郭穎,連方,孫振高,吳海萃,高海霞,張楠
(1山東中醫藥大學第一臨床醫學院,濟南250014;2山東中醫藥大學附屬醫院)
時差成像培養系統對IVF/ICSI患者早期受精和胚胎發育潛能的影響
郭穎1,2,連方2,孫振高2,吳海萃2,高海霞2,張楠2
(1山東中醫藥大學第一臨床醫學院,濟南250014;2山東中醫藥大學附屬醫院)
目的 觀察時差成像系統對體外受精/卵胞質內單精子顯微注射(IVF/ICSI)患者早期受精和胚胎發育潛能的影響。方法 回顧性分析104例不孕患者的臨床資料,共行IVF/ICSI治療104個周期。胚胎受精后,40例(觀察組)采用時差成像培養系統進行胚胎培養,采用時間參數結合形態學指標篩選胚胎;64例(對照組)采用常規培養系統進行胚胎培養,采用形態學指標篩選胚胎。比較兩組的受精率、卵裂數、可用胚胎率、臨床妊娠率。結果 觀察組受精率82.37%、卵裂率92.80%、可用胚胎率50.21%、臨床妊娠率62.50%,對照組受精率75.85%、卵裂率94.40%、可用胚胎率45.11%、臨床妊娠率50.00%。兩組受精率、卵裂率比較差異均無統計學意義 (P均>0.05),可用胚胎率、臨床妊娠率比較差異有統計學意義(P均<0.05)。結論 IVF/ICSI患者胚胎受精后采用時差成像培養,對早期受精無明顯影響,但可通過提高胚胎發育潛能改善臨床結局。
不孕癥;時差成像;體外受精;卵胞質內單精子顯微注射;胚胎篩選;臨床妊娠
隨著國家二孩政策的全面放開,體外受精-胚胎移植 (IVF-ET)作為一項可以治療不孕癥的人類輔助生殖技術受到更多的關注。然而,妊娠率不高仍然是當今輔助生殖技術的發展瓶頸之一[1]。如何提高胚胎的可利用率,獲得更高的臨床妊娠率成為本領域的研究熱點,如何挑選早期胚胎中具有較高發育潛能的優質胚胎成為胚胎學研究的關鍵。現有常規培養系統的胚胎評價方法是根據伊斯坦布爾共識[2],在特定的時間點對胚胎進行觀察,根據形態學參數及發育情況對胚胎進行篩選。該法將胚胎發育這個動態過程,人為選取特定時間點來進行觀察,本身存在一定的局限性[3];加之反復開箱,造成胚胎培養環境的溫度、濕度及氣體含量改變,對胚胎培養環境產生影響;同時,胚胎評估人員存在主觀因素等原因,使傳統評價體系弊端逐漸暴露。時差成像是一種瞬間曝光連續拍攝的成像技術,具有極高的分辨率,同時與胚胎培養裝置進行整合,與計算機分析軟件相連構成全新的胚胎評估體系,確保觀察過程中胚胎發育環境的穩定性[4]。然而,該技術的安全性、分析體系的有效性,尚存在爭議。因此,我們對行IVF/卵胞質內單精子顯微注射(ICSI)的胚胎采用時差成像培養系統培養,旨在探討時差成像培養系統是否為胚胎發育提供更有利的條件。
1.1 臨床資料 回顧性分析2016年1~5月山東中醫藥大學附屬醫院中西醫結合生殖與遺傳中心收治的104例不孕患者的臨床資料,共行IVF/ICSI治療104個周期;均為女方輸卵管因素、男方因素以及其他因素導致不孕,排除因女方內膜因素(盆腔子宮內膜異位癥、 子宮腺肌癥、 子宮肌瘤等)、反復流產、反復胚胎著床失敗等者。其中,采用時差成像培養系統進行胚胎培養40例(觀察組),采用常規培養系統進行胚胎培養64例(對照組)。觀察組年齡(32.08±5.21)歲,BMI(23.42±2.72)kg/m2;原發性不孕13例、繼發性不孕27例,不孕年限(3.77±1.56)年;人絨毛膜促性腺激素(hCG)日內膜厚度(10.57±2.14)mm ,每人取卵(12.50±7.07)枚,共取卵500枚;受精方式:IVF 31例,ICSI 9例。對照組年齡(32.75±6.22)歲,BMI (23.79±2.31) kg/m2;原發性不孕24例、繼發性不孕40例,不孕年限(3.42±1.40)年;hCG日內膜厚度(11.39±2.05)mm,每人卵數(13.51±9.67)枚,,共取卵865枚;受精方式:IVF 49例,ICSI 15例。兩組臨床資料具有可比性(P均>0.05)。
1.2 胚胎培養方法 觀察組采用 ESCO Miri TL(ESCO,新加坡)胚胎實時監控系統,此系統在傳統培養箱內配置胚胎顯微成像系統,通過數據線與培養箱外的控制臺主機相連接,拍照頻率為 10 min/次。觀察組受精后立即將胚胎置于專用 14 孔集合培養皿中,每孔放置1 個胚胎,具有明確的位置標記;使用全程培養液 (CSC,Irvine,美國) 培養胚胎,培養液上覆以礦物油。然后將培養皿放入ESCO Miri TL實時監控培養箱中,培養環境參數為5% CO2、5% O2、37 ℃,直至胚胎發育至第3天。對照組受精后將胚胎放入普通培養皿中,置于Labotect C200(Labotect,德國)培養箱中培養,培養液、培養環境、培養時間同觀察組。
