在宝宝发育的过程中，有许多关卡与挑战要克服，而全天下的爹地妈咪们，心裡一定是帮自己的宝贝摇旗呐喊，希望他（她）能关关难过关关过，直到健康平安抱在怀裡，才敢大喘一口气。在实验室中，当精子与卵子结合成胚胎后，一路上的发育记錄，一张张的胚胎照片叙述著奇妙的成长过程，但究竟胚胎培养师们细心呵护的这些胚胎宝宝，在细胞複製分裂过程中，最重要的染色体是否正常呢？
人类正常染色体套数应该為双套体（euploid），如台大苏怡宁医师所分享的，全染色体就像套百科全书，总共有23套丛书，每套丛书有一模一样的两本，不管是那一套丛书多出一本（染色体套数异常，aneuploid）、甚至是内容文章多出一章、或是极重要的句子中错了一个字母（点突变，point mutation），都可能会造成胚胎的异常。而这些异常视影响严重程度，有可能造成流产、死胎、或是带有病征的宝宝。例如唐氏症（21三倍体trisomy）、克林费氏症（XXY）、透纳氏症（X单倍体monosomy），皆為发生率较高的染色体套数异常。
究竟為什么成双成对的染色体会发生如此的套数异常呢？
(ㄧ)在产生精子与卵子细胞的减数分裂过程中发生异常，造成精卵本身带著错误套数的染色体，故精卵结合后的胚胎染色体套数跟著异常。此种异常会造成胚胎发育过程中，所有细胞的染色体套数皆错误。
(二)精卵带有正常套数染色体，但在受精后的胚胎，进行有丝分裂过程时发生异常，某些细胞可能会带有错误套数染色体，某些细胞带著正常套数染色体，此种异常称為镶嵌型异常（mosaicism）。
过去针对不孕夫妻或是带有遗传疾病的夫妻研究，发现只有50%的胚胎是染色体正常的，即便是年轻可怀孕的夫妻，胚胎正常染色体的比例也才提高到55~60%。而要如何判断这手上一颗颗珍贵的胚胎宝宝，谁是正常的呢？
虽说不能以貌取人，但目前多是利用胚胎的外观与成长过程做挑选，例如原核的分级、分裂的速度及型态、碎片的多寡、是否能发展至囊胚期等。研究也指出如果先从外观进行筛选，则可提升染色体正常的胚胎比例至60~70%，或是有正常分裂速率的胚胎，也较发育迟缓或太快速的胚胎染色体正常率来得高。但即使如此，仍是有30~40%外观正常的胚胎，却带有异常的染色体套数。
欲在胚胎时期筛检染色体套数是否正常，可利用萤光染色体原位杂交技术（FISH），运用特定的探针，针对染色体的套数进行筛检，当应用在著床前胚胎检验上，称為著床前染色体诊断PGD-AS（又称PGS），适用于经历屡次试管婴儿失败、高龄、习惯性流产、家族史有染色体异常等夫妻。
PGS探针可结合至细胞核内的染色体，并发出萤光进行判读。目前多是在胚胎培养至第三天，六至八个胚叶细胞时，采取一至二个细胞，固定在玻片上进行检测，而剩余之胚叶细胞则继续培养或是进行冷冻等待报告结果。目前也逐渐发展至第五天囊胚期滋养层细胞采样(TE biopsy)，采取的细胞数目较多，检测率相对提高。
在2009年以色列生殖学者Dalit Ben-Yosef等人，将第三天PGS筛检出染色体套数异常的胚胎，继续培养至第五天再次确认，欲探讨胚胎是否在发育过程中，有自我修复的机转。
- 19位case，共22个PGS週期
- 平均取卵颗数13.5±6.9颗，2PN颗数9.6±4.7颗，受精率75.1%±18.3
- 胚胎培养至第三天，采取胚叶细胞进行PGS，针对第13、15、16、18、21、22对染色体与X、Y染色体检测
- 若第三天胚胎细胞数大于等于7个细胞，采2个胚叶细胞进行PGS
- 若第三天胚胎细胞数小于7个细胞，采1个胚叶细胞进行PGS
- 总共发现83个胚胎染色体套数异常（aneuploidy）
- 将这83个胚胎继续培养至第五天，不论胚胎发育至任何阶段，将全部胚胎细胞固定染色，再次进行PGS确认
