精子形態與人工生殖結果的結果是否有關是過去20年中最具爭議的議題之一。 Bartoov等人開發了活動精子胞器形態檢查的方法motile sperm organellar morphology examination (MSOME)就是為了進一步去確認細微的精子形態特徵是否影響精子顯微注射( ICSI) 的臨床結果,並且去確認它們的相關連性。
之前一些已發表的文獻中也證實藉由使用高放大倍率(>6,600倍)的顯微鏡去觀測精子形態,並選擇形態正常的精子進行顯微注射時的確擁有較高的受精率及懷孕率。而這種在顯微操作系統中利用 MSOME篩選精子的方法把它命名為''細胞內形態篩選精子注射 (IMSI)'',目前在輔助生殖技術的領域中,IMSI 的方法逐漸取代傳統ICSI的方法。 IMSI是利用放大6000倍的倍率觀測出細微型態異常,不同於傳統ICSI的400倍放大倍率。
細胞內形態篩選精子注射 (IMSI)這種以在高倍率顯微鏡下觀測精子形態做為精子的篩選,主要觀測精子細胞以下內容:頂體,椎板,頸部,線粒體,尾部,和細胞核。而通常最為重要的觀測參數為細胞核(長度和寬度)的形狀和尺寸,以及液泡的存在或不存在。而目前對於精子空泡的研究已有許多的發現, Berkovitz等人報導,精子空泡的大小與染色質穩定性呈負相關關係,此外,進一步的研究也證實了當精子有較大的空泡與精子染色質濃縮的縮減之間有著相關聯性, 2008年vanderzwalmen等人證實精子空泡的存在,對後續形成人類胚胎的能力有一定的影響,也會影響囊胚階段的發育,並降低懷孕率及植入率。
本研究主要是去評估精子空泡的存在對於IMSI 臨床結果的影響,也是第一個研究IMSI對於活產率影響的報告。研究蒐集了從2010年1月至2010年12月有1.接受精子顯微注射並至少失敗兩次的病人;2.這些病人其精子形態均有受損的情形(根據Kruger strict criteria: 精子形態受損的定義為: 正常形態精子需≤3%)。一共有101位夫婦被納入此研究,並依據進行顯微注射時這些精子的空泡形態分為 A, B 兩組,然後再進行生物學和臨床數據的回顧性分析。
精子型態依頭部形狀及空泡有無分為
types I : 此精子有正常的頭部形狀及沒有空泡或有一個小空泡(此空泡體積是佔精子頭端總體積<4% )
types II:此精子有正常的頭部形狀,以及最多只有兩個小空泡(此空泡體積是佔精子頭端總體積分別為<4%及>4% )
types III :此精子有正常的頭部形狀,以及有三個或三個以上更多的小空泡(這些所有空泡合併後的總體積是佔精子頭部總體積的<4%)
types Ⅳ:頭部形狀異常,以及有大空泡或小空泡存在
實驗中A組的夫婦擁有品質較好的精子形態(types I 和 II),而B組的夫婦則為品質較差的精子形態(types III 和 IV)來做為精子顯微注射。 A組及B組患者參數並無統計學差異; 而實驗結果發現不論是品質較好的精子形態A組或品質較差的精子形態B組,在受精率,胚胎分裂率,或優質胚胎率(等級A+B)在兩組之間也無統計學顯著差異;但在懷孕,臨床懷孕,著床率和活產率都是品質較好的精子形態A組較好,統計上在兩組間具有顯著差異。
精子空泡是精蟲形態畸形的類型之一,但目前沒有文獻可提供可用的數據證明精子空泡對活產率的影響。本研究是第一次在回顧性研究中發現精子空泡的確能顯著地影響懷孕率,著床率,活產率的臨床結果。從本篇數據中發現, 精子空泡對於''early' 'ART outcomes(受精率和胚胎品質)的影響無統計上的差異,但在''late'' outcomes (懷孕,著床率和活產率)卻有明顯的影響,所以作者假設空泡的存在及空泡的大小,會影響後期胚胎發育過程中輔助生殖週期的結果。
先前已有文獻顯示,精子本身的因素會影響著床前胚胎發育,這種現象稱為為父系影響( paternal effect),早期父系的影響 (early paternal effect)可能會表現在早期受精卵的階段,引起延遲的胚胎分裂和增加胚胎碎片化,而後期父親的影響(late paternal effect),在臨床結果中發現會有負向性影響著床前胚胎發育,受精卵發展,分裂速度,或胚胎的品質。除此之外,過去不少研究已經證明精子空泡和精子DNA損傷之間有相關 ; 另外也發現精子空泡和精子成熟過程中的染色質重塑缺陷有關。
精子染色質的完整性在胚胎發育中扮演著關鍵的作用,事實上,精子形成過程中染色質重塑發生問題及氧化壓力導致精子DNA碎片化,會進一步影響囊胚發育及妊娠結果。因此,核空泡與精子DNA片段化的表現有相關性,這方面的證據進一步支持了本篇作者的假設為空泡的存在及空泡的大小,會影響''後期''胚胎發育過程,而非''早期''。在此篇研究中證實了精子空泡與較差的臨床結果有相關聯性,另外還提供對於活產率的影響。因此,未來可利用IMSI來觀測精子空泡的存在與否,來幫助病人達到一個成功的臨床結果。