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PGS 可增加試管嬰兒的成功率嗎?
 PGS 可增加試管嬰兒的成功率嗎?

  常常病人把PGDPGS當做一樣的事情。也有人將胚胎細胞的染色體檢查通通認定成 PGS,誤認為PGD 就是僅指胚胎細胞的基因檢查。另外有人會誇大或污衊PGS 的用處。這幾年來有許多研究報告討論PGS。歐洲生殖醫學會(Human Reproduction20102)最近也發表他們的看法與建議。個人認為PGS 有其歷史定位,目前雖然不應廣泛使用,對於個別案例也有適用的時機。所以整理如下,希望有興趣的人可以參考。

 

<緣由>

   試管嬰兒技術的純熟,使得人類可以在胚胎未著床前先取得遺傳物質作診斷。這項診斷技術叫胚胎著床前遺傳診斷 (pre-implantation genetic diagnosisPGD)1990年英國Dr. Handyside 報告第一例使用於性聯遺傳疾病診的PGD個案。PGD 技術的發展主要是為了避免遺傳疾病在下一代發生,以及避免懷孕的母親必須因為懷有問題的胎兒必須面臨流產的痛苦。

   後來有人將這胚胎診斷技術推廣到篩選胚胎染色體數目的正確性,期望選取染色體數目正確的胚胎再植入,原本的目標是提高懷孕率,減少植入胚胎數目,減少流產率。這種診斷方式我們稱 pre-implantation genetic screening (PGS) pre-implantation genetic diagnosis-aneuploidy screening (PGD-AS)

 

< PGD PGS 的差異>

PGD 是用於夫妻 (精卵來源) 雙方或一方有基因遺傳問題或染色體的問題。

PGS 是指夫妻雙方 (精卵來源) 沒有染色體問題,是為了篩檢胚胎染色體數目是不是正確 (aneuploidy screening)

 

<傳統 PGS 的適應症>

1.高齡婦女

2.覆發性流產

3.重複性試管療程失敗

4.嚴重男性不孕因素

 

<細胞採樣的三個時期>

胚胎細胞的取得可以是從三個階段,它的優缺點如下:

1.成熟卵子取極體細胞,優點是沒有影響到胚胎細胞,缺點是僅知道女方的遺傳物質狀況,無法知道男方的 (精子的)。另外,極體細胞也較脆弱。

2.第三天胚胎 (611細胞時期) 12個細胞,優點是技術應用上較方便,缺點是這時期的胚胎常有馬賽克現象 (mosaicism)

3.第五天的囊胚期取 trophectoderm 的細胞,trophectoderm是將來發育成胎盤的部份。優點是可以取較多的細胞,但須有穩定的囊胚期培養環境,而且常需要配合冰凍胚胎,保留到診斷結果出來再解凍植入。


<檢測染色體的方式>

 

目前檢測染色體數目是否正確的方法是使用螢光原位雜交方式 (fluorescence in situ hybridizationFISH)。因為我們拿到的胚胎細胞屬於間期細胞期,顯微鏡下,看不到染色體。必須在每一條染色體上找到標記,將帶有螢光的標記與細胞作用,然後在螢光顯微鏡下就可看到各種顏色的螢光,藉以判斷各種染色體的數目。目前, FISH 一次只能看到五種螢光,也就是一次最多判斷5種染色體。藉由脫色與再染一次螢光的方式,理想狀況可以評估到911種染色體。

另外,有一種檢查方式是競爭性基因雜交 (comparative genomic hybridizationCGH)。 可以看23對染色體遺傳物質的量,藉以判斷數目是否正常或是否有某條染色體片段增加或減少。惟 CGH 的檢查過程複雜,不適合於臨床普遍使用,而且檢查至少耗時2-3天。

 最近,有新的方式可以先均勻放大遺傳物質 (multiple displacement amplificationMDA) 到一定的量,再配合晶片科技的使用;將來可以迅速且準確的提供結果。

 

< font>技術面的限制>

現階段的FISH技術僅能檢查部分染色體的數目。曾有研究報告比較FISH CGH的檢測方式。結果顯示有高達25%不正常的胚胎, 曾以FISH方式判斷是正常的。可能的原因是,FISH檢查所選取的染色體標記,並不涵蓋這些不正常的染色體種類。

 

