臨床胚胎師:試管治療的關鍵作用
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婴儿从笔记本电脑学习

臨床胚胎師:實驗室工作内容簡單匯總

Dr. Azita Hengameh Nazari

總結

你有没有想过谁是临床胚胎学家或者他们整天在实验室做什么? 本文的目的是简要回顾实验室临床胚胎学家的任务和技能。 它将谈论他们采用的技术,称为体外受精 (IVF)。 它介绍了他们在体外受精中使用的程序、方法和设备,以选择和匹配合格的精子和卵母细胞。 然后它解释了他们创造胚胎的过程,为他们的成长准备一个良好的环境,将最好的胚胎转移回女性体内,并决定如何处理剩下的。 这表明控制和维护实验室的质量与胚胎学家的其他程序一样重要。 他们的决定和表现在程序的每一步都非常重要,并且需要精确。

介紹

用于在女性体外操纵卵母细胞(卵子)的技术称为辅助生殖技术(ART)。 但是,使用最多的技术称为体外受精(IVF)。 试管婴儿通常是有不育问题的夫妇的最佳治疗方法(Speroff & Fritz,2005)。 试管婴儿实验室是试管婴儿中心最重要的部分,因为它是大多数这些治疗发生的地方。 因此,所有的设备、用品、环境和环境都必须为程序做好准备。 然而,即使一切准备就绪,如果没有高素质和经验丰富的实验室人员(在这种情况下被称为临床胚胎学家)的辛勤工作,任何事情都无法取得进展。临床胚胎学家是把大部分时间和精力都花在实验室里创造生命的科学家。 他们的主要目标是帮助不孕症患者实现生孩子的梦想。 他们在实验室里忙碌了一整天,运用他们的微操作技能,检查二氧化碳 (CO2) 培养箱,小心地将配子和胚胎从一种培养基转移到另一种培养基,进行详细的质量控制等等。 在他们收到精子和卵母细胞后,胚胎学家会尽最大努力让他们为彼此做好准备。 它们匹配合格的精子和卵母细胞,并融合它们以产生胚胎。 为此,他们一丝不苟地遵循某些程序和规则。

取卵和評分級別

在医生开始取卵之前,胚胎学家确保一切都为配子的到来做好了准备。一切都应该几乎像母亲的身体。所以他们检查房间、培养箱和显微镜台的温度。此外,对于卵子和胚胎,房间的灯光必须随时调暗。所有的培养基和菜肴都准备好迎接卵母细胞。医生吸出卵泡液和卵母细胞,然后将试管中的吸出物和冲洗液交给胚胎学家。在显微镜下,胚胎学家立即检查液体并寻找它们。如果他们发现它们,他们会立即将它们清洗并转移到为它们准备好的施肥培养基中,然后将它们转移到培养箱中,以供以后检查和分级。将成熟的卵母细胞置于培养箱中 2-8 小时,直至授精。未成熟的卵母细胞需要更多时间,大约 24-35 小时,才能成熟并准备好进行授精(Jones, H., Jones, G., Hodgkin, & Rosenwaks, 1986)。对卵母细胞进行分级取决于它们受精的方式。 如果使用常规授精方法,它们将按原样分级,周围有积云和辐射电晕。 通常成熟的看起来像一个美丽的太阳,周围有清晰的扩展光线。 如果授精方法是胞浆内精子注射 (ICSI),则胚胎学家需要自己检查卵母细胞,而卵母细胞周围没有卵丘或电晕。 为此,他们首先用注射器机械清洁卵母细胞周围的细胞,然后用一种称为透明质酸酶的酶将它们剥离几秒钟以完成清洁。 透明质酸酶是一种酶,通常在受精过程中由精子头部释放,以溶解细胞周围的卵母细胞,使其与卵母细胞结合。现在胚胎学家在显微镜下可以清楚地看到卵母细胞,他们可以对它们进行分级。 附有极体的球形卵母细胞称为成熟卵母细胞,可在 2-8 小时内进行授精。 呈球形但没有极体的卵母细胞称为未成熟卵,应在孵化器中静置24小时,才有机会成熟。 此外,如果卵母细胞破裂,或没有球形和极体,则被认为是异常的,将被丢弃。

精子準備和評估

精子準備通常由研究男性不育症的临床科学家完成,他们被称为男科医师。 但是,如果它们不可用,胚胎学家可以處理精子。 精液样本经过处理,可将精子与细胞和碎片分离。 如果男性伴侣无法射精或射精中很少或没有精子,通常会由医生进行精子抽吸。 胚胎学家检查精子的质量和数量,并决定它们是否适合受精。 他们检查精子的形态,看看他们的身体外观、运动性、注意力和游泳速度是否正常或异常。 如果精子数量和质量正常,可以考虑进行常规授精。 否则,精子将被直接注入卵母细胞,因为它们本身无法穿透卵母细胞。