1.3 胚胎的評價、篩選及妊娠判定 兩組分別于授精后16~18 h、67~69 h觀察受精及卵裂情況,計算受精率及卵裂率。觀察組利用ESCO實時監控培養箱連接的外部電腦中的ESCO Miri TL Viewer軟件,觀察并獲得胚胎形態發生改變的時間資料[5,6],結合培養第3天伊斯坦布爾共識[2]形態學標準選擇胚胎移植。對照組培養第3天根據伊斯坦布爾共識[2]形態學標準選擇胚胎移植。每例患者選擇可用胚胎2枚進行移植,移植后第14天測血hCG水平,移植后第4~6周經陰道B超下出現孕囊和胎心為臨床妊娠。
1.4 統計學方法 采用 SPSS17.0 統計軟件。計數資料以率表示,組間率的比較采用χ2檢驗。P<0.05 為差異有統計學意義。
觀察組受精率82.37%、卵裂率92.80%、可用胚胎率50.21%、臨床妊娠率62.50%,對照組受精率75.85%、卵裂率94.40%、可用胚胎率45.11%、臨床妊娠率50.00%。兩組受精率、卵裂率比較差異均無統計學意義(P均>0.05),可用胚胎率、臨床妊娠率比較差異有統計學意義(P均<0.05)。
隨著輔助生殖技術的不斷發展,如何更準確地挑選出具有發育潛能的胚胎進行移植,并獲得良好的臨床妊娠率一直是生殖領域探討的熱門話題。目前,大多選用傳統的形態學評價體系進行胚胎的篩選[7],在特定的時間點觀察一系列的靜態指標,包括卵母細胞的形態、成熟度,早期原核數目、大小、對稱程度,胚胎期的細胞數目、卵裂球的對稱程度、碎片率等以及囊胚期的囊腔分期、內細胞團和滋養層細胞的多少等。
時差成像系統是新興的應用于臨床的胚胎篩選評價方法,其實時監控的特點可以對胚胎進行動態觀察,并可利用形態動力學參數將胚胎發育過程進行量化,使其更加客觀化[8];拍攝監控系統與培養箱相結合,有效減少開箱頻率,保證胚胎環境的穩定性[9]。因此,運用時差成像技術準確預測并篩選出具有發育潛能的胚胎[10~13]已經成為胚胎學家們的研究重點。Meseguer等[14]回顧性分析了時差成像與常規培養系統進行的7 305個臨床周期, 時差成像培養系統通過Meseguer的等級評分系統結合傳統形態評估進行胚胎選擇并移植, 而常規培養系統通過形態學方法選擇胚胎并進行移植。結果顯示,時差成像培養系統患者的臨床妊娠率較傳統培養系統顯著提高。Rubio等[3]采用隨機對照試驗研究分析比較了時差成像培養系統和常規培養系統,時差成像培養系統中的胚胎評估通過時間參數與卵裂模式相結合的方式獲得;該研究結果表明, 時差成像培養系統患者的繼續妊娠率明顯增加,且差異有統計學意義。有研究[14]認為,時差成像培養相對普通培養可以避免培養箱頻繁的開關,保持培養箱內環境尤其是pH和溫度的穩定,有利于獲得高質量的胚胎。Siristatidis等[15]研究顯示,采用時差成像培養技術獲得了比常規培養更高的臨床妊娠率、繼續妊娠率和出生率。本研究結果顯示,兩組受精率、卵裂率無統計學差異,而觀察組的可用胚胎率和臨床妊娠率均高于對照組,與前期文獻報道的結果相同[3,14,15]。我們分析時差成像培養系統能顯著提高可用胚胎率和臨床妊娠率的原因包括:①時差成像培養系統采用小箱體單獨培養模式,使得培養環境更加穩定;②減少開箱觀察的頻率,減少室溫下暴露時間,使胚胎避免外界刺激;③動態監測,獲得的信息更加全面;④選擇胚胎的時間參數標準結合形態學指標共同篩選胚胎[15,16]。
綜上所述,時差成像培養可以獲得比常規培養更多的可用胚胎和更高的臨床妊娠率。然而,我們的研究樣本量較少,未來我們將進一步擴大樣本, 增加囊胚形成率、出生率等指標, 以確保該方法的有效性和安全性,更好的提高臨床妊娠率, 縮短患者獲得妊娠的時間。
[1] Ferraretti AP, Goossens V, Kupka M, et al. Assisted reproductivetechnology in Europe, 2009: results generated from European registers by ESHRE[J]. Hum Reprod, 2013,28(9):2318-2331.