過去的統計顯示, 取出要檢查的細胞約有10%得不到檢查結果,或是與胚胎的其他細胞結果不一致。沒有結果,有可能是由於選取的標記連結不上染色體。結果不一致,有可能是染色體的空間方向或重疊,使得螢光訊號分離或散開,導致判斷錯誤。

先前也有研究報告指出第3FISH的結果與第5FISH的結果吻合率約83%

導致胚胎染色體數目不對(aneuploidy)的源頭可以在幾個步驟。在有絲分裂或減數分裂時,同一對染色體會平均分配到子細胞。如果沒有分開稱 non-disjunction 。這會這會導致子細胞的染色體數目異常 (aneuploidy)。如果 non-disjunction 發生在精子與卵減數分裂的時候,那麼,形成的胚胎的所有細胞均是染色體數目不正常。如果 non-disjunction  發生在合子 (zygote) 之後的有絲分裂,那麼,會造成胚胎同時有正常的細胞株與不正常的細胞株,這種情況叫馬賽克現象 (mosaicism)。理論上,至少要拿兩個以上的細胞檢查,才能查覺有無馬賽克現象。而且,除非是全部的胚胎細胞都做檢查,否則無法查出所有的馬賽克現象。

 

有證據顯示,被認為染色體數目不正常的胚胎,培養到囊胚期,竟然有一半會自己修正為正常數目的胚胎。解釋這種現象的理論可能如下:

1 不正常的細胞株慢慢被淘汰。

2 不正常的細胞株會自我修正。

3 先前的檢查 (3FISH的結果) 是錯誤的。

3天的胚胎取一個細胞檢查並不一定百分百就代表胚胎的情況。這個技術的限制其實在先前就知道了。但是型態好的胚胎,發生馬賽克的機會較小,所以傳統上認為發育型態好的胚胎,才有做 PGS 的意義。但是,最近有篇研究報告發現,第三天胚胎染色體的不穩定狀況遠比我們以前的了解還嚴重。2008年比利時的一個研究團隊提出一篇震撼的報告 (Nature Medicine 2008) 。有9 對接受 PGD的年輕夫婦(太太年齡小於35) ,將所剩餘不植入的23個型態優良的胚胎捐作研究。研究團隊將每個胚胎的所有細胞均用晶片科技(BAC array SNP copy number 資料) 詳細分析。在23的胚胎中,所有細胞均是染色體數目正常的胚胎,竟然只有2(9 %)。而不正常的胚胎中,有 83% 有整條染色體數目不正常的 mosaicism9% uniparental disomy70%有染色體片斷的異常(包括缺損,複製,放大) 

 

另外,有趣的現象是 21個不正常的胚胎中,有10個胚胎(48%)至少有一個染色體數目正常的細胞。回想我們臨床上35歲以下的婦女做試管療程的成功率並不差,再對照這篇報告的結果,是否也反映胚胎會自我修正。第三天的胚胎只要有正常的細胞株,是否就可能會逐漸修正為正常的胚胎。

 

<2008年美國生殖醫學會的建議>

由於 2007 年新英格蘭醫學期刊的一篇隨機控制研究( RCT) 顯示,高齡婦女接受 PGS 並不會增加活產率。隨後幾篇研究報告也顯示同樣的結論。所以目前沒有證據證明PGS可以增加高齡婦女接受試管療程時的活產率。同樣的,目前也沒有證據證明PGS用於其他適應症 (覆發性流產,重複性試管療程失敗,嚴重男性不孕因素) 的好處。但是,目前仍沒有關於後三種適應症的RCT的研究報告。

 

<歐洲生殖醫學會所屬的 PGD 協會的聲明>

歐洲生殖醫學會所屬的PGD協會於2010年發表立場聲明(Human Reproduction20102),強調裂殖期(3)胚胎染色體有相當高比例的馬賽克現象,以及傳統FISH檢查技術的限制,可能導致目前臨床研究報告無法顯示PGS的好處。協會建議將來的研究應在不同時期採取細胞,例如,卵子時期取極體細胞或囊胚期取 trophectoderm 細胞。並利用晶片技術檢查所有的染色體,這樣才能決定PGS是否可以改善活產率。

 

<結論>

對於傳統的PGS 適應症,以第三天的胚胎切片的細胞做FISH檢查,目前並無證據顯示可以提高懷孕率。但是將來方法的改進,或可證明那些適應症是有意義的。目前雖然不應廣泛使用,但是對於個別案例,也有適用的時機與意義。


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