以階段性培養人類胚胎至囊胚期

張道仲醫師

 
        婦產科基礎醫學的進步帶動臨床研究的一日千里,以階段性培養人類胚胎至囊胚期之技術,讓更多不孕的婦女有更高的懷孕率。即使在20多年的發展進步下,傳統的IVF/ET仍然面臨著著床率只有10到15%的窘境。這種期望的落差主要源自於:在傳統IVF/ET時胚胎是在Day2或Day3時(約 4到8細胞)放入子宮腔中,而這種不合時植入的原因是因為缺少能夠在體外培養人類胚胎至囊胚期的技術所致。

        這種低著床率的窘境近年來隨著「以階段性培養胚胎至囊胚期」技術的發展有著突破瓶頸的進步。傳統上,胚胎培養基是以簡單性培養基如HTF、Earle’s medium 為主,也就是純水中加上適當濃度電解質和少量能量來源(glucose、pyruvate、lactate等)。隨著Co-culture 的發展,對於從原核胚胎細胞到囊胚期的細胞生理需求和操作技術有著愈來愈多的了解,對於「如何在體外以階段性培養胚胎至囊胚期後再植入子宮中(約在Day5)以增加著床率」是最近3年來國外著名生殖中心研究的重心,而與過去單一簡單培養基的主要不同在於使用二階段的培養基:笫一階段的培養基的能量來源以pyruvate和lactate為主而不使用glucose,另外加上一些amino acids(如glutamine、glycine等)和EDTA作為Chelator, 以減少糖分解作用及少數重金屬氧化作用對胚胎的不利影響;第二階段培養液除了能量來源轉至glucose和使用更多樣化的amino acid以外,不建議使用EDTA。這種階段性培養基培養胚胎至囊胚期的方法一方面可以免除過去依靠co-culture而受不明病毒侵襲的危險,另一方面可以滿足胚胎genomic activation之前與之後的不同需要,的確是更合適的胚胎培養技術。

        目前在有關這方面研究最有名的有二家:一是美國的Gardner et al(也就是有名的G1/G2 media的使用發明者),另一是義大利的Menezo et al。他們有關的論文散見於這二年的Human Reproduction Journal上,實在值得一看。他們認為以階段性培養人類胚胎至囊胚期再植入的作法可以有多方面的好處:第一,能夠找出較有發育能力的胚胎(embryo selection)作合時的(synchronized)植入來增加著床率;第二,因為著床率增加,所以為了達成懷孕所需植入的胚胎數減少,多胞胚懷孕的機會和併發症也相對減少;第三,有利發展胚胎切片,特別是當切片胚葉必須送到它處分析時,有比較長的培養時間可以免除必須將胚胎冷凍的需要;第四,有機會發展評估胚胎存活的定量方法(embryo viability test),這對於更進一步胚胎學的進步將會是一大利器。

        Gardner et al ,1997, 和Jones et al,1998在Human Reproduction上報告在體外以階段性培養胚胎至囊胚期blastocysts的比率超過50%,之後再植入子宮中(約在Day5)的著床率也高達近50%,平均植入2.6 囊胚期blastocysts的進行中懷孕率是70%,實在是很了不起的成果。本人在今年7到8月在基隆生殖中心也試用M3 media作day 4的植入也得到連續4例IVF/ET懷孕的佳績,實在令人感到欣喜,相信日後一旦評估胚胎存活的定量方法(embryo viability test)的發展更成熟,IVF/ET的成功率一定會更上一層樓。