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Research Article
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Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
需要进行胚泡活检和保并口授,以便有效地进行植入前基因检测。一种方法,导致在授精后的第5-7天连续打开区域细胞和检索7-8个营养细胞,限制了所需的操作次数和胚胎在次优环境条件下的暴露。
在IVF周期内进行胚泡活检,通过植入前基因测试获得可靠的基因诊断。然后,理想的工作流程需要一个安全有效的牙化协议,由于诊断技术的周转时间,并在下面的自然周期中在生理子宫内膜上移植选定的胚胎。活检方法包括连续打开区域细胞和检索5-10个营养细胞(理想情况下为7-8)限制所需的操作数量和胚胎在次优环境条件下的暴露。经过适当的训练后,该技术在不同的操作者之间可重复活检的时间(±8分钟,根据每盘的胚胎数量进行活检3-22分钟),获得结论性诊断(+97.5%)和玻璃化加热的花体胚泡转移后活产率(>40%)。活检、硝化和变暖后的存活率高达99.8%。气候变暖后1.5小时的再膨胀率高达97%,主要取决于活检和抗化(理想情况下为±30分钟)、胚泡形态质量和活检日之间的时间。一般来说,最好对坍塌的胚泡进行压化;因此,在非PGT周期中,可以进行激光辅助人工收缩,以诱导胚胎在冷冻保存前崩溃。最有希望的未来观点是,在胚泡培养后对IVF培养基进行非侵入性分析,作为胚胎DNA的假定来源。然而,这种潜在的前卫仍在调查之中,还需要定义和验证一个可靠的协议。
现代人类胚胎学的主要目标是使每个刺激周期的活产数量最大化,并降低成本、时间和实现怀孕的努力。为了实现这一目标,应采用经验证的胚胎选择方法,在IVF周期中获得的一组胚胎中确定具有生殖能力的胚胎。根据最新证据,胚泡培养1结合全面的染色体检测和玻璃化加热的幼倍体胚胎移植(ET)是提高IVF效率的最有效框架2。显然,非倍体试验需要胚胎标本,目前主要代表从营养素(TE)中检索到的细胞,即囊胚中给予妊娠期间胚胎附件(例如胎盘)来源的部分.除了核类型分析,还可以从TE活检中评估单个基因突变,作为称为植入前基因测试的临床策略的一部分(PGT;-A用于非倍体,-SR用于结构染色体重组,-M用于单源性疾病)。其他卵母细胞/胚胎活检方法在过去几十年中已被进行解剖和临床采用,即极性身体活检和卵波粒活检。然而,现在减少了它们的使用,因为它们的程序性缺陷(例如,更高的工作量和生殖影响的风险)和诊断限制(例如单细胞分析问题)隐含地阻碍了成本、风险和好处(有关审查,请参阅3)。
在本文中,对TE活检的主要方案之一以及随后所需的保质化、加热和转移程序进行了详尽描述。此处概述的工作流非常适合繁忙的 PGT 单元。
如我们组4,5前面所述,该过程涉及完全扩张的胚泡的分子的连续打开和去除少数TE细胞(平均7-8)。与第3天激光辅助孵化为基础的胚泡活检方法6相比,这个程序可以简化IVF单元的日常时间表,其中必须及时执行诸如胚泡活检和葡萄光化等精细程序。一旦胚泡达到其完全膨胀,活检可以通过选择TE细胞进行去除,从而防止内细胞质量(ICM)的增生风险,否则会使手术具有挑战性。在文献中,也描述了胚泡活检的第三个方案,即一旦胚胎到达胚泡阶段,在手术5、7前几个小时进行激光辅助孵化。然而,这种方法更耗时,主要适合在经验有限的操作员手中实施TE活检的IVF单元,并且考虑到日工作量适中。
如果旨在进行IVF中的遗传分析,则细胞内体精子注射(ICSI)8应该是一种综合技术。同样,一个适当的培养系统,安全地将胚胎收获到胚泡阶段,对于实施TE活检策略也至关重要。足够数量的培养箱,以及使用低氧张力是这个目的的关键先决条件,不损害胚泡率9。同时,需要一个有效的冷冻保存程序来安全地管理PGT周期。在过去的十年中,牙化的实施提高了胚胎的存活率,甚至高达>99%10,11。这提供了足够的时间进行基因测试,并将胚胎移植推迟到下面的月经周期,在非刺激和可能更容易接受的子宫内膜12。
TE 活检和 Vitaita 化都是要求严格技能的任务,其有效性可能因经验不足的操作员而异。因此,在允许每个操作员临床执行这些程序之前,提倡一个特定的培训期;此外,应定期通过监测冷冻保存和活检程序的关键绩效指标(KPI)来评估操作人员技能的维持情况。每个IVF诊所应为此设置内部KPI,其中必须近似于国际财团公布的KPI和/或参考实验室公布的结果。
TE 活检、保质化加热和见证程序是我们部门验证的技术,这些技术已在之前三份出版物 11、13、14 中报告的所有操作员中标准化.