受精

如果精子质量和数量都很好,将用于常规授精; 否则,将执行 ICSI。 常规授精是指用合格的精子孵化成熟的卵母细胞。 Speroff 和 Fritz (2005) 建议“通常,每个卵母细胞与 50-100,000 个活动精子一起孵育”(第 1234 页),以获得所需的结果。 因此,胚胎学家在装有受精培养基的培养皿中将每个卵母细胞与该数量的精子一起孵育约 12-18 小时。 在此期间,当精子穿透卵母细胞并将它们融合在一起时,可能会发生受精。如果精子数量低,将进行 ICSI。 ICSI 程序在体外受精中非常有效,Gardner、Weissman、Howles 和 Shoham(2004 年)报告说:“ICSI 能够实现更高的受精率和妊娠率,无论精子特征如何,使其成为迄今为止治疗男性的最强大的操作程序。 因素不孕症”(第 171 页)。 胚胎学家挑选一个精子; 固定它,首先将其拉入移液管尾部,以便头部可以首先插入卵母细胞。 卵母细胞应稳定在另一侧,使极体处于 12 点或 6 点钟位置。 然后胚胎学家将精子头注入卵母细胞内的 3 点钟位置。 注射后,这些卵母细胞也需要在培养箱中放置 12-18 小时。18 小时后,胚胎学家会检查它们是否受精。 受精的结果是一个称为合子的细胞。 此时需要检查受精卵的原核状态。 通过常规授精产生的受精卵被一层冠状细胞覆盖,需要将它们移除以观察卵母细胞以进行分级。 然而,作为 ICSI 结果的 zygote 已经是干净的。 如果受精卵是正常的,胚胎学家可以看到它里面有两个原核,表面有两个极体。 这两个原核通常称为 2PN。 胚胎学家总是仔细检查原核,如果他们看到 3PN,他们就知道受精卵不正常并丢弃它(Jones 等,1986)。 受精过程通常需要 24 小时,并以第一次卵裂结束。 合子现在称为胚胎,称为胚胎。

培養和胚胎分級

胚胎学家确保一切都准备好进行胚胎培养。 它们使环境做好准备,使胚胎感觉它们正在母亲体内分裂。 培养基及其 pH 值、胚胎组大小、氧气和二氧化碳对胚胎培养很重要(Gander 等,2004)。 通常胚胎在授精或 ICSI 后 25-27 小时(第一天)内分裂并达到 2 个细胞阶段。 在 48 小时(第 2 天)内,它们达到 4-6 个细胞阶段,在 72 小时(第 3 天)内达到 8 个或更多细胞阶段,在第 4 天桑椹胚和第 5 天囊胚。第 1-3 天的分级系统在不同的 IVF 中心可能有所不同,但重点是要考虑每天卵裂球或细胞的数量、卵裂球的大小和细胞质破碎程度。 即使大小的卵裂球和最小的碎片意味着胚胎的质量更好。 如果胚胎移植发生在第 3 天,这种分级尤其重要。胚胎学家每天都非常仔细地观察和检查每个胚胎,以便他们可以挑选出最合格的胚胎用于移植到患者体内。如果移植在第 3 天没有发生,那么它会持续到第 5 天,此时胚胎变成囊胚。 通常,胚泡根据其扩张程度、孵化状态、内细胞团 (ICM) 发育及其滋养外胚层形成进行分级。 具有紧密堆积的 ICM 和滋养外胚层的完整囊胚与许多健康细胞形成粘性上皮通常被认为是转移的良好候选者(Veeck 和 Zaninovic,2003,p.104)。

胚胎移植

在移植当天,胚胎学家会为指定的患者挑选最合格的一个或多个胚胎。 当患者处于正确位置时,胚胎学家将胚胎吸入导管并将其交给医生将它们转移到子宫中。 移植程序完成后,医生将导管交还给胚胎学家以冲洗并检查材料。 通过这种方式,他们可以确保胚胎是否已成功转移。 如果有任何机会,任何胚胎返回导管中,他们将再次重复该过程。

