成功案例
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04 / 30 / 2016
使用次世代定序进行胚胎着床前染色体筛检鉴别染色体镶嵌型可提升临床结果
2016 第6届亚太生殖医学会

简介
染色体镶嵌型的胚胎定义为在一颗胚胎内同时存在带有两种以上染色体组成的细胞,而同时带有染色体套数正常(euploidy)与套数异常(aneuploidy)的镶嵌型为此篇主要探讨象。造成此一现象之主因可分为源自卵子期发生的减数分裂错误(meiosis error)以及源自胚胎分裂期发生的细胞分裂错误(mitosis error)两类。2015年于葡萄牙里斯本的欧洲生殖医学年会由Fragouli团队所报告的镶嵌型染色体胚胎植入显示成绩并不理想,仅约1/3的胚胎能着床,而胚胎后续的发展仍有待观察。因此,若能于着床前染色体的筛检阶段即能区别出带有镶嵌型染色体的胚胎并排除其植入,应能提升后续临床结果。

材料与方法
研究仪器—次世代定序仪(NGS)、染色体芯片平台(array CGH) 在混和不同浓度比例的正常与异常套数检体于两个平台检测后,发现NGS可以侦测20%-50%的异常比例检体(异常比例>50%即判为绝对异常,aneuploid),而aCGH所能侦测的范围异常比例仅能在勉强于40%以上,故我们建立染色体套数与异常比例之检量线,定量出正常染色体套数胚胎(Euploid)异常比例为 < 20%,镶嵌型染色体胚胎(Mosaic)异常比例为20-50%,异常染色体套数胚胎(aneuploid)异常比例为>50%。


研究群组—NGS进行着床前染色体筛检(PGS)者:可鉴别染色体镶嵌型 自2015年1月至5月底,总共收案127位进行PGS/NGS的病人共486颗胚胎,平均年龄37.5岁(区间:28-46岁)。
对照群组—aCGH进行着床前染色体筛检(PGS)者:无法鉴别染色体镶嵌型 自2014年7月至12月底,总共收案100进行PGS/aCGH的病人,平均年龄36.7岁(区间:27-44岁)。


统计 统计分析使用 nonparametric Student’s t test、ANOVA、Manny-Whitney U test,使用的统计软件为 prism

研究结果
在NGS的病人中检测分类的三组胚胎(Aneuploid, Mosaic, Euploid)培养参数比较如表2。比较显示囊胚滋养层的外观(Morphology of trophectoderm)和囊胚形成速度(Blastulation timing)在Aneuploid和Euploid胚胎间有显著差异,而Mosaic胚胎无论哪一参数均与其他两组相比后无显著差异,但可以看出Mosaic胚胎无论胚胎外观或囊胚形成速度均落于Aneuploid和Euploid胚胎数值的中间。

而进一步比较Aneuploid和Mosaic胚胎染色体异常特性,发现出自于同一群人的Aneuploid和Mosaic胚胎带有异常染色体的特性组成很相似,在影响长度(整条异常)、影响频率(发生一条染色体异常)与影响种类(整条染色体缺失和同时带有缺失与重复的复杂型)比重分布均很类似(表3)。

深入探讨每条染色体发生镶嵌型的特性 (表4),可以看到各条染色体的频率、镶嵌型的异常比例以及异常类型(缺失或重复)均很平均。但若以影响长度而言,比较短的染色体(≦100Mb)相较于比较长的染色体(>100Mb)发生全条染色体镶嵌型的比例较高(65.3% vs.51.7%)。

最终,我们比较使用aCGH(无法鉴别染色体镶嵌型)与NGS(可鉴别染色体镶嵌型)两组PGS病人的临床结果,发现NGS组在b-HCG(+)比率、临床怀孕率、着床率、持续怀孕率均有提升,而又以b-HCG(+)比率提升最为显著。(图1和 图2)




讨论与结论
回溯性分析结果显示,在同一组病人胚胎内,镶嵌型染色体(Mosaic)的胚胎表现的外观、培养参数、异常特性均与该组病人得异常染色体胚胎(Aneuploid)相近。由此可推估该类胚胎在分裂中即出现染色体的异常,但在后续的细胞分裂乃至于囊胚期的细胞分化过程中发生染色体修补(rescue event)或随机分配(random distribution),造成同时存在带有正常与异常染色体的细胞,乃至于在NGS平台被检测出来。而根据今年Fragouli团队所发表此镶嵌型染色体胚胎的低着床率,鉴别并排除镶嵌型染色体胚胎的植入可以提升临床结果。

参考文献
1.An investigation into the developmental potential of mosaic embryos. Fragouli E, 2015 ESHRE oral.
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