明日的胚胎著床前染色體篩檢平台—次世代定序

隨著生物科技的日益精進，生殖醫學的腳步是否也選擇踏在『巨人的肩膀』 上? ，難孕症的治療現今已朝向更有效率及更人性化的方向發展，除了療程中打針次數的減少、懷孕率的提升可以看得出來之外，在胚胎的植入選擇上更有長足的進步。早期試管嬰兒療程成功與否，「機率」層面佔很重要的因素，「剛好」挑到會著床的胚胎才會懷孕；待累積經驗後則逐漸了解胚胎外觀亦會影響懷孕率，開始依胚胎外觀等級挑選好胚胎進行植入，使懷孕率提升至40%~50%；直到胚胎切片技術成熟與分子生物技術引進後，對胚胎的認識升級至染色體層面，才了解胚胎染色體的正常與否對懷孕著床有極關鍵性的影響，也將試管嬰兒療程懷孕率帶至60%~70%。

胚胎著床前染色體篩檢 (Preimplantation genetic screening, PGS) 堪稱是生殖醫學與生物科技結合的最佳典範，從早期的螢光染色體原位雜交(fluorescent in situ hybridization, FISH)對特定幾對染色體的篩檢至人類23對全染色體晶片檢測(array CGH)足以看出該胚胎全面的染色體狀況。然而，晶片型螢光雜交技術的結果判讀難易與反應中溫度控制、螢光試劑清洗乾淨與否等手作操作有極大的關連性，至使科學家們開始反思是否有更直觀、更精準的技術來進行胚胎切片的染色體篩檢?

2013年歐洲生殖醫學年會中，義大利Dr. Fiorentino領導的團隊率先將生技界炙手可熱的新星—次世代定序(Next-generation sequencing)平台引進胚胎染色體篩檢領域，截至2014年發表於Human reproduction期刊中共檢測192顆胚胎，發現此平台之敏感度(Sensitivity)與特異度(Specificity)和原先被醫學界廣泛使用的晶片型平台相比高達100% (如下表)。

除此之外，就如其名「次世代定序」所代表，此技術乃奠基於染色體定序反應而非螢光雜交反應，故原先晶片型平台所面臨的溫度控管或螢光清洗等技術員手作操作關鍵並不存在，使次世代定序平台擁有較高穩定性(Stability)、較佳解析度(resolution)與較寬廣的動態範圍(dynamic range)，使染色體結果判讀更為細微直觀(如下圖)。同一胚胎檢體(A胚胎與B胚胎)於兩個平台檢測中可看出在aCGH看不出或表現起伏不大的染色體變異反在NGS平台可清楚判讀，NGS的高解析度與寬廣的動態範圍可幫助臨床醫師更精準地分析染色體異常與否、並依此結果精確的挑揀出『好』胚胎。

一般而言，當該胚胎檢體帶有染色體異常細胞的比例超過50%，此變異才能在晶片型平台的結果明確顯示；Dr. Fiorentino依比例混合帶有正常染色體與異常染色體的細胞檢體，發現僅帶有20%異常比例的檢體能仍被次世代平台可清晰顯示 (如下圖):

臨床上將染色體異常率介於20%∼50%之胚胎稱為染色體鑲嵌型，而鑲嵌型的異常對於植入懷孕率的影響目前尚未清楚，但已可知鑲嵌型異常的判別需要於NGS平台上才能顯示清楚，送子鳥診所的實驗室亦應用NGS平台致力於此未知領域，期待收集更多臨床數據後能為此未知領域盡一己之力，以協助客戶的胚胎挑選。

次世代定序的應用展現既有的框架技術外，意料不到的可能性正在其他領域無限延伸。當生殖醫學與生物技術結合所碰撞出的火花，讓「給我一顆好囊胚，許妳一個健康寶貝！」不僅是有力的口號，更是值得信賴的幸福期許!