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辅助孵出的意义

江苏省人医生殖中心2018-07-03 10:50:07



导读:
胚胎反复种植失败的原因,除了胚胎质量和子宫内膜容受性外,部分也可能与体外培养的胚胎透明带硬化有关。有一种显微操作技术叫做“辅助孵出”,就是利用各种物理、化学、和激光工具,在透明带上形成薄弱区域,帮助胚胎从“壳”中孵出,促进胚胎的着床,特别是对一些特殊的胚胎情况。对于这个技术的有效和价值,临床上还有待进一步的研究。


辅助孵出的意义

江苏省人医生殖中心:夏梦


透明带是卵细胞膜外的一层特殊的蛋白质结构。精子和卵子的结合必须要穿过透明带和卵膜接触,胚胎在子宫内膜着床的时候,透明带必须要溶解消失,胚胎细胞孵出。如果透明带失去弹性,增厚或变硬,使胚胎不能从透明带中孵出,推测这是部分试管婴儿植入失败的原因之一。


辅助孵出(Assisted Hatching, AH)是一种帮助体外培养的胚胎从透明带中孵出的技术,是利用物理或化学的方法,人为地在胚胎的透明带上制造一处缺损或裂隙,有利于胚胎从透明带内“破壳”而出,或使透明带溶解消失,以达到帮助胚胎孵化促进胚胎植入的目的,增加着床的能力。自20世纪80年代末Cohen首次提出AH的设想以来,辅助孵出技术飞速发展,成为常规临床胚胎显微操作项目,不同程度地提高了胚胎孵出率和临床妊娠率。



图: 扩张中的4期囊胚,尚未有细胞孵出。

透明带的结构和功能


透明带是包绕卵母细胞和胚胎的无细胞结构,是一层半透明丝状体酸性糖蛋白膜。人透明带厚约13~15μm,由糖蛋白、碳水化合物和透明带特异性蛋白组成,是由由卵母细胞与颗粒细胞共同合成分泌构成的。透明带在卵子受精至胚胎早期发育这一复杂过程中起着重要作用。


图: 红色虚线表示胚胎透明带范围,囊胚期透明带显著变薄。


正常生理情况下,透明带在卵子受精后第2~3天进行第一次或第二次有丝分裂时开始逐渐变薄,到第5~6天晚期囊胚期,透明带已薄到极易被突破的程度。在各种物理及生化的作用下,晚期囊胚最终突破透明带,胚胎内细胞团和滋养层细胞完全挣破束缚,称之为“孵出”,着床植入子宫内膜。  

辅助孵出的机理 


在人体生理状态下,卵子透明带自然硬化发生在受精后,随着囊胚的扩张变薄,同时被释放出的蛋白水解酶降解消化,便囊胚得以孵出,接触于子宫内膜,从而获得正常妊娠。任何使透明带性质改变的因素均可使囊胚孵出失败。人工的胚胎体外培养是使透明带变硬、变厚、变质的重要因素之一。


人们就创造了一种显微操作技术,在胚胎移植前,借助外力在透明带上形成一个开口,或削减透明带厚度,促使胚胎容易从透明带中孵出,这就是“辅助孵出”。实施辅助孵出后,胚胎孵出前机械性阻力可有效被克服,如果胚胎的活力较差,完成孵化的能量将严重不足,而辅助孵化可将囊胚扩张与孵化的阻力降低,理论上增加了着床的可能性。


图: 完成辅助孵出后的融合胚胎(左)和囊胚(右),红色虚线表示激光打薄透明带位置。

辅助孵出的方法和过程  


辅助孵出技术的目的是对移植前的胚胎人为地削减其厚度,使胚胎更易孵出,主要方法有机械切割法,激光法,化学法等。目前大多数的生殖中心主要使用激光法。显微激光系统允许激光以无接触的、显微镜物镜传递方式作用于透明带靶区域,水性培养基缓冲了激光能量的吸收。使用这种激光系统做辅助孵出,所需时间短,不需要特别的操作工具。


激光的优势是使透明带溶解快速、精确,并易于控制,激光照射到透明带上使其产生一个开口,孔径的大小可通过调节照射时间来控制。其缺点是可能会产生一定程度的热效应。因此,在临床应用中,操作者的经验至关重要,激光薄化透明带的位置、厚度、作用时间,对于胚胎孵出的效果都是至关重要的。


激光打孔辅助孵出时,要选择合适的激光能量,一般为2ms以下,要选择胚胎透明带间隙最大的部位,尽可能远地避开内细胞团。将透明带削薄时,范围控制在圆周1/5以内,削薄透明带厚度80%。要确保透明带的中心部位可以被穿破,还不能损伤胚胎细胞。然后将胚胎放回于培养箱中等待移植。随着囊胚的扩张,薄化的胚胎透明带自然扩张变薄,随即薄化区域首先破裂,囊胚由此开始孵出。


图: 红色“+”表示激光作用位置。红色虚线部分表示已被激光打薄溶解的透明带区域。红色实线表示囊胚最先孵出的位置。


采用显微激光对冷冻胚胎进行常规的辅助孵出,理论上可有效提高囊胚孵出率,提高临床种植率。但其实它的作用还没有那么确定,也不能肯定对所有的胚胎都有效,真正决定着床的因素还是胚胎本身的发育潜能,以及内膜的条件。这就仿佛我们人为的帮助去除即将破壳前的鸡蛋的蛋壳,但是鸡蛋能不能变成活蹦乱跳的小鸡,最关键的还是要看小鸡胚胎本身的健康哦! 

辅助孵出的临床指征 


凡是经过长时间体外培养后的卵子,冷冻复苏的胚胎,高龄女性的卵子,外观透明带增厚的胚胎,其透明带弹性降低,硬度较高,可能是造成一部分胚胎不能成功植入的原因。


因此,临床上需要进行辅助孵出的理由主要有4类:


  • 冷冻胚胎复苏后

  • 冷冻卵子受精后形成的胚胎

  • IVM体外成熟卵子受精后形成的胚胎

  • 女方高龄(>38岁)


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