ICSI(二代試管嬰兒)技術(shù)的前世今生
來源 :美亞國際生殖醫(yī)療發(fā)件人 :時間 :2023-03-09
ICSI (Intracytoplasmic sperm injection)即卵胞漿內(nèi)單精子顯微注射技術(shù),也就是通常所說的第二代“試管嬰兒”,是借助顯微操作系統(tǒng)將單一精子注射入卵子內(nèi)使其受精的一種技術(shù)。自從1992年通過該技術(shù)的首例試管嬰兒誕生之后,該技術(shù)的適用范圍越來越廣泛。但該技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了怎樣的一個過程呢?
一、透明帶鉆孔(Zona drilling,ZD):
透明帶鉆孔技術(shù)最早由Gordon和Talansky在1986年提出,該技術(shù)使用一種酸性溶液對固定的成熟卵子進行預處理,在卵子的透明帶上形成一個局部的孔洞,然后與精子進行授精。該技術(shù)可用于少、弱精子癥患者,提高卵子受精率。但該技術(shù)不能用于不運動的精子,由于人卵子對酸性溶液非常敏感,酸處理后的卵子會受到一定程度的損傷,從而增加卵子退化率,損傷胚胎后期發(fā)育潛能。此外,透明帶鉆孔后形成的孔徑還可導致多精受精。由于上述多種缺陷,這種方法不久就停止了。
二、透明帶部分切除(Partial zona dissection,PZD):
透明帶部分切除技術(shù)也被稱為透狀帶切割或透明帶開口。該技術(shù)用固定針固定卵子,用纖細玻璃或金屬顯微針穿過透明帶,然后把卵子從固定針中釋放出來,通過擠壓,在透明帶上產(chǎn)生一條裂縫。目前,已有激光技術(shù)作為替代方法用于透明帶開口。然而該方法因為需要相對較高數(shù)量的前向運動精子,而且多精子的發(fā)生率也很高。與傳統(tǒng)第一代試管嬰兒相比,該方法的正常受精率不穩(wěn)定而且普遍較低,也不令人滿意,因而該技術(shù)在上個世紀九十年代產(chǎn)生并沒有被廣泛應(yīng)用。
三、透明帶下授精(Sub-zonal injection,SZI或SUZI):
透明帶下授精出現(xiàn)在上世紀九十年代初期,是通過將微量精子注射到卵周間隙或透明帶下進行授精的一種方法。該方法一般將5-8個精子注入到去除顆粒細胞成熟卵子的卵周間隙中,以便在膜融合過程中篩選出生物學特征正常的精子。該技術(shù)避免了精子穿過透明帶的過程,因此可以適用于活力極差的精子。然而,透明帶下授精技術(shù)的受精率與之前技術(shù)的受精率相似,多精受精仍是一個突出的問題,有學者報道該技術(shù)有超過30%的多精受精。因此與前述兩種方法一樣,透明帶下授精技術(shù)也沒有被普及。
總的來說,透明帶鉆孔、透明帶部分切除、透明帶下授精三種技術(shù)最大的缺點是正常受精率低,通常不能達到20%。同時具有高的多精受精率。正是在這樣的背景下,新的授精技術(shù)ICSI (Intracytoplasmic sperm injection)即卵胞漿內(nèi)單精子顯微注射技術(shù)產(chǎn)生了。
ICSI是借助顯微操作系統(tǒng)將單一精子注射入卵子內(nèi)使其受精的一種方法。ICSI技術(shù)對精子的要求低,不僅活動精子,就是不動精子和畸形精子都可獲得良好的受精率,同時避免了多精受精的發(fā)生。1992年,人類第一個由ICSI技術(shù)孕育的嬰兒在比利時出生,代表了輔助生殖領(lǐng)域的重大突破,ICSI技術(shù)在世界范圍內(nèi)從此得到了廣泛的應(yīng)用。
