钻石培养皿告别试管婴儿反复失败

发布时间:2018-01-26

去年网上流传着一张关于受精的诙谐图片:如果你抱怨生活这么艰辛,那当年的那场游泳比赛你就不该拿第一。最近,来自德国乌尔姆大学(Ulm University in Germany)的一项研究或许会让你更没有理由喊累。

目前,体外受精在难孕症治疗中发挥着越来越重要的作用。体外受精获得的孩子就是人们通俗上说的“试管婴儿”。这项技术一直是不能通过自然方式受孕妇女的一个福音。但目前就我国而言,各大医院试管婴儿的成功几率并不高,平均仅30%左右。

最近,德国乌尔姆大学的物理学家Andrei Sommer领导的一项研究发现,人类精子细胞在钻石包被(a diamond petri dish)的培养皿上存活的时间和运动活性,都高于在传统的聚苯乙烯培养皿上,而且用近红外光照射也能提高精子的活性,两者单独或者联合使用能够提高体外受精的成功几率。这对难孕症的治疗具有重要的意义。

传统的体外受精过程是分别将精子与卵母细胞取出,置于培养液内使精子钻入卵母细胞内形成受精卵,然后再将该受精卵移植回母体的子宫内。临床上通常是在培养皿上完成体外受精的,而目前常用的培养皿几乎都是以聚苯乙烯为原料生产的。

像任何类型的细胞一样,精子在代谢过程中也会产生对细胞有损害作用的活性氧类(ROS)。活性氧由于含有未配对的电子,因此化学性质非常活跃,会与细胞膜、细胞内的蛋白质、脂质等相互作用,引起一系列交联反应,对细胞甚至机体造成各种损伤。在体内,活性氧会与周围的物质相互作用,过程中会得到或失去一个电子而变成稳定的结构,失去损伤细胞的能力。

聚苯乙烯材料会在其表面形成一道胶状的纳米厚度的水膜的性质,但这层水膜会阻碍活性氧与周围物质的相互作用,因此不利于活性氧的中和消除。

一般来说,样品中精子的运动活性越高,体外受精成功几率越高,怀孕率也越高。

由于钻石的表面形成的是一层光滑的水膜,不会阻碍自由基与周围物质的相互作用,可以保护细胞免受自由基的伤害。因此Sommer和他的同事们好奇,将精子培养于像钻石这类材料的表面,是否会提高体外受精的成功几率呢?

于是研究人员用少于一个微米的超薄钻石层包被石英培养皿,并将人的精子培养于其中,并在聚苯乙烯包被的培养皿上重复相同的实验作为对照。这些精子细胞的活性被分成从A(快速运动,最可能受精)到D(完全不动,不能受精)四个等级。

放置一个小时后,他们发现钻石包被的培养皿中A等级精子的数目是聚苯乙烯培养皿中A等级精子数目的300%。该项研究结果发表在了转化医学年报《Annalsof Translational Medicine》上了。Sommer解释说,这可能是因为在钻石包被的培养皿表面,活性氧类不能聚集,很快地就被转变为中性的物质,失去损害细胞的能力。

以前也有研究表明,特定波长的光,如波长670纳米的光(在可见光谱的红光末端),可以提高细胞内线粒体产生ATP(三磷酸腺苷)的含量,这使细胞更加具有活力。于是,该团队又测试了光照对精子活性的影响。经过三十分钟该波段光的照射下,研究人员发现,实验组A级精子的数目是对照组的两倍。

这些研究结果表明,钻石包被的培养皿和近红外光照射的联合使用,将会使精子存活时间更长,运动活性更高,进而显著提高体外受精的效率。

 

当然,钻石包被的培养皿的价格比较昂贵,像研究中用到的培养皿的价钱大概在100美元左右。但Sommer表示,考虑到体外受精大概要花费10,000美元甚至更多的时候,这个培养皿的价钱还是可以接受的。

美国俄亥俄州克利夫兰诊所生殖医学中心的生物学家Ashok Agarwal说,这项研究不仅有趣,而且对生殖生物学的发展有重要的意义。

但是有一些研究人员担心钻石会对精子和受精卵造成损伤。Sommer也回应说,研究中确实会涉及到纳米钻石颗粒进入精子细胞的现象,但如果精子细胞位于惰性钻石粒子表面则不会发生这种情况。尽管如此,该研究结果离临床应用还有很长的路要走。

也许未来,获得一个健康的试管婴儿是从先订购一个钻石包被的培养皿开始的。

对于钻石培养皿可能是一个传说,未来是否可行还有点研究,对于试管婴儿反复失败的家庭,又应该如何选择呢?

要不要做三代试管婴儿PGS胚胎植入前染色体筛查?

一般人群中有1/5―1/4患有遗传性疾病,平均每人携带5―6个隐性基因。但是不是所有问题都会影响孩子的健康,也不是所有问题都能够被PGS/PGD技术检出!

一、染色体问题有多严重?

首先要说明的是,能够顺利出生的健康婴儿其实只是冰山一角,大多数有染色体异常的胚胎都会不着床、流产、或者胎停育,被自然淘汰。99%的流产是胎儿的原因,而不是母体的原因。

统计数据表明:

· 在受精卵阶段,染色体异常比例为45%

· 成功着床的胚胎,染色体异常比例为25%

· 度过第一妊娠期的胚胎,染色体异常比例为15%

如果夫妇双方没有已确诊的染色体问题,一般患者都建议采用标准方案即可。如果夫妇双方有明确的遗传病史,或曾经流产或生育过有染色体问题的孩子,请提供检测报告,我们会为您建议合适案。

四、胚胎采样技术降低风险

第三代试管婴儿培养:

1)在第三天初期胚上打孔:从培养箱中取出胚胎,在专用显微操作台上用特定装置将胚胎固定 ,然后用激光切除法在胚胎透明带的合适位置上开一小孔,切除透明带时避免损伤到内部细胞。

2)胚胎继续培养到第五天,形成囊胚:胚胎不断分裂成长时,有部分细胞从开的小孔中渗出,从渗出细胞中吸取一个细胞进入微细导管中。

3)将取出的细胞送检:通过染色体提取和分析,判断该胚胎有无遗传疾病和鉴定胚胎性别,通常检测结果需要2-4周。

4)将囊胚冷冻存储:所有囊胚都将被冷冻存储,等到染色体结果出来后,患者可以选择胚胎进行移植。

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