配子和胚胎在超低溫環境中,代謝幾乎處於靜止狀態,細胞形態和功能皆可維持在冷凍前水準,解凍復甦後再通過移植進入人體,仍然可以獲得較高的懷孕率,就彷彿被施以魔法的睡美人,靜靜等待王子一吻,甦醒後再度美麗人間。我們利用這一特性可以對胚胎或卵子進行長期保存。

  早在20世紀1980年代,就有醫者嘗試使用不同的冷凍保護劑對人類胚胎進行冷凍和復甦,並成功移植獲得妊娠。自那伊始,人類開啟了對低溫保存胚胎的多角度研究。至今,經過不斷實踐和優化,冷凍保護劑得到不斷改良,冷凍保存技術也日趨完善。冷凍新鮮週期移植後剩餘的優質胚胎,或是結合臨床因素選擇全胚冷凍已然成為各家生殖機構首選的處理方式。而冷凍方法的選擇也逐漸從廣泛使用慢速程式化冷凍方案轉變為使用玻璃化冷凍。

   細胞內的水在-30~-40℃時容易形成冰晶,冰晶體積越大越有可能損傷細胞骨架,造成嚴重且不可逆的影響。因此在冷凍和解凍的過程中,如何避免細胞內大冰晶的形成和重結晶發生,均與復甦率息息相關。換而言之,控制溫度上升或下降的速率是保證胚胎或卵子冷凍復甦成功與否的關鍵。

  所謂玻璃化冷凍技術,是採用更高濃度的冷凍保護劑處理細胞,快速降溫使細胞內外的液體均達到玻璃化狀態。由於玻璃化過程中溶液由液相直接轉化為玻璃態,不形成冰晶,從而避免了冰晶對細胞的物理化學損傷。所以無論是玻璃化冷凍還是復溫,要求越快越好。這種冷凍方法無需動用專用設備,且冷凍過程歷時較短,相比於程式化冷凍而言,不僅降低了設備故障帶來的風險,還縮短了冗長的操作時間,使工作效率變得更高。作為患者最關心也是最關鍵的一點,是玻璃化冷凍法適用於人類各個時期的胚胎和卵母細胞的凍存。現如今有越來越多的研究已指出,玻璃化冷凍卵母細胞和囊胚的復甦存活率顯著優於慢速冷凍。隨著近年來玻璃化冷凍愈發廣泛的應用,卵裂期胚胎的玻璃化效果也引起業界更多關注,而傾向於利用玻璃化進行卵裂胚凍存的文獻也日益增加。

  玻璃化冷凍時需要先將胚胎或卵子放入含較低濃度的冷凍保護劑中平衡一段時間,使細胞逐步脫水,滲透性冷凍保護劑滲入細胞內,再將胚胎或卵子置於較高濃度的冷凍保護劑中,短時間內即須裝載到冷凍載杆上,並迅速投入液氮中,急速降溫至-196℃。解甦時則要控制較快的升溫速度,將胚胎或卵子放於含一定濃度非滲透性保護劑的溶液中,是滲透性保護劑逐漸從細胞內置換出來,而水分逐漸滲入細胞內,最終完成胚胎或卵子的復甦,恢復至冷凍前的正常生理狀態,短期培養之後即可進行移植。

  基於對冷凍技術長期安全性的考量,國內外學者開展了多項隨訪研究,目前的研究結果多提示凍融胚胎在生長發育和子代健康狀況與新鮮胚胎不存在明顯差異。也有解凍移植了凍存十幾年的胚胎後成功受孕的新聞報導。

  受到生理特徵限制,越來越多的女性提出了生育力儲備的需求。胚胎冷凍作為臨床治療中常規的方法,其優點多多:為移植失敗或流產患者提供再次移植的機會,避免反復接受超排卵治療帶來的刺激,也可為患者縮減費用;若新鮮週期不適宜移植,可先冷凍胚胎,等待適當的時機再行凍融胚胎移植;避免卵巢過度刺激綜合征的發生;避免植入過多胚胎,有效降低多胎帶來的風險。此外卵母細胞的冷凍技術也日漸成熟,適用於IVF治療週期中因先生無法在取卵日取得精子而取消授精的案例。有資質的生殖機構建立卵子庫可以幫助那些暫時不想生育的女性保存年輕健康、最有活力的卵子。另外對於卵巢功能早衰或是年輕的腫瘤患者而言,近年來關於卵巢組織冷凍的研究或許能為女性生育力保存提供新的思路。玻璃化冷凍胚胎、配子及卵巢組織都需要繼續開展遠期觀察,這條路上我們任重道遠。​​​​

作者為廈門安寶醫院劉秀鳳醫師

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