比較現行主流平台所得之胚胎染色體檢測新見解

文/茂盛醫院 陳建宏博士、李俊逸醫師

相關文獻已證明：至少一半的早期流產為胚胎具非整倍染色體所致。因此，在人工生殖療程中，移植前準確地診斷胚胎染色體狀態，有其必要性。目前臨床使用最廣泛的胚胎著床前染色體篩檢 (preimplantation genetic testing for aneuploidy, PGT-A) 平台為次世代定序法 (next-generation sequencing, NGS)，該檢測平台可顯著降低流產風險，並呈現其效益於改善活產率及減少懷孕所須時間。再者，隨著平台的解析度提高，PGT-A分析已非單純地診斷胚胎為整倍體或非整倍體的二元結果，更多的染特體異常資訊被揭露與分類，諸如：完整染色体非整倍體 (whole chromosome aneuploidy, WCA)、部分染色体非整倍體 (segmental aneuploidy, segA)、完整染色體嵌合體 (whole chromosome mosaicism, WCM)、部分染色體非整倍體 (segmental mosaicism, segM) …等。然而，相關文獻提出：以滋養葉 (trophectoderm, TE) 細胞分析所得的結果可能無法百分之百準確地判別胚胎的實際狀態，更甚者為該PGT-A異常胚胎的內細胞群 (inner cell mass, ICM) 有可能為正常的整倍體，是以移植後亦有發育成正常胎兒的報導，表明利用NGS分析平台所得之結果可能存在不確定性或變異性。

本盲測前瞻性世代研究 (Blinded prospective cohort study) 為釐清NGS平台診斷胚胎染色體狀態的準確度與預測力，嘗試將已知NGS分析結果之胚胎 (n = 100) 再次分切成四份進行採樣，其中包含40顆WCA、20顆WCM、20顆segA與20顆segM胚胎，樣品經去聯結並隨機分配編號後送至外部實驗室，以獨立的單核苷酸多態性微陣列 (single nucleotide polymorphism array, SNP array) PGT-A平台另行分析胚胎染色體狀態，並藉由重複檢測結果之比例判定染色體嵌合體。

由結果得知，(1) 95%的WCA胚胎於SNP array結果仍呈現WCA，但5%被判定為整倍體；(2)僅25%的WCM胚胎於SNP array結果仍呈現WCM，其餘35%被判定為整倍體、15% 被判定為WCA、10%被判定為segA與15% 被判定為segM；(3)僅45%的segA胚胎於SNP array結果仍呈現segA，其餘30%被判定為整倍體、5% 被判定為WCM與20%被判定為segM;；(4)僅15%的segM胚胎於SNP array結果仍呈現segM，其餘65%被判定為整倍體、10%被判定為WCM與0%被判定為segA (Fig. 1)。總的來說，NGS診斷為非整倍體胚胎 (包含WCA與segA) 中有13% (8/60) 於SNP array分析中呈現整倍體結果，而NGS診斷為鑲嵌體胚胎 (包含WCM與segM) 中有50%於SNP array分析中呈現整倍體結果。


再者，相較於NGS判定之segA染色體片段刪減 (chromosomal delections) 胚胎，segA染色體片段重複(chromosomal duplications) 胚胎於SNP array分析中具至少一次整倍體結果的比率較高 (87.5% vs. 33.3%)，以至於SNP array檢測結果一致性顯著降低 (12.5% vs. 66.7%) (P < 0.03, Fig. 2)。



 

依據NGS與SNP array PGT-A分析結果可知，WCA之診斷於NGS與SNP array具高度一致性，意即NGS之WCA診斷結果對於胚胎染色體狀態具高度預測力，並不建議將WCA胚胎進行移植。然而，其餘NGS診斷之異常結果對於胚胎染色體狀態的判定能力仍可能具有一定討論空間，於是NGS與SNP array判定結果一致性隨之下降。就現行最先進PGT-A技術而言，無論NGS或SNP array均有其優勢及局限性，如SNP array具備檢測單親二倍 (uniparental disomy)，但其結果僅可判斷整倍體與非整倍體；而NGS則具備高度敏感性便於檢測嵌合體胚胎，且因其相對所需人力與成本較低，成為現今世界上檢測胚胎染色體狀態的主流方式。依據本篇研究所述，比較兩種平台之檢測結果，這項研究提供了有關TE細胞之PGT-A對於預測胚胎染色體狀態能力的重要見解，進一步證明經過NGS診斷的WCM、segA和segM胚胎可能具一定胚胎移植之可能性。

References

Cascante SD, Besser A, Lee HL, Wang F, McCaffrey C, Grifo JA. Blinded rebiopsy and analysis of noneuploid embryos with 2 distinct preimplantation genetic testing platforms for aneuploidy. Fertil Steril. 2023 Dec;120(6):1161-1169. doi: 10.1016/j.fertnstert.2023.08.010. Epub 2023 Aug 11. PMID: 37574001.