粒线体DNA—精准挑选囊胚的新选择!

评估胚胎的粒线体DNA表现,能更趋「精准」地挑选出好的胚胎进行植入,创造试管婴儿更高的怀孕率。
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2022-04-14 2022-04-14
作者 送子鸟生殖中心

送子鸟目前大多采培养至第五天以上的囊胚期胚胎进行植入,而通过层层考验培养而成的囊胚,植入后怀孕成功率也大幅提升。透过本篇由2020生殖医学会研究团队所提出的新想法,藉由评估囊胚的粒线体DNA表现,是否能精准挑选出品质更佳的囊胚,使后续怀孕成功的机率得以提升?

研究背景

“近年许多研究指出,染色体正常的胚胎相较于染色体异常的胚胎含有较低的粒线体DNA含量,且粒线体DNA含量较低的胚胎其怀孕成功率越高。”

「植入染色体正常胚胎,怎么却还是怀孕失败!?」是许多门诊客户心中的疑问。近期有许多文献提及,挑选染色体正常胚胎植入时,可以搭配其粒线体DNA的表现,来作為挑选胚胎的另一参考依据。虽然有部分学者认為,囊胚中粒线体DNA含量越低对后续胚胎著床越有利,但也有另一派研究指出粒线体DNA表现量多寡与后续胚胎著床与否并无关联。而粒线体在胚胎中扮演能量供应的角色,能作為后续胚胎发展的能量来源(图一)。

“ The less the better? 粒线体DNA并非越少越好,评估囊胚发育速度的也十分重要!”

以「囊胚发育速度」搭配粒线体数目作為判断依据

目前已知植入第五天以上囊胚期的胚胎,其后续怀孕成功率有显著提升;而培养至囊胚期的胚胎,会因培养天数增加使囊胚的粒线体DNA表现量渐少。若依据上述文献的结论,粒线体含量越低对于后续著床越有利,因此培养至第六天的囊胚其粒线体含量较低,能期望后续的著床率较好吗?但从统计数据结果中却发现其并没有表现更好的临床怀孕率及染色体正常率。这样的结果显示出,囊胚发育速率(blastulation)需搭配粒线体DNA含量共同评估,以此作為试管婴儿后续成功怀孕的临床指标更為准确,也推翻了“ The less the better ”越少越好这样的观念。而以下则為研究第五天及第六天囊胚其粒线体DNA量与囊胚正常率及怀孕率的探讨:

研究结果

研究团队收集了2018年8月到2019年4月有做「胚胎著床前染色体筛检(PGS)」的第五天(Day5) (N=829)及第六天(Day6) (N=472)囊胚,分别检测各自囊胚的胚胎滋养层细胞粒线体DNA含量,结果发现(Day5 vs Day6 囊胚):

1. Day5囊胚比Day6囊胚具有显著较高的染色体正常率(40.1% vs 34.5%, P=0.04)以及显著较好的临床怀孕率(69.7% vs 58.1%, P=0.03)。

2. 在Day5及Day6囊胚具有相同染色体结果时,Day5囊胚比Day6囊胚具有较多的粒线体DNA

  囊胚采样天数 收集囊胚样本数 粒线体DNA含量 P值
染色体异常囊胚 Day5 488 0.001239 .003
Day6 309 0.000963
染色体正常囊胚 Day5 341 0.001072 .0002
Day5 163 0.000819

3. 植入Day5及Day6囊胚有相同临床怀孕结果的组别中(positive or negative pregnancy),Day5囊胚比Day6囊胚具有较多的粒线体DNA表现。

  囊胚采样天数 收集囊胚样本数 粒线体DNA含量 P值

囊胚植入后怀孕组别

Day5 159 0.000758 .0001
Day6 63 0.000572
囊胚植入后未怀孕组别 Day5 69 0.000958 .04
Day6 47 0.000756

作者由研究结果推论,由于粒线体DNA会平均分配至胚胎发育的各个阶段,使卵子在刚成熟时有最多的粒线体DNA含量,并随著受精后胚胎不同时期的发育,导致分配到的粒线体DNA比例逐渐下降。同时也反应出,当成熟卵子本身粒线体DNA含量较少时,反而会使粒线体DNA不足以持续分配到囊胚期的形成,也因这样的结果,研究推论胚胎发育到到第三天桑葚期时,其粒线体DNA的複製会再次被驱使而啟动,使得后续形成的囊胚其粒线体DNA数目反而比正常分配到的含量来的更高,而这样的囊胚有著较高的胚胎异常率及著床失败率

结论

研究发现,对于这些较慢形成囊胚期的胚胎,也就是胚胎培养至第六天以上才形成的囊胚,虽然粒线体DNA随著阶段分配导致其表现量会比培养到第五天的囊胚还要低,但却有较差的临床怀孕结果。因此,胚胎发育阶段除了要有品质良好的成熟卵子之外,若有丰富的粒线体DNA含量得以持续在不同胚胎发育阶段分配使用,则能维持囊胚成熟速率的稳定,以及表现适量的粒线体DNA。如此一来,才能创造出最高品质的囊胚,进行植入后更能获得最佳的临床结果。

*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
送子鸟生殖中心
  1. 随著科技进步,虽然PGTA(胚胎著床前染色体筛检)已大幅提升著床率,然而植入染色体正常的胚胎仍然还是有机会怀孕失败,除了母体本身可能的免疫问题外,胚胎层面的粒线体含量可能是原因之一,因為粒线体是细胞内主要能量的提供者,对于胚胎的发育生长扮演重要的角色。
     
  2. 国际期刊对于胚胎粒线体含量是否会影响植入结果的分析,目前结论是分歧的,有些研究显示胚胎粒线体含量越低对于胚胎著床的潜力越高。但另一部分的研究团队则认為胚胎粒线体含量多寡并不影响胚胎植入结果,因此对于胚胎粒线体含量是否真的能应用在挑选胚胎时还需要更多的文献支持,而送子鸟团队也有在做相关的研究。
     
  3. 目前送子鸟团队研究的成果显示,将胚胎粒线体含量分為两个族群,高粒线体含量及低粒线体含量组别,比较两组后续植入结果,发现高粒线体含量组别有较高的临床怀育率及著床率,虽然与一些期刊的结论有所不同,但未来将持续收集及统计相关的结果,将更能确认胚胎粒线体含量在选择胚胎时是否能做為另一挑选胚胎的准则。

    植入一颗染色体正常胚胎:

      低粒线体含量 高粒线体含量 P值
    样本数 126 457 -
    临床怀孕率 54% 63% 0.0651
    著床率 50.8% 57.3% 0.1907