卵子冷凍新突破 玻璃化技術保存女性生育力成績好    
更新時間:2010-03-10
by Angel

在新進國家中,許多女性基於升學或事業的需要,使得她們選擇晚婚並將生育計畫延後。除此之外,一些癌症病患在進行腫瘤治療前,也需要保有她們的生育能力。因此這些女性是需要一個可靠的冷凍保存卵子技術來儲存卵子;或者提供生殖細胞銀行,讓失去卵巢功能的婦女能夠獲得捐贈卵子的另一個選擇,並縮短受贈夫妻的等待時間。

但就目前為止,卵子的冷凍技術並不穩定。統計上,藉由慢速冷凍解凍結合顯微受精術達成的懷孕率相當低,然而為了要將懷孕率提升,已有許多方式逐漸被改進並發表,但提昇效果卻也有限。在一般人工生殖臨床的懷孕率為 20.6%,但卵子解凍後的懷孕率僅為 2.3%,而著床率更只有 10.1%。

技術上,卵子冷凍逐漸由慢速冷凍發展至玻璃化冷凍。最初,利用高黏稠度與高濃度的冷凍保護液,讓小鼠胚胎瞬間達到玻璃化的凝固狀態,並將冷凍降溫速率控制在-15,000~ -30,000℃,以達到抑制冰晶的形成。現在這個無冰晶形成的冷凍技術已經應用在人類生殖技術上。但是玻璃化冷凍技術有兩項缺點:1. 高濃度的冷凍保護劑會對生殖細胞造成毒性。2. 若在冷凍過程中,降溫速率未達成時,可能發生細胞內冰晶形成而造成不可逆的冷凍傷害。為了克服這些問題,有數種技術逐漸被發展出來,如利用經設計過的冷凍載具,可有效降低檢體的體積至 1μL,進而加快冷凍降溫速率,目前已成功的應用於人類上。

在 2000 年時,Kuwayama 設計發明了 cryotop(圖一),構成了透明且成薄膜狀的載體,並有塑膠材質的把柄與封套,可將卵子置放在上,且體積僅為 0.1μL。Cryotop 也被其他研究者有效的使用於冷凍保存卵子與胚胎。這些研究文獻指出,其可有效的讓卵子冷凍解凍後,存活並成功受精發育形成胚胎。

在 2008 年的此篇文獻中,利用 cryotop 冷凍捐贈者的卵子,來評估經由玻璃化冷凍解凍後,卵子存活率、受精率、分裂率與胚胎發育率,與新鮮卵子的差異。這個研究可讓我們進一步了解到 cryotop 是否能合適的應用在生殖細胞銀行冷凍卵子的技術。

文中利用參與試驗的捐卵女性與受卵婦女作為研究對象。結果發現,231 顆成熟的卵子經由玻璃化冷凍解凍後,有 224 顆卵子存活,存活率為 96.6%。利用顯微注射受精後,有 171 顆卵子受精,受精率為 76.3%,然而對照組新鮮卵子的受精率 82.2%,兩者之間沒有顯著差異。而在受精異常率與 DG 率兩者皆相似(Table 2)。

觀察解凍後卵子後續發育情形發現,解凍後卵子中有 94.2% 的受精卵可正常發育至 day 2,而新鮮卵子則有 97.8% 的正常分裂率,兩組之間沒有顯著差別。在 day 3 的分裂率、細胞數與胚胎品質,也同樣沒有明顯差異。而在囊胚發育率,兩者的數據也極為相似(48.7 v.s 47.5 %)(Table 3)。進一步利用照片作紀錄也發現,解凍後卵子與新鮮卵子之間,其發育胚胎中的細胞數並無明顯差異,且生長至囊胚期時,兩組的胚胎型態上也沒有明顯差別。

研究者進一步分析臨床懷孕結果。將 23 對經由冷凍解凍的卵子會做為胚胎植入的夫妻,與一對接受新鮮卵子所發育而成的胚胎進行植入夫妻,以及另外 4 對以新鮮與冷凍卵子混合植入的夫妻互相進行比較。發現平均每對夫妻植入 2 顆胚胎。在冷凍組中的臨床懷孕率為 65.2%,而新鮮組僅一對夫妻並有懷孕,另外混合組則有 50% 的懷孕率。而著床率方面,在冷凍組為 40.8%,新鮮組為 100%,混合組為 25%。在多胞胎率中,冷凍組為 23.8%,新鮮組為 100%,混合組則沒有多胞胎的產生。但是在冷凍組中仍然可見到 20% 的著床失敗率與 6.6% biochemical pregnancy rate(Table 4)。

雖然玻璃化冷凍技術有高濃度冷凍保護劑對細胞造成毒性,以及降溫速率未達成時,造成不可逆冷凍傷害等缺點。現今已利用多種冷凍保護劑的結合,以分散其各別的毒性,並讓其濃度能維持進行冷凍時形成玻璃化均質狀態的功效;再經由冷凍載具的改善,大大的避免了這兩種可能的傷害。而玻璃化冷凍過程,就是利用 Cryotop 透明且成薄膜狀的載體,藉由相當小的體積,以達到快速跨越冰晶容易形成的溫度區域(15℃~-5℃之間)。除此之外,也有效的提高了解凍的回溫速率,避免在解凍過程中也有可能產生的冰晶。而另一項優勢就是可降低滲透性強的冷凍保護劑濃度少於30%,進而減低其對細胞的毒性。因此此篇研究中,能夠有效的增加冷凍解凍速率,並降低冷凍保護劑的濃度,而達到降低在冷凍解凍過程對卵子造成的傷害。

這篇文獻中所獲得的卵子解凍後之存活率、受精率、胚胎分裂率、囊胚形成率等等後續發育能力都有相當好的成績,都是令人相當羨慕與值得學習的,也讓人開始對冷凍卵子的方向開始持樂觀態度。

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