在正常的生理狀況下卵從卵巢排出至輸卵管受精形成胚胎(0~3天),再到達子宮腔(3.5天~5天)。而在做試管嬰兒的過程中,我們會在體外創立一個模擬生理狀態的環境,例如溫度、氣體、營養物質培養液以供胚胎發育生長,其中在氣體的部分,過去早期我們使用來自大氣的氧氣濃度(20% O2 )設定為培養箱的氧氣濃度來進行胚胎培養,而如今研究發現在輸卵管的氧氣濃度為5% ( Fischer and Bavister, 1993),所以我們將體外培養箱的氧氣體濃度調降至與體內相符5%來進行胚胎培養,研究結果發現可以改善胚胎的發育及後續的活產(Bontekoe et al., 2012) ;在而後的研究中又進一步發現,子宮腔的氧氣濃度為2% (Ottosen et al., 2006),所以一些在哺乳類的動物研究上再將氧氣濃度調至2%進行胚胎培養,結果發現更可以提升胚胎的發育生長品質、且還會對與胚胎代謝相關的基因表現造成改變(Kind et al., 2005; Harvey et al., 2007)、降低氧化力、減少細胞凋亡、降低染色體DNA斷裂、增加囊胚細胞數(Morin,2017a),根據這些研究發現2% 低氧所帶來的好處,所以這篇研究想進一步探討在人類的試管嬰兒中若將培養箱氧氣濃度降至2% O2 是否會影響胚胎發育。
這個研究從2016年12月到2017年2月收集共99個病人881個胚胎,在胚胎發育開始到第3天將胚胎培養至5% O2,當發育至第3天之後將其胚胎更換至2% O2的濃度進行培養 為研究組(study arm),而控制組(contorl arm)仍維持5% O2濃度(圖一),進一步評估是否會影響囊胚形成率(Blastulation rate)、囊胚品質(blastocys quality)、利用率(Utilization rate ;即第五天能夠植入的囊胚數及冷凍數)。
在表二結果發現2% O2及5% O2囊胚形成率(Blastulation rate)分別是68.6%及71.9% (p<0.319),好品質囊胚率(blastocys quality)分別是55.8%及55.2 (p<0.888),而利用率(Utilization rate )分別是53.1%及53.2 (p<0.013) 表現結果皆相似,並無統計上的差異,只有看到囊胚的滋養層細胞(Trophectoderm expansion)在2% O2及5% O2分別是23%及16%(p<0.013),有統計上的差異,這樣的結果顯示2% O2低氧的環境會促進滋養層細胞增生的表現,這樣的表現可能與著床潛力有很大的相關聯性(Hill et al., 2013),未來可能要更多研究才能證實這樣的結果。
(本篇摘自期刊Influence of ultra-low oxygen (2%) tension on in-vitro human embryo
development ; Human Reproduction, Vol.34, No.2 pp. 228–234, 2019)