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試管嬰兒實驗室中進行胚胎培養的共識條件 |
2020-03-13 |
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奇美醫院生殖醫學中心 技術員 黃宣綺
奇美醫院生殖醫學中心 主 任 鍾明廷 |
在過去試管嬰兒實驗室有許多胚胎培養的培養條件,同時也加入新穎的培養操作方法, 而在這些方法中哪一些是最好的培養方式是目前想瞭解的。在2018年招集了許多的專家針對於胚胎培養條件共識進行國際討論會議。
試管嬰兒胚胎培養的目的是複製母體生殖道的狀況,提供最適合的體外培養條件,以利產生與體內具有相同發育潛力的胚胎。而整個體外胚胎培養過程可能不是最佳的,但是當體外環境給予壓力越小,正常後代的機會就越大。
培養溫度:
在細胞處理和培養過程中,保持適當的溫度是優化培養系統的關鍵組成部分,因為不合適的溫度會損害細胞功能和發育,從而降低臨床結果。 然而,體外使用的理想溫度仍是一個有爭議的領域 ; 人類的核心體溫為37°C已被廣泛接受,故設定為體外培養實驗室標準。
根據許多研究去探討最佳溫度,與36°C相比,使用37°C的溫度更能增加囊胚形成率及懷孕率(Hong et al., 2014) (Fawzy et al., 2018)。所以根據現有證據支持在培養過程中將人類卵母細胞和胚胎維持在37°C下為最適合。但如果實驗室的設備不能提供嚴格的溫度控制,則略低的溫度可能優於略高的溫度設定。
培養濕度
加濕培養箱和非加濕培養箱均可產生令人滿意的臨床結果,但目前在人體中進行的研究分析比較,似乎加濕培養的好處較優於非加濕培養(Fawzy et al., 2017a);這些臨床結果與濕度在培養條件中影響有關,例如油的體積/深度、培養液表面積與油的界面、油與培養液的比例、油的覆蓋不足以防止培養期間滲透壓濃度變化、室內濕度、油的預加濕、培養液的液滴大小以及培養液的變化,這些都可能影響結果(Mortimer et al., 2018)。所以鼓勵各個實驗室去驗證評估自己培養系統中是否需要濕度。
二氧化碳控制及培養液酸鹼值
體外胚胎培養期間生理酸鹼值pHe的穩定對於避免可能損害胚胎髮育的環境壓力至關重要而培養箱的二氧化碳可用來控制培養液進而達成生理酸鹼值; 目前將二氧化碳濃度調整為5%至6%之間,能夠達至7.2-7.4的正確生理酸鹼值pHe(Swain,2012b)。除此之外,優化胚胎培養系統必須包括仔細選擇緩衝液以穩定生理酸鹼值pHe。
培養基–緩衝液和pH
維持穩定的生理酸鹼值pHe對於配子和胚胎品質至關重要。 理想的生理酸鹼值pHe很難定義,並且可能會因培養液和成分(單一培養液或連續培養液;7.20-7.35)以及溫度而異。 必須確定並保持適合每個實驗室培養條件的二氧化碳濃度,因為合適的二氧化碳濃度將根據培養液組成而調整。目前大部份實驗室會使用有添加緩衝液的培養液(即HEPES和MOPS)對於穩定培養箱外部的pHe似乎是安全的。
氧氣
對於胚胎發育重要的另一個變量是培養箱中使用的氧氣濃度。 據報導生殖道中的氧氣水平在2%至8%之間,目前進行體外培養通常使用兩種氧氣濃度:大氣中的21% O2 和 5% O2(生理水平)(Nielsen and Ali,2010)。大量研究表明,對於人類胚胎培養,5% O2 比 21% O2 更利於胚胎生長環境,導致更好的胚胎分裂和囊胚發育。
卵子與胚胎的操作及評估
進行體外胚胎操作時應維持與控制體外的培養條件相似的滲透壓及生理酸鹼值(pH值)。
另外注意溫度的控制,保持在37°C來進行操作,並且操作的時間盡量短,避免滲透壓及pH值的變化而影響胚胎的發育,我們可以用蓋油的方式避免培養液的蒸散,防止滲透壓及pH值的改變。
培養箱–維持培養的環境
將每個變量的培養箱維持在預定的可接受範圍內,是試管嬰兒實驗室最重要的一個部分。對於影響培養箱運行的所有變量,包括上述溫度,氣體,pH,濕度和空氣質量,須進行精密的監控穩定在可接受的範圍內。
精子顯微注射
首先必須經由精子洗滌方式將精液中的精漿去除,根據文獻顯示精漿中含有一種或多種因素,長時間接觸會對精子功能產生不利影響,包括穿透宮頸粘液的能力,體外頂體反應和受精過程(Björndahl ,2010; Mortimer,2000; Yanagimachi, 1994)。 文獻顯示射精後暴露於精漿中超過30分鐘將永久性地降低人類精子的體外受精能力(Rogers,1983),所以射精後必須盡快移除精漿,藉由洗滌篩選出品質最佳的精子執行顯微注射。
一般生理條件下之生殖道不存在可見光,但是在實驗室顯微注射過程中,配子和胚胎以及用於胚胎培養的產品都暴露於各種強度的可見光下(Pomeroy and Reed,2013)。 實驗室的光源主要來自於日光燈和顯微鏡,文獻中表明,顯微鏡的光源和輻照度比環境中光源大10-20倍,且發現藍色和紫外線是最有害的,所以我們可以通過在顯微鏡上使用紅色和綠色濾鏡來抑制這種影響。
培養液–管理/存儲
培養液必須在2–8°C下冷藏保存,遠離光線(尤其是直射陽光);超過保質期(即失效日期)時必須丟棄;培養液按批號/批次的順序使用。任何已凍結的培養基液都必須丟棄,因為凍結會導致液體部分變得不均勻,隨後可能無法正確重構。而培養液若高溫暴露會造成脫氨基作用,即氨基酸和蛋白質可能會緩慢釋放銨離子,這些銨離子已被證明對胚胎有負面影響。而培養油不會凍結,但油會出現渾濁,這通常反映出在低溫下或其他分子的溶解度降低而出現的結果,而這是可逆的故無需丟棄油。
目前試管嬰兒實驗室應使用“臨床級”冰箱, 不建議使用沒有沒有冷凍/冷藏之分的冰箱。使用經過認證的校準溫度計,遠程監控和自動警報,對冰箱溫度進行獨立監控和記錄是至關重要。
設備–校準和認證
用於實驗室和/或培養環境的測量設備應根據製造商的建議進行認證和校準。若製造商沒有建議的情況下,每年應至少進行兩次校準,如果需要,則應進行多次校準,以確保持續符合使用目的並能確保實驗室中所有設備的穩定。
(本文摘自There is only one thing that is truly important in an IVF laboratory: everything’ Cairo Consensus Guidelines on IVF Culture Conditions, 33 RBMO VOLUME 40 ISSUE 1 2020 )
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