提高受精成功率—偏極光顯微鏡新應用

隨著技術的演進，針對解決女性不孕問題的第一代試管嬰兒療程(體外自然受精, Insemination)，逐漸發展出針對男性不孕問題的第二代(顯微受精,ICSI)，直到近幾年分子診斷技術的進步，第三代(著床前胚胎基因型篩檢/診斷,PGS/PGD)出現，並進一步地在胚胎時期做染色體檢查，降低異常胚胎植入機會，進而提升胚胎著床率與懷孕率1。

在試管嬰兒療程發展的進程中，第一道難關就是精卵結合的體外受精。發展初期，在自然受精一天後觀察發育情形，若遇到沒有成功受精的狀況，為了提高整體受精的成功率，會即時使用顯微受精(ICSI)的方式做「再次受精」，這種方式稱作「救援顯微受精，Rescue ICSI」。然而，後期更多的專家發現，應該在卵子仍具有較高受精能力時(自然受精幾小時內)執行救援顯微受精，可以提高後續的受精率、懷孕率和胚胎著床率2。但是，即至目前為止，臨床上利用倒立顯微鏡觀察第二極體出現(圖一)，作為辨別卵子成功受精的方式仍有許多誤差，在無法準確辨別出卵子受精結果的情況下做救援顯微受精則會導致異常受精3。

圖一：在自然受精作用後，利用倒立顯微鏡觀察極體表現，只表現一個極體的卵子視為沒有成功受精 (G)；有表現第二極體的卵子則視為成功受精 (H)。

近幾年，臨床上開始使用偏極光顯微鏡(Polarization microscopy)，觀察卵子的紡錘體，主要用來評估最適合進行一般顯微受精的時機點。最近，學者們經由一連串觀察的實驗結果發現，在自然受精作用後幾小時內觀察到紡錘體的出現，代表卵子受精作用的失敗，這樣的判別方式比起傳統的極體觀察還要準確。另外，再接著執行救援顯微受精，應該能夠提高整體的受精率。 

首先，在執行人工受精後不同時間點進行觀察，發現在受精後第五和第六個小時可以看到將近九成表現紡錘體的卵子是沒有成功受精的，且比例明顯高於第四個小時。(圖二)。

圖二：在自然受精作用後不同時間點觀察，未受精成功的卵子佔表現紡錘體卵子的比例(稱為陽性預測率)。

持續在受精作用後第五個小時做觀察，發現利用紡錘體表現來判斷卵子成功受精與否的辨別方法，敏感度約七成，專一度高達九成，陽性預測率高於九成，陰性預測率不到兩成(表一)。

表一：此觀察紡錘體的方式專一度Specificity高達九成代表判斷產生誤差的機率極低，只要觀察到紡錘體的表現，有極大的機率是未受精成功的卵子。

這項令人振奮的發現，是否能夠取代現行的觀察方式呢？後續的觀察結果顯示，利用觀察紡錘體出現判斷為自然受精失敗的卵子，再結合救援顯微受精的使用，比起傳統確實提升受精率，也減少傳統異常授精比例高的問題(表二)。

表二：三個觀察族群分別為

• PM group，自然受精後，觀察紡錘體加救援顯微受精；
• PB group，自然受精後，觀察極體加救援顯微受精；
• Regular ICSI，一般的顯微受精。

數據顯示，PM group在正常受精率(Normal fertilized rate)是三組最高，比傳統作法(PB group)產生異常受精的比例低。

經由一系列的實驗結果和文獻報告發現，臨床上，使用偏極光顯微鏡觀察紡錘體，除了能夠藉此判斷卵子成熟度、卵子使用一般顯微受精最適當的時間點和位置外，更能夠發展成為判斷未成功受精卵子的工具，進而取代傳統的做法。若是合併使用救援顯微受精的話，不僅具有提高客戶整體受精率的優點，還能夠減少傳統方式常見的異常受精的缺點。

參考資料：

1. In Vitro Fertilization : APractical Approach / edited by David K. Gardner.(2006)

2. Rescue ICSI of oocytes that failed to extrude the second polar body 6 h post-insemination in conventional IVF.Hum Reprod 2003;18:2118–21.

3. Determining the need for rescue intracytoplasmic sperm injection in partial fertilisation failure during a conventional IVF cycle.Andrologia 2016;48:1138–44.

4. Polarization microscopy imaging forthe identification of unfertilizedoocytes after short-term insemination.Fertil Steril. 2017 Jul;108(1):78-83.