在ICSI應(yīng)用的過程中,有些卵子膜的韌性很差,顯微操作很易造成卵子的損傷,為了克服這一困難,提高ICSI的效率,一種新的壓電驅(qū)動破膜設(shè)備應(yīng)運而生,該設(shè)備使用平坦針口完成卵膜破裂,以減少卵膜損傷;該技術(shù)無需抽吸卵漿,使卵子產(chǎn)生的扭曲最小,對卵子的創(chuàng)傷遠小于ICSI的傳統(tǒng)破膜方法;同時該技術(shù)可明顯提高卵子的正常受精率。目前該設(shè)備應(yīng)用于人卵子ICSI操作,無需任何激活處理即可獲高的受精率和胚胎發(fā)育率。
透明帶鉆孔技術(shù)最早由Gordon和Talansky在1986年提出,該技術(shù)使用一種酸性溶液對固定的成熟卵子進行預處理,在卵子的透明帶上形成一個局部的孔洞,然后與精子進行授精。該技術(shù)可用于少、弱精子癥患者,提高卵子受精率。但該技術(shù)不能用于不運動的精子,由于人卵子對酸性溶液非常敏感,酸處理后的卵子會受到一定程度的損傷,從而增加卵子退化率,損傷胚胎后期發(fā)育潛能。此外,透明帶鉆孔后形成的孔徑還可導致多精受精。由于上述多種缺陷,這種方法不久就停止了。
二、透明帶部分切除(Partial zona dissection,PZD):
透明帶部分切除技術(shù)也被稱為透狀帶切割或透明帶開口。該技術(shù)用固定針固定卵子,用纖細玻璃或金屬顯微針穿過透明帶,然后把卵子從固定針中釋放出來,通過擠壓,在透明帶上產(chǎn)生一條裂縫。目前,已有激光技術(shù)作為替代方法用于透明帶開口。然而該方法因為需要相對較高數(shù)量的前向運動精子,而且多精子的發(fā)生率也很高。與傳統(tǒng)第一代試管嬰兒相比,該方法的正常受精率不穩(wěn)定而且普遍較低,也不令人滿意,因而該技術(shù)在上個世紀九十年代產(chǎn)生并沒有被廣泛應(yīng)用。
三、透明帶下授精(Sub-zonal injection,SZI或SUZI):
透明帶下授精出現(xiàn)在上世紀九十年代初期,是通過將微量精子注射到卵周間隙或透明帶下進行授精的一種方法。該方法一般將5-8個精子注入到去除顆粒細胞成熟卵子的卵周間隙中,以便在膜融合過程中篩選出生物學特征正常的精子。該技術(shù)避免了精子穿過透明帶的過程,因此可以適用于活力極差的精子。然而,透明帶下授精技術(shù)的受精率與之前技術(shù)的受精率相似,多精受精仍是一個突出的問題,有學者報道該技術(shù)有超過30%的多精受精。因此與前述兩種方法一樣,透明帶下授精技術(shù)也沒有被普及。
總的來說,透明帶鉆孔、透明帶部分切除、透明帶下授精三種技術(shù)最大的缺點是正常受精率低,通常不能達到20%。同時具有高的多精受精率。正是在這樣的背景下,新的授精技術(shù)ICSI (Intracytoplasmic sperm injection)即卵胞漿內(nèi)單精子顯微注射技術(shù)產(chǎn)生了。
在ICSI應(yīng)用的過程中,有些卵子膜的韌性很差,顯微操作很易造成卵子的損傷,為了克服這一困難,提高ICSI的效率,一種新的壓電驅(qū)動破膜設(shè)備應(yīng)運而生,該設(shè)備使用平坦針口完成卵膜破裂,以減少卵膜損傷;該技術(shù)無需抽吸卵漿,使卵子產(chǎn)生的扭曲最小,對卵子的創(chuàng)傷遠小于ICSI的傳統(tǒng)破膜方法;同時該技術(shù)可明顯提高卵子的正常受精率。目前該設(shè)備應(yīng)用于人卵子ICSI操作,無需任何激活處理即可獲高的受精率和胚胎發(fā)育率。