受精及胚胎早期卵裂阶段的形态学与染色体之间的关系

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1、受精及胚胎早期卵裂阶段的形态学与染色体之间的关系江苏医药2000年第5期第26卷综　述作者：徐珉　刘嘉茵单位：（210029　南京医科大学第一附属医院妇产科　江苏省生殖医学重点实验室）　　自第一例试管婴儿Brown诞生以来，体外受精与胚胎培养技术得到了飞速的发展，现在许多不孕症治疗中心采用序贯培养技术已经能将胚胎培养至囊胚阶段。无论是早期对4～8细胞的胚胎进行胚胎移植（Embryotransfer，ET），还是最新的囊胚培养和辅助孵出（Assistedhatching，AH）后ET，人们主要是根据每个胚胎的形态学指

2、标来判断其质量的优劣。这些形态学指标大致包括：原核的形成时间及形态、卵裂速度、卵裂球的形态数量、细胞碎片的多少、胞浆的性质及透明带的厚度等等。这种以形态学为标准的选择有很大的主观性，并且人们也无法了解其内部的染色体情况。　　卵裂球活检及单细胞PCR、荧光原位杂交（Fluorescencein-situhybridization，FISH）技术的联合运用，使得人们能够在胚胎种植前了解其内部基因和染色体的情况。单细胞PCR技术主要用于诊断单基因遗传病［1］，FISH主要用于判断是否存在染色体异常［2］。本文主要介绍目前

3、运用FISH技术研究胚胎形态与染色体异常所得的一些认识。　　一、FISH技术　　荧光原位杂交是将荧光物质直接标记到核苷酸探针上，在适当条件下与制备好的靶DNA杂交，杂交后洗脱非特异性杂交探针；由于在探针杂交的位置形成荧光，通过荧光显微镜可以直接观察染色体数量的异常。荧光原位杂交具有敏感、快速的特点，如果用多种颜色标记的不同探针进行杂交，还具有同时显示多条染色体的优点：不仅能显示中期分裂相中染色体，还能显示间期核中染色体的情况。　　二、不同发育阶段胚胎与染色体的关系　　由于不孕症治疗的首要目的是使得病人怀孕，因此大部

4、分形态学好的胚胎被移植入宫腔，而不能用于FISH的研究。除非有特殊要求、或有遗传病史、或女性年龄大于40岁等情况，其胚胎才进行种植前基因诊断（Preimplantationgeneticdiagnosis，PGD），所以目前用于研究的胚胎来源受限。　　1.受精与合子阶段　　对于原核阶段的研究目前数量并不多。1994年，Almeida对体外受精失败的卵细胞研究表明其中47％有染色体异常，但进一步分析提示卵细胞染色体异常与其受精能力之间无明显联系［3］。随后，Almeida在1996年分析了250个原核至8细胞阶段的胚

5、胎，其中46个原核阶段异常的胚胎中染色体异常的发生率是65.2％［4］。1998年，Sadowy等人对X、Y、13、18、21号五条染色体同时杂交证明原核形态不正常与原核形态正常的合子相比，其卵裂过程中嵌合体的发生率明显增高；单精受精合子如果其两原核的直径相差大于4微米与那些直径相差小于4微米的合子相比，卵裂率下降，出现多核卵裂球的比例上升［5］。另外，Pellestor发现三原核的合子中81.9％存在染色体异常［6］。目前对原核形态变异的发生机理仍不清楚，主要认为与卵胞浆不成熟有关。　　2．2～8细胞阶段　　早在

6、1993年，Munne等人运用FISH技术，对X、Y、18、13、21染色体同时进行多色杂交时就发现，在35个胚胎共157个卵裂球中，单精受精但发育异常的胚胎中有70％存在染色体数量异常，主要有嵌合体、多倍体、单倍体，13／21单体、X单体、13／21三体、18三体等各种形式［7］。1994年Munne报道，用X、Y、18染色体探针对131个胚胎共571个卵裂球杂交表明，在发育停滞或形态异常胚胎中56.5％有染色体数量异常，大部分为多倍体或嵌合体，6.1％为X／Y／18单倍体［8］；同年Munne还报道了在163个

7、发育停滞或形态异常的单精受精胚胎中47％出现嵌合体，明显高于形态正常胚胎嵌合体的出现率20％［9］。在一个嵌和型胚胎中，如果染色体异常的卵裂球在总卵裂球比例中＜3／8，这种胚胎中有54％为二倍／四倍嵌和胚胎；如果大部分卵裂球（＞3／8）都有染色体异常，44％为杂合性嵌和体（chaoticmosaics）。1995年Munne分析了正常生长、生长延迟、生长停滞三组胚胎中嵌和体的发生率，分别为30％、44％、47％，其中正常发育胚胎中主要是二倍／四倍嵌和体，而生长停滞胚胎中主要表现为杂合或多倍嵌和型（chaoticor

8、polyploidmosaics）。另外，非整倍体胚胎出现比率也随女性年龄的增加明显上升［10，11］。1995年Pellester运用PRINS技术也证明了形态异常的胚胎中染色体异常的发生率明显高于形态正常的胚胎，其比率分别为86.6％和36.6％［6］。1996年Almeicda论证了在原核阶段、2～4细胞阶段、5～8细胞阶段染色体异常的发生率为65.2