方法，敏感度约七成，专一度高达九成，阳性预测率高于九成，阴性预测率不到两成(表一)。

表一：此观察纺锤体的方式专一度Specificity高达九成代表判断产生误差的机率极低，只要观察到纺锤体的表现，有极大的机率是未受精成功的卵子。

这项令人振奋的发现，是否能够取代现行的观察方式呢？后续的观察结果显示，利用观察纺锤体出现判断為自然受精失败的卵子，再结合救援显微受精的使用，比起传统确实提升受精率，也减少传统异常授精比例高的问题(表二)。

表二：三个观察族群分别為

• PM group，自然受精后，观察纺锤体加救援显微受精；
• PB group，自然受精后，观察极体加救援显微受精；
• Regular ICSI，一般的显微受精。

数据显示，PM group在正常受精率(Normal fertilized rate)是三组最高，比传统作法(PB group)产生异常受精的比例低。

经由一系列的实验结果和文献报告发现，临床上，使用偏极光显微镜观察纺锤体，除了能够藉此判断卵子成熟度、卵子使用一般显微受精最适当的时间点和位置外，更能够发展成為判断未成功受精卵子的工具，进而取代传统的做法。若是合併使用救援显微受精的话，不仅具有提高客户整体受精率的优点，还能够减少传统方式常见的异常受精的缺点。

参考资料：

1. In Vitro Fertilization : APractical Approach / edited by David K. Gardner.(2006)

2. Rescue ICSI of oocytes that failed to extrude the second polar body 6 h post-insemination in conventional IVF.Hum Reprod 2003;18:2118–21.

3. Determining the need for rescue intracytoplasmic sperm injection in partial fertilisation failure during a conventional IVF cycle.Andrologia 2016;48:1138–44.

4. Polarization microscopy imaging forthe identification of unfertilizedoocytes after short-term insemination.Fertil Steril. 2017 Jul;108(1):78-83.