在寶寶發育的過程中，有許多關卡與挑戰要克服，而全天下的爹地媽咪們，心裡一定是幫自己的寶貝搖旗吶喊，希望他（她）能關關難過關關過，直到健康平安抱在懷裡，才敢大喘一口氣。在實驗室中，當精子與卵子結合成胚胎後，一路上的發育記錄，一張張的胚胎照片敘述著奇妙的成長過程，但究竟胚胎培養師們細心呵護的這些胚胎寶寶，在細胞複製分裂過程中，最重要的染色體是否正常呢？
人類正常染色體套數應該為雙套體（euploid），如台大蘇怡寧醫師所分享的，全染色體就像套百科全書，總共有23套叢書，每套叢書有一模一樣的兩本，不管是那一套叢書多出一本（染色體套數異常，aneuploid）、甚至是內容文章多出一章、或是極重要的句子中錯了一個字母（點突變，point mutation），都可能會造成胚胎的異常。而這些異常視影響嚴重程度，有可能造成流產、死胎、或是帶有病徵的寶寶。例如唐氏症（21三倍體trisomy）、克林費氏症（XXY）、透納氏症（X單倍體monosomy），皆為發生率較高的染色體套數異常。
究竟為什麼成雙成對的染色體會發生如此的套數異常呢？
(ㄧ)在產生精子與卵子細胞的減數分裂過程中發生異常，造成精卵本身帶著錯誤套數的染色體，故精卵結合後的胚胎染色體套數跟著異常。此種異常會造成胚胎發育過程中，所有細胞的染色體套數皆錯誤。
(二)精卵帶有正常套數染色體，但在受精後的胚胎，進行有絲分裂過程時發生異常，某些細胞可能會帶有錯誤套數染色體，某些細胞帶著正常套數染色體，此種異常稱為鑲嵌型異常（mosaicism）。
過去針對不孕夫妻或是帶有遺傳疾病的夫妻研究，發現只有50%的胚胎是染色體正常的，即便是年輕可懷孕的夫妻，胚胎正常染色體的比例也才提高到55~60%。而要如何判斷這手上一顆顆珍貴的胚胎寶寶，誰是正常的呢？
雖說不能以貌取人，但目前多是利用胚胎的外觀與成長過程做挑選，例如原核的分級、分裂的速度及型態、碎片的多寡、是否能發展至囊胚期等。研究也指出如果先從外觀進行篩選，則可提升染色體正常的胚胎比例至60~70%，或是有正常分裂速率的胚胎，也較發育遲緩或太快速的胚胎染色體正常率來得高。但即使如此，仍是有30~40%外觀正常的胚胎，卻帶有異常的染色體套數。
欲在胚胎時期篩檢染色體套數是否正常，可利用螢光染色體原位雜交技術（FISH），運用特定的探針，針對染色體的套數進行篩檢，當應用在著床前胚胎檢驗上，稱為著床前染色體診斷PGD-AS（又稱PGS），適用於經歷屢次試管嬰兒失敗、高齡、習慣性流產、家族史有染色體異常等夫妻。
PGS探針可結合至細胞核內的染色體，並發出螢光進行判讀。目前多是在胚胎培養至第三天，六至八個胚葉細胞時，採取一至二個細胞，固定在玻片上進行檢測，而剩餘之胚葉細胞則繼續培養或是進行冷凍等待報告結果。目前也逐漸發展至第五天囊胚期滋養層細胞採樣(TE biopsy)，採取的細胞數目較多，檢測率相對提高。
在2009年以色列生殖學者Dalit Ben-Yosef等人，將第三天PGS篩檢出染色體套數異常的胚胎，繼續培養至第五天再次確認，欲探討胚胎是否在發育過程中，有自我修復的機轉。
- 19位case，共22個PGS週期
- 平均取卵顆數13.5±6.9顆，2PN顆數9.6±4.7顆，受精率75.1%±18.3
- 胚胎培養至第三天，採取胚葉細胞進行PGS，針對第13、15、16、18、21、22對染色體與X、Y染色體檢測
- 若第三天胚胎細胞數大於等於7個細胞，採2個胚葉細胞進行PGS
- 若第三天胚胎細胞數小於7個細胞，採1個胚葉細胞進行PGS
- 總共發現83個胚胎染色體套數異常（aneuploidy）
- 將這83個胚胎繼續培養至第五天，不論胚胎發育至任何階段，將全部胚胎細胞固定染色，再次進行PGS確認