- 此83个染色体套数异常之胚胎，囊胚形成率25.3%
- 第三天的胚胎进行PGS，所观察到的染色体套数异常统计分析如下：
两个细胞核皆检测出某染色体出现三条 (Trisomy) 22(26.5%) 两个细胞核皆检测出某染色体出现单条 (Monosomy) 23(27.7%) 有多对染色体异常 (Multiple aberration) 14(16.9%) 镶嵌型 一个细胞核发现正常/一个细胞核发现异常 7(8.4%) 镶嵌型 两个细胞核发现不同的异常 8(9.6%) 所有检测的染色体皆為单倍体 (Haploidy) 1(1.2%) 所有检测的染色体皆為多倍体 (Polyploidy) 6(7.3%) 无检测结果 2(2.4%) - 将第三天异常的胚胎养至第五天，PGS再次确认多个细胞（平均8.9±6.4个），发现染色体异常的情况与第三天不尽相同，推测胚胎有自我修复的机制：
检测结果与第三天相符 26(31.3%) 检测结果发现部分细胞或全部细胞皆恢复正常染色体套数 27(32.6%) 检测结果较第三天出现更多的异常 30(36.1%) - 作者将27个部份或全部恢复正常染色体套数的胚胎，进行统计分析，发现原本為三套体（trisomy）的异常胚胎，自我修复率高于其他种类染色体异常（22个trisomy胚胎中有8个自我修复率大于50%）：
- 而也观察到能发育至囊胚期的胚胎，自我修复率较高（21个发展至囊胚期的胚胎，其中有8个可自我修复，38.1%）。
结 论：
- 因為作者在第三天采检两个胚叶细胞，可探讨镶嵌型的异常与胚胎自我修复的相关性。
- 作者观察到可正常发育至囊胚期的胚胎，比起其他发育速度较慢之胚胎，有较高的自我修复率。
- 作者观察到胚胎染色体為三套体的异常（trisomy），较其他异常有较高的自我修复率。
讨 论：
a.在著床前的胚胎发生镶嵌式染色体异常的比例高，而镶嵌式的异常，在成长发育过程中，正常染色体套数的健康细胞，可能较异常染色体套数的细胞，取得继续发育的优先权，故慢慢地将异常修复回来。
b.第二种机转可能是三套体的修复（trisomic rescue）。
- 自我修复的机制，作者提出几种可能：
- 三套体的修复（trisomic rescue）目前机转仍未被完全解开，推测可能為anaphase lagging（一条染色体在分裂过程中没有成功分配入子细胞中）或是在早期分裂时nondisjuction（两条相同的染色体被置入同一个子细胞中）。
PGS目前在临床上，可协助高龄、多次试管婴儿失败、或习惯性流产的夫妻初步筛检胚胎染色体，希望能降低与避免染色体异常的风险，但任何筛检仍有需改进研究的地方，作者建议在第三天的胚胎至少取两个细胞来增加PGS诊断的准确性，而目前也慢慢发展成第五天胚胎采取滋养层细胞（TE biopsy）进行PGS，以期能增加可参考之细胞数、准确率，并减少对胚胎的伤害。每对准爸妈心裡忐忑的都是心肝宝贝的健康，在生殖科技日新月异的今天，送子鸟也开始提供PGS的服务，期许乘风飞来的小天使们都能带给妳（妳）们最大的幸福与喜乐。
参考资料
- Shiri Barbash-Hazan, Tsvia Frumkin, Dalit Ben-Yosef et al., Preimplantation aneuploid embryos undergo self-correction in correlation with their developmental potential. Fertility and Sterility. 2009, 92(3), 890-895.