[2] Balaban B,Brison D,Calderón G, et al. The Istanbul consensus workshop on embryo assessment: proceedings of an expert meeting[J]. Hum Reprod, 2011,26(6):1270-1283.
[3] Rubio I, Galán A, Larreategui Z, et al. Clinical validation of embryo culture and selection by morphokinetic analysis: a randomized,controlled trial of the EmbryoScope[J]. Fertil Steril, 2014,102(5):1287-1294.
[4] Herrero J, Meseguer M. Selection of high potential embryos usingTime-lapse imaging: the era of morphokinetics[J]. Fertil Steril, 2013,99(4):1030-1034.
[5] Liu Y, Chapple V, Feenan K, et al. Time-lapse deselection model for human day 3 in vitro fertilizationembryos: the combination ofqualitative and quantitative measures of embryo growth[J]. Fertil Steril, 2016,105(3):656-662.
[6] Nadir C, Alison C, Errebo A, et al. Proposed guidelines on thenomenclature and annotation of dynamic human embryo monitoringby a time-lapse user group[J]. Hum Reprod, 2014,29(12):2650-2660.
[7] Lemmen JG, Agerholm I, Ziebe S. Kinetic markers of human embryo quality using time-lapse recordings of IVF/ICSIfertilized oocytes[J]. Reprod Biomed Online, 2008,17(3):385-391.
[8] Sundvall L, Ingerslev HJ, Breth Knudsen U, et al. Inter- and intraobserver variability of Time-lapse annotations[J]. Hum Reprod, 2013,28(12):3215-3221.
[9] Kirkegaard K, Hindkjaer JJ, Gr?ndahl ML, et al. A randomizedclinical trial comparing embryo culture in a conventional incubatorwith a time-lapse incubator[J]. J Assist Reprod Genet, 2012,29(6):565-572.
[10] Campbell A, Fishel S, Bowman N, et al. Modelling a riskclassification of aneuploidy in human embryos using noninvasive morphokinetics[J]. Reprod Biomed Online, 2013,26(5):477-485.
[11] Wong CC, Loewke KE, Bossert NL, et al. Non-invasive imaging of human embryos before embryonic genome activation predicts development to the blastocyst stage[J]. Nat Biotechnol, 2010,28(10):1115-1121.
[12] Montag M, Kster M, Nikolov A, et al. Time-lapse based evaluation of human ooeytes from ICSI up to the pronuclera stage[J]. Hum Reprod, 2010,25(11):1180.
[13] Liu Y, Chapple V, Roberts P, et al. Prevalence, consequence, andsignificance of reverse cleavage by human embryos viewed with theuse of the Embryoscope time-lapse video system[J]. Fertil Steril, 2014,102(5):1295-1300.
[14] Meseguer M, Rubio I, Cruz M, et al. Embryo incubation and selection in a time-lapse monitoring system improvespregnancy outcome compared with a standard incubator:a retrospective cohort study[J]. Fertil Steril, 2012,98(6):1481-1489.
[15] Siristatidis C, Komitopoulou MA, Makris A, et al. Morphokineticparameters of early embryo development via Time lapse monitoringand their effect on embryo selection and ICSI outcomes: aprospective cohort study[J]. J Assist Reprod Genet, 2015,32(4):563-570.
[16] Kramer YG, Kofinas JD, Melzer K, et al. Assessing morphokineticparameters via Time lapse microscopy (TLM) to predict euploidy:are aneuploidy risk classification models universal[J]. J Assist Reprod Genet, 2014,31(9):1231-1242.
國家自然基金資助項目(81273790,81473720);山東省醫藥衛生科技發展計劃項目(2015WSB23005)。
連方(E-mail: f_lian@163.com)
10.3969/j.issn.1002-266X.2017.10.026
R715.5
B
1002-266X(2017)10-0074-03
2016-10-22)