胚胎活檢取材技術,植入前診斷篩查的重要步驟!
胚胎活檢是植入前遺傳學診斷(PGD)和植入前遺傳學篩查(PGS)的一個重要步驟,它不僅要保證所獲取的細胞能適用於遺傳診斷的要求,而且還要儘可能地降低活檢對胚胎髮育的影響。近年來,PGD、PGS發展迅速,選擇一個合適的時機、合適的方法進行胚胎活檢也顯得尤為重要。
PGD、PGS是針對著床前的配子或胚胎進行遺傳診斷,臨床上通常採用卵母細胞的極體、卵裂期胚胎的卵裂球、囊胚的滋養層細胞做檢測。在高倍顯微鏡下巧奪天工的顯微操作,為胚胎的遺傳學診斷和篩查提供了材料和依據。
目前,根據活檢材料來源的不同,可分為三種胚胎活檢技術:
1、極體活檢技術
2、卵裂球活檢技術
3、囊胚活檢技術
1、 卵母細胞的極體活檢
卵子成熟時(第0天)會排出第一極體,受精後(第一天)會排出第二極體。極體就是一「廢物」,在胚胎髮育過程中沒有任何作用。在卵子的「蛋殼內」,這個小小的極體相對於卵母細胞這個「大西瓜」而言,就像一個「小芝麻」。
要想從蛋殼內把這個只有數微米的「小芝麻」拿出來,還真不是一件容易的事情,需要藉助於一種專門的精密儀器——顯微操作系統。在顯微操作系統的幫助下,胚胎師們打開蛋殼,再吸出極體。
極體是卵母細胞在減數分裂過程中形成的副產品,無論是第一極體還是第二極體都不是胚胎髮育所必需的,對胚胎髮育影響較小。極體活檢可以提供的遺傳診斷時間相對較長,有利於胚胎在新鮮周期移植。但是,利用極體只能推測來自母親的遺傳信息。從胚胎髮育的角度看,並不是每一枚卵母細胞都會發育至可利用胚胎。因此,如果進行極體PGD、PGS,會增加無效的工作以及診斷花費。
2、 卵裂期胚胎的卵裂球活檢
卵子與精子受精後形成受精卵,受精卵會進一步分裂(稱之為卵裂),體外繼續培養到受精後的第三天,受精卵達到6~10細胞期。
這時,胚胎師藉助於顯微操作系統,將胚胎寶寶的「蛋殼」打開,再從「蛋殼」內吸出一個或兩個卵裂球,這個過程就像從「六合彩」大透明罩中的若干小球中選擇,隨後將吸出的卵裂球進行遺傳學檢測。
而餘下的卵裂球會繼續發育,這是因為,在體外培養的大多數胚胎可達到6~10細胞期,在此階段的每個卵裂球的全能性是很高的,「全能性」的意思是單個卵裂球就有可能繼續發育成一個寶寶,移去一個或兩個卵裂球後對胚胎的進一步發育影響較小。若在更早階段進行活檢,由於胚胎的卵裂球較少,對胚胎的損傷較大。
這種方法的缺點是,獲取的用於遺傳學檢測的材料太少,只有1~2個卵裂球進行遺傳檢測。另外,理論上認為一個胚胎的每一個卵裂球的遺傳物質是一樣的,但還存在嵌合體胚胎。「嵌合體」的意思是蛋殼內是正常和異常的卵裂球的混合體,這時,卵裂期胚胎的單個卵裂球的檢測並不能代表整個胚胎的狀態。因此,胚胎的非整倍體嵌合將導致漏診和異常胚胎的移植,目前卵裂球活檢所佔比例在逐漸下降。
3、 囊胚的滋養層細胞活檢
在體外,人類胚胎培養至較晚的細胞階段(受精後5~6天),可發育至囊胚階段。囊胚包括兩個部分:1、內細胞團——將來發育為寶寶;2、滋養外胚層——將來發育成胎盤。
藉助於顯微操作系統和激光系統,胚胎師可從囊胚的滋養外胚層分離部分細胞進行遺傳學檢測。因為滋養外胚層細胞數達數十個至百個,所以分離的細胞數可達10個(一般為5~8個),這為遺傳檢測提供了更多的材料,大大提高了遺傳學檢測的準確性。並且,這樣的材料可以滿足多種類型的遺傳學檢測,甚至可達全基因組水平的檢測,而且也能夠避免對胎兒部分的損傷。
囊胚的滋養層活檢可以獲得的細胞數目增多,而且囊胚期胚胎染色體嵌合比例顯著低於卵裂期胚胎,這些都提高了遺傳診斷的準確性;近年來,越來越多的PGD、PGS周期採用了囊胚期活檢技術。當然,囊胚的培養技術、玻璃化凍融技術越來越成熟以及激光儀器的發展也為囊胚活檢的廣泛應用提供了技術保障。
目前,體外培養的的胚胎大約有40%左右能發育至囊胚階段。一方面,囊胚期活檢可能會出現沒有囊胚形成、無胚可檢的情形;另一方面,囊胚期活檢能夠檢測形態學質量好的胚胎,雖然減少了活檢的胚胎數目,但是可以有效地提高單胚胎移植妊娠率。
另外,囊胚發育不同步,需要多次活檢;囊胚活檢提供給遺傳學分析的時間較短,通常需要凍存胚胎。
PGD、PGS的最終目的是要有健康子代分娩。活檢是一項侵入性操作,它對胚胎髮育的影響越小,PGD、PGS才能獲得滿意的妊娠率。綜上,活檢技術是一把雙刃劍,它能夠提供材料來檢測卵子或胚胎的遺傳信息,但是,它對於配子、胚胎是有創的操作。因此,我們在應用PGD、PGS時,應該把握指征、權衡利弊,同時也要選取合適的時機採取合適的方式進行胚胎活檢,這樣才能更好地發揮PGD、PGS技術的作用。
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