胚胎培養和解凍

配子(卵子和精子)、受精卵和胚胎的冷冻保存或冷冻和解冻或解冻可以增加一次卵子的怀孕机会。大多数情况下,患者的胚胎过多,胚胎学家建议进行冷冻保存。冷冻胚胎使患者有机会决定他们将来是否要使用它们。一些中心在它们是具有 2PN 的受精卵时冻结额外的部分,而一些在胚泡阶段冻结。然而,Gardner 等人 (2004) 指出“胚胎在解冻和转移后以可接受的速度冷冻并植入。从 2 细胞到囊胚,几乎任何卵裂期标本都可以成功冷冻。冷冻胚胎相当方便,因为没有紧急的时间考虑”(第 270 页)。冷冻精子通常是男科医生的工作,他们冷冻精液,精液是含有精子的男性生殖液。卵母细胞冷冻可能对许多胚胎冷冻有问题的人有很大帮助。然而,由于卵母细胞独特的生物学特性,冷冻卵母细胞并不容易。最近,一种称为玻璃化冷冻的新技术已显示出冷冻卵母细胞的前景。在一些体外受精中心,胚胎学家已经开始使用这种技术并取得了良好的结果,需要更多的研究来优化该技术(Gardner 等,2004)。

胚胎植入前基因篩查

植入前基因检测 (PGT) 是指可以在植入前评估卵母细胞或胚胎的程序。 它可以帮助许多有遗传遗传异常孩子风险的夫妇。 它还揭示了胚胎的性别。 如果夫妻有兴趣,胚胎学家可以从胚胎中取出一个或多个细胞以供以后评估。 该过程非常敏感,胚胎学家必须精通显微操作,才能在不损坏胚胎的情况下去除细胞。 将对细胞进行染色体分析,并将结果报告给胚胎学家。 如果胚胎异常,胚胎学家会通知夫妇,他们可以选择是否丢弃它们。

質量監控

胚胎学家最重要的任务之一是控制和维持胚胎学实验室的质量。根据 Cuting、Pritchard、Clarke 和 Martin 的说法,为了在 IVF 实验室保持高标准的实践,胚胎学家需要建立质量控制系统(2004 年)。例如,应定期检查所有设备并接受维护。应定期清洁抽油烟机,并设置和检查培养箱的温度、二氧化碳、水盘液位及其警报。根据 Mayer 等人的说法。 (2003) “常见 QC 的一个例子是在日线图上记录冰箱温度。这些测量值与之前定义的可接受限值范围进行比较”(引言部分,第 1 段)。所有材料都必须无毒,因此胚胎学家在使用它们之前会对其进行测试。大多数实验室使用“小鼠试验”来检查材料的质量。大多数与人类配子和胚胎接触的材料,如溶液、培养皿、导管等都经过测试。以与人类胚胎相同的方式在这些项目中培养双细胞小鼠胚胎,并监测结果。胚胎学家观察以确保小鼠胚胎从两个细胞阶段生长到孵化的囊胚阶段。如果一定数量的小鼠胚胎没有达到囊胚阶段,则该项目失败。在这种情况下,那些未通过测试的材料将被送回他们的公司。

結論

世界各地的许多不孕症患者來到 IVF 試管中心希望他们的生孩子梦想成真。 任何体外受精中心的核心部分是临床胚胎学家工作的胚胎学部门。 临床胚胎学家是勤奋的科学家,他们利用自己的技能完成敏感的任务。 他们的任务包括卵子收集、精子制备、配子和胚胎分级、受精、胚胎培养、胚胎移植、配子和胚胎的冷冻和解冻、PGD 和质量控制。 他们需要准确地一步一步地遵循程序。 每一步都是挑战,需要高素质的胚胎学家才能取得令人满意的结果。

參考

1.Cutting, R. C., Pritchard, J., Clarke, H. S., & Martin, K. L. (2004). Establishing quality control in the new IVF laboratory. Human Fertility, 7(2): 119-125.2.Gardner, D. K., Weissman, A., Howles, C. M., & Shoham, Z. (Eds.). (2004). Textbook of assisted reproductive techniques: Laboratory and clinical perspectives (2th ed.). Landon, New York: Taylor & Francis.3.Jones, H. W., Jr., Jones, G. S., Hodgkin, G. D., Rosenwaks, Z. (Eds.). (1986). In vitro fertilization. Norfolk: Williams & Wilkins.4.Mayer, J.F., Jones, E.L., Lacy, D.D., Nehchiri, F., Muasher, S. J., Gibbons, W. E., & Oehniger, S. C. (2003). Total quality improvement in the IVF laboratory: Choosing indicators of quality. Reproductive BioMedicine Online, 7 (6), 695-699. Retrieved from http://www.rbmonline.com/article5.Speroff, L., Fritz, M. A. (2005). Clinical gynecologic endocrinology and infertility (7th ed.). Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins.6.Veeck, L. L., Zaninovic, N. (2003). An atlas of human blastocysts. New York, London: The Parthenon Publishing Group.
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