- 此83個染色體套數異常之胚胎，囊胚形成率25.3%
- 第三天的胚胎進行PGS，所觀察到的染色體套數異常統計分析如下：
兩個細胞核皆檢測出某染色體出現三條 (Trisomy) 22(26.5%) 兩個細胞核皆檢測出某染色體出現單條 (Monosomy) 23(27.7%) 有多對染色體異常 (Multiple aberration) 14(16.9%) 鑲嵌型 一個細胞核發現正常/一個細胞核發現異常 7(8.4%) 鑲嵌型 兩個細胞核發現不同的異常 8(9.6%) 所有檢測的染色體皆為單倍體 (Haploidy) 1(1.2%) 所有檢測的染色體皆為多倍體 (Polyploidy) 6(7.3%) 無檢測結果 2(2.4%) - 將第三天異常的胚胎養至第五天，PGS再次確認多個細胞（平均8.9±6.4個），發現染色體異常的情況與第三天不盡相同，推測胚胎有自我修復的機制：
檢測結果與第三天相符 26(31.3%) 檢測結果發現部分細胞或全部細胞皆恢復正常染色體套數 27(32.6%) 檢測結果較第三天出現更多的異常 30(36.1%) - 作者將27個部份或全部恢復正常染色體套數的胚胎，進行統計分析，發現原本為三套體（trisomy）的異常胚胎，自我修復率高於其他種類染色體異常（22個trisomy胚胎中有8個自我修復率大於50%）：
- 而也觀察到能發育至囊胚期的胚胎，自我修復率較高（21個發展至囊胚期的胚胎，其中有8個可自我修復，38.1%）。
結 論：
- 因為作者在第三天採檢兩個胚葉細胞，可探討鑲嵌型的異常與胚胎自我修復的相關性。
- 作者觀察到可正常發育至囊胚期的胚胎，比起其他發育速度較慢之胚胎，有較高的自我修復率。
- 作者觀察到胚胎染色體為三套體的異常（trisomy），較其他異常有較高的自我修復率。
討 論：
a.在著床前的胚胎發生鑲嵌式染色體異常的比例高，而鑲嵌式的異常，在成長發育過程中，正常染色體套數的健康細胞，可能較異常染色體套數的細胞，取得繼續發育的優先權，故慢慢地將異常修復回來。
b.第二種機轉可能是三套體的修復（trisomic rescue）。
- 自我修復的機制，作者提出幾種可能：
- 三套體的修復（trisomic rescue）目前機轉仍未被完全解開，推測可能為anaphase lagging（一條染色體在分裂過程中沒有成功分配入子細胞中）或是在早期分裂時nondisjuction（兩條相同的染色體被置入同一個子細胞中）。
PGS目前在臨床上，可協助高齡、多次試管嬰兒失敗、或習慣性流產的夫妻初步篩檢胚胎染色體，希望能降低與避免染色體異常的風險，但任何篩檢仍有需改進研究的地方，作者建議在第三天的胚胎至少取兩個細胞來增加PGS診斷的準確性，而目前也慢慢發展成第五天胚胎採取滋養層細胞（TE biopsy）進行PGS，以期能增加可參考之細胞數、準確率，並減少對胚胎的傷害。每對準爸媽心裡忐忑的都是心肝寶貝的健康，在生殖科技日新月異的今天，送子鳥也開始提供PGS的服務，期許乘風飛來的小天使們都能帶給妳（妳）們最大的幸福與喜樂。
參考資料
- Shiri Barbash-Hazan, Tsvia Frumkin, Dalit Ben-Yosef et al., Preimplantation aneuploid embryos undergo self-correction in correlation with their developmental potential. Fertility and Sterility. 2009, 92(3), 890-895.
