试管好孕指南针─纺锤体 (Spindle) 侦测仪

纺锤体观测仪,可以初步看出卵子的品质,让胚胎师掌握卵子的状态,确认是否為最佳的受精时间,并藉由这项利器提升受精率及提高好胚胎的比例。
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2019-01-10 2021-08-10
作者 Agnes

医师藉由取卵手术在超音波引导下,将滤泡液取出,而胚胎师则在显微镜下找寻卵子的芳踪。在取出的卵子当中,成熟的卵子称為 ─ MII,最重要的特征即是会出现一个极体(polar body; PB),这类卵子才会被判定具有受精能力;而在极体附近,有一个堪称卵子心臟的纺锤体。当精虫与卵子亲密接触后,纺锤体会进行第二极体的排出以完成精卵受精,形成在 16~18 小时后会观测的 2PN。而纺锤体的型态、完整度、是否被破坏及有无出现均会影响到是否正常受精。

进行单一精虫显微注射时,会利用显微注射的小针,将挑选好的精虫小心翼翼的放进卵子内。纺锤体通常位于第一极体附近,而纺锤体观测仪(利用偏光显微镜双折射的偏光原理,纺锤体会与细胞其他部分产生不同对比,再搭配影像系统转换成图像)可以定位纺锤体的位置,避免显微受精时破坏纺锤体。所以,纺锤体观测仪成為胚胎师在面对取卵少颗或者高龄的卵子受精一项利器,藉由判定纺锤体的位置及时间点,精准受精。

而临床上使用纺锤体观测仪时,发现纺锤体并非都一致出现第一极体附近,偶尔会出现角度偏移现象。2017 年台湾生殖医学会发表了一篇关于高龄(≧38岁,蒐集 2016 一月~ 2017 五月总共 335 个妇女(共 1222 颗卵子)卵子的偏移角度(Meiotic spindle deviation angles, MSDA)、ICSI 及胚胎培养结果分享。依据卵子的偏移角度(Meiotic spindle deviation angles, MSDA)分為:

  1. 16-44° (如图A)
  2. ≧45-90° (如图B)
  3. >90° (如图C)
  4. Telaphase I(T1),第一次细胞分裂末期 (如图D)
  5. Non-detection(ND)(如图E)
  6. ≦15° (如图F)

将这些妇女依排卵刺激的反应,将其分成 Poor responders(POR, 142人)与正常反应(Normal responder(NOR, 86人)

这 1222 颗卵子在纺锤体观测仪发现 1054 颗卵子具 Spindle image (86.3%),分析这些卵子的受精率、好胚胎率其及后续妊娠状况:

Normal responder (NOR, 86人) 胚胎及妊娠状况

Poor responders (POR, 142人) 胚胎及妊娠状况

就图表一和二,可以得知在纺锤体观测仪在 Poor responders 组别,对于好胚胎的形成是有帮助的(P value=0.0296)

针对 Poor responders 这组比较卵子偏移角度探究好胚胎的相关性:

那為什么有的卵子的纺锤体有有偏移现象的?

  • 人為因素:
    • 操作ICSI前需要将卵子外围的卵丘细胞藉由酵素及大中小的玻璃细针剔 除,可能会影响第一级体位置移动。
    • 卵子冷冻与解冻都需要皱缩再回复,使得第一级体位置移动。
  • 卵子内在因素:
    • 卵子的减数分裂是非对称性分裂,為求后续卵母细胞以提供后续生长所需。而纺锤体位于特定位置是需要许多胞器的协助,因此推断卵子因高龄,其粒线体(细胞的能量工厂)老化而致纺锤体偏移。

胚胎师面对每一颗要受精的卵子,都要预先了解它的过往。一定要做的是:阅读病历、知道尝试怀孕时间、之前是否有外院试管经验及年龄,正所谓知己知彼才能有打胜战的机会。纺锤体观测仪,可以初步看出卵子的品质、让我们知道卵子心臟在哪裡及现在的状态是否為最佳的受精时间;可以藉由这项利器让我们提著明灯,找到对的路,帮眼下的这颗卵子寻找对的受精角度、路径与时间,进而提高好胚胎的比例。得到的好胚胎数越多,机会也就越多。若是能进一步藉由著床前染色体筛检(PGS)筛选正常的囊胚植入,想必可以提高高龄求子的活产率。透过不断发展的精准医疗,将所有的不确定因素降至最低,是送子鸟最终目的也是一直以来的初衷。

 

资料来源: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

送子鸟生殖中心
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  1. 纺锤体在卵子受精的过程中,扮演著极重要的角色。当纺锤体出现异常,极有可能造成异常受精的出现。在本篇研究中作者的观察也发现,在 POR 的族群中,有出现 >90 度偏移的卵子占 3.5%(20/572)、未见到纺锤体的卵子占 13.3%(76/572)及处于第一次减数分裂末期的卵子占 2.6%(15/572)。这些异常状态的纺锤体表现占总体卵子比例的 19.4%,不可谓不高。而这类卵子的受精率及好胚胎率,也有较差的趋势。故针对特殊族群使用纺锤体侦测仪来确认纺锤体的位置及受精时间,实有其必要性。
  2. 纺锤体的出现的时间、位置与温度、酸碱值、卵子年龄及处理卵子的方式息息相关。使用纺锤体侦测仪可以让胚胎师在操作卵子时,更清楚的知道纺锤体的位置,避免在进行显微注射的过程中破坏它的结构,造成异常受精或卵子死亡;亦可运用在卵子解冻后,确认卵子的纺锤体是否完全恢复,再进行受精,掌握精准的受精时间。藉由此技术,可以降低卵子在显微注射中死亡的机会,提高正常受精卵的颗数,增加更多的筹码!
  3.  送子鸟在 2018 年欧洲生殖医学年会 (ESHRE) 也发表了关于在捐赠卵子库中(平均年龄24.7岁),冷冻解冻后卵子纺锤体恢复的状态及位置的改变是否会影响后续的受精率。结果显示,在冷解冻后,卵子纺锤体恢复的状况与后续的受精率有显著的关係(图一);但在有出现纺锤体但位置发生不同偏移的组别,只要利用纺锤体观测仪避开纺锤体进行显微受精,其受精率并不因纺锤体偏移而有显著差异(图二)。这也告诉我们,在年轻卵子中,冷解冻所造成的纺锤体偏移,可能是由于冷解冻的操作步骤所造成;只要妥善利用纺锤体观测仪,即可达成正常受精的目的。将纺锤体观测仪运用于特定族群的卵子,即可更精准的掌握受精的时机,让每颗卵子发会最大的价值,创造最大的机会!
    • 图一 冷解冻后纺锤体型态与受精率的关係
    • 图二 冷解冻后纺锤体偏移角度与受精率的关係