Information 懷孕大小事

專業好文

Writings

帶你認識胚胎著床前遺傳檢測PGT

不孕治療與檢查 | 2023.05.02
SHARE 分享至:
  • facebook
  • line
  • mail



文 吳信宏醫師/彰化基督教醫院生殖醫學中心 主治醫師



世界第一例試管嬰兒寶寶於1978年在英國誕生,之後就有許許多多的新技術及新藥物加入試管嬰兒治療,有些技術成功引進,也大大提高試管嬰兒治療的成功率,例如單一精蟲顯微注射(Intra-Cytoplasmic Sperm Injection;ICSI),堪稱是非常成功的技術,在處理男性不孕問題有非常大的幫助。另外也有很多新技術只短暫使用於試管嬰兒治療,後來因效益不彰或存在倫理爭議而被淘汰了。【參考圖一】



新技術的加入及評估

除了解決婦女輸卵管阻塞不孕的體外受精(In-Vitro Fertilization;IVF;俗稱「第一代試管」),及治療男性精子不孕的單一精蟲顯微注射(Intra-Cytoplasmic Sperm Injection;ICSI;俗稱「第二代試管」)外,近幾年來較熱門的技術有以下幾個:

  1. 胚胎著床前遺傳檢測(Pre-implantation Genetic Testing;PGT;俗稱「第三代試管」)
    即在胚胎要植回子宮著床前,先幫每個胚胎做遺傳檢測,確定染色體或基因正常的胚胎,再植回子宮懷孕。

  2. 胚胎縮時攝影(Timelapse;若同時有做PGT,則為俗稱的「3.5代試管」)
    在胚胎培養箱裡裝上攝影鏡頭,不需將胚胎移出培養箱觀察,就可持續的拍照監測胚胎的生長狀況。

  3. 子宮內膜容受性基因篩查(Endometrial receptivity analysis;ERA;若同時有做PGT,有人稱為「三代普拉斯」、「3+試管」)
    這是藉由子宮內膜切片,送檢基因表達的分析,來預測子宮內膜對胚胎容受性的時機。

 

新技術引入臨床試管嬰兒治療,除了費用的考慮外,更重要確定它的效益與風險。【參考圖二】




成功懷孕的要素


試管嬰兒治療決定是否成功懷孕,很重要的一個步驟是植入的胚胎要能在子宮內膜著床成功,要有染色體正常的優質胚胎,同時也要有著床窗口對的子宮內膜,也就是對的胚胎配合對的內膜。

根據研究顯示,試管嬰兒失敗的其中一個主要原因為胚胎染色體異常,如何選擇染色體正常的優質胚胎來植入懷孕,一直是大家努力的方向。



胚胎著床前遺傳檢測(Preimplantation genetic testing;PGT)

隨著試管嬰兒技術的進步及遺傳檢測技術的快速發展,1990年末期開始快速大量將PGT引進試管嬰兒治療,確保胚胎染色體正常再植回子宮,來增加懷孕率及減少流產率。

胚胎著床前遺傳檢測(Preimplantation Genetic Testing;PGT),也就是所謂第三代試管嬰兒,包含胚胎著床前遺傳檢測分成兩種:PGD(Preimplantation Genetic Diagnosis;胚胎著床前基因診斷)和PGS(Preimplantation Genetic Screening;胚胎著床前染色體篩檢)兩種。後來國際將PGT改命名為:PGT-A(for Aneuploidies = PGS;23對染色體的篩檢)、PGT-M(for Monogenic/single gene defects = PGD特定基因的診斷)、PGT-SR(for chromosomal Structural Rearrangement = PGD染色體轉位的診斷)三種。

早期PGT的做法是將胚胎培養到第三天(約8細胞的胚胎),切片拿出1~2個細胞去檢測;而遺傳實驗室主要是做螢光原位雜交技術(Fluorescence in situ hybridization,FISH),因技術的限制,大部分也針對五至八個染色體檢測,這時期的PGT,又稱為PGS1.0。
後來到了2000年末,一系列的研究顯示,植入接受PGS1.0的胚胎後,成功率不增反減,因此PGS1.0漸漸就被淘汰了。

隨著胚胎培養及遺傳檢測技術的進步,PGT的做法改為將培養到第五天的囊胚做切片,取下5至10個滋養層細胞(trophectoderm)送檢;而遺傳實驗室此時也改做全部染色體的檢測,技術包括晶片式全基因體定量(array comparative genomic hybridization;aCGH)及次世代定序(Next generation sequencing;NGS)等,這時期的PGT,又稱為PGS2.0。【參考圖三】

PGS2.0因為是針對已生長2至3百個細胞的囊胚做切片,對胚胎影響較少,且因送檢細胞較多,較不會分析失敗,加上有更進步的aCGH及NGS技術,相較於第一代的PGS1.0,PGS2.0可更正確精準的檢測結果,成為目前試管嬰兒治療中主流的技術及項目。







是否要做PGT-A(PGS 2.0)?

PGT-A對不孕症患者有沒有幫助,其實一直存在很大的爭議,國際不孕專家的意見也非常分歧!

贊成的認為挑選染色體正常的胚胎來植入,提高胚胎著床及活產的機率,降低流產的發生,另外可精準的選擇單一胚胎植入,因此也可以降低多胞胎的機會。【參考圖四】

反對的專家則認為,胚胎切片仍會損傷到胚胎,且新的篩檢技術有一定比例屬於鑲嵌型(Mosaicism),亦即拿出的5至10個滋養外胚層細胞(Trophectoderm)的檢驗結果可能與以後發育成胎兒的內細胞團(Inner cell mass)的染色體不同,因此不能完全代表整個囊胚;更重要的是,胚胎的細胞存在有自我修復能力,亦即正常的細胞較會繼續成長,異常細胞較會停止分化成長,最後存活下來的胚胎就自然正常了。總之做PGT-A可能會浪費掉一些可正常活產的胚胎,降低累積的活產率。【參考圖四】



最近一個針對PGT-A使用於卵巢功能良好的患者的隨機對照研究,一組有做PGT-A,植入染色體正常的胚胎,另一組沒做PGT-A,只根據型態挑選胚胎植入。【參考圖五】

一個33歲的不孕婦女,可取到18顆卵子,約有7顆胚胎可以培養到囊胚,若做PGT-A,則只剩3顆囊胚是染色體正常的。理論上若沒做PGT-A,只根據型態挑選胚胎植入,可能有一半左右機會挑選到染色體異常的胚胎,而沒能著床成功懷孕,因此持續妊娠率應是有做PGT-A組的一半;然而實際結果,兩組的持續妊娠率卻無明顯差異,作者認為造成沒有明顯差異的其中一個原因是,胚胎切片的損傷抵銷了PGT-A的助益。


目前的PGS 2.0似乎仍存在有許多未克服的因素,因此正在接受試管嬰兒治療的不孕夫妻,是否要花錢及浪費胚胎來成就PGT-A挑選的正常胚胎,須慎重評估使用。

雖然PGT-A目前存在使用爭議,但是針對家族或個人帶有基因問題的夫妻所做的PGT-M,和帶有染色體平衡轉位夫妻所作的PGT-SR,大部分專家認為遺傳檢查還是具有很大的價值,可以幫助這些夫妻有健康的下一代。



發展中新技術_非侵入性/低侵入性 胚胎著床前遺傳檢測

目前新的PGT發展是不直接做胚胎切片,而是吸取幫助胚胎長大的培養液或囊胚腔的囊腔液,分析其中胚胎掉落的遺傳物質,來檢測胚胎染色體或基因,又稱為非侵入性胚胎著床前遺傳檢測(Non Invasive Preimplantation Genetic Testing;Ni-PGT)。Ni-PGT可減少切片對胚胎造成的傷害,或許可成為下一代的胚胎著床前遺傳檢測。【參考圖六】




【參考文獻】

1. Evans J., Hannan N.J., Edgell T.A., Vollenhoven B.J., Lutjen P.J., Osianlis T., Salamonsen L.A., Rombauts L.J. (2014). Fresh versus frozen embryo transfer: backing clinical decisions with scientific and clinical evidence. Human Reproduction Update, 20(6), 808-821.

2. Yan L., Wei Y., Huang J., Zhu X., Shi X., Xia X., Yan J., Lu C., Lian Y., Li R., Liu P., Qiao J. (2014). Advances in preimplantation genetic diagnosis/screening. Science China Life Sciences, 57(7), 665-671.

3. Mastenbroek S., Twisk M., van der Veen F., Repping S. (2011). Preimplantation genetic screening: a systematic review and meta-analysis of RCTs. Human Reproduction Update, 17(4), 454-66.

4. Munné S., Kaplan B., Frattarelli J.L., Child T., Nakhuda G., Shamma F.N., Silverberg K., Kalista T., Handyside A.H., Katz-Jaffe M., Wells D., Gordon T., Stock-Myer S., Willman S. STAR Study Group. (2019). Preimplantation genetic testing for aneuploidy versus morphology as selection criteria for single frozen-thawed embryo transfer in good-prognosis patients: a multicenter randomized clinical trial. Fertility and Sterility, 112(6), 1071-1079.

5. Leaver M., Wells D. (2020). Non-invasive preimplantation genetic testing (niPGT): the next revolution in reproductive genetics? Human Reproduction Update, 26(1), 16-42.