这里描述的人类胚泡活检方案遵循了G.EN.E.R.A.人类研究伦理委员会的指导方针。
注:有关所需材料,请参阅材料表。所需材料包括实验室鞋类和服装、外科面罩、头发罩、手术手套、永久无毒标记物、钳子和消毒剂。使用手术服,一次性手术手套,面罩,头发盖是强制性的,以防止污染的风险。在开始任何程序之前,必须使用实验室消毒剂(例如 Oosafe)彻底清洁所有工作区域以及涉及流程的设备。使用的所有消耗品和介质应无菌,并单独包装或无损。建议使用专用工作站进行活检和管道检查,并限制仅对参与手术的操作员(胚胎学家和证人)进入该区。
1. 在活检程序前一天的准备
2. 活检程序日的准备工作
3. 胚泡选择和分级
4. 营养学活检
5. 管状
注:整个过程必须在证人在场的情况下进行,并在室温下在层流罩内进行。在此过程中,将 PCR 管放在冰上的冷管架上(补充图 1)。
6. 胚泡式化
7. 非活检的人工收缩
8. 可转移的胚泡加热
9. 胚胎移植
图 6显示了活检程序的所有结果方案,可用于标准化协议并监控每个操作员的性能。主要程序结果是完成活检/活检的时间;主要技术结果是基因测试后产生的图的质量,可能导致结论性或无结论性诊断,后者要求对未诊断的胚泡进行重新活检;主要生物结果是变暖后的低温生存率和再膨胀率与退化率;最后,主要临床结果为玻璃化加热胚泡转移后的活产率。在以前的三项研究中,我们报告了在中心为技术、生物和临床结果11、13、16定义的KPI。下面,我们报告如何定义活检时间的 KPI。此外,还研究了活检和硝化时间对高倍体胚泡后行为的假定影响。
在2年内,7名操作者共进行了1,544次营养活检(表1)。然后,所有活检的胚泡被移回培养箱,进入活检后培养皿,直到进行点化。所有相关数据都在关系数据库中收集。活检的所有时间以及活检和Vitital之间的时间都是从IVF电子见证系统的软件中追溯获得的。然后导出数据并分析数据以进行统计。
营养活检和保质加热后,高倍体胚泡的低温存活率为N = 571/572,99.8%。变暖后1.5小时的再膨胀率为N = 556/571,97.4%。在15个未重新扩张的胚泡中,有1个在子宫内移植后导致活胎。玻璃化加热的幼倍体单胚泡转移后的活产率为N=227/572,39.7%。
活检的理想时间的定义
表1汇总了进行活检的相关数据。总体而言,1.89 × 1.03 (范围 1-4) 胚泡在 8.24 × 4.23 分钟 (范围 3-22) 中每程序进行活检。活检的平均时间各不相同,因为每个程序的胚泡活检次数各不相同,从在培养皿中只放置一个胚胎时至少5.78 ~2.94分钟(范围3-16),到胚胎顺序活检时最大12.93~4.43分钟(范围6-22)re 4.另一个相关的参数是参与该过程的操作员:最专业的(N = 443 程序)是最快的(7.41 × 3.6 分钟,范围 3-22),而经验最少的 (N = 42) 是最慢的 (14.19 = 4.24 分钟,范围 6-22)。事实上,一个广义的线性模型,包括"每个程序活检的胚泡数"和"操作者"变量,用R2 = 0.48和功率= 1完美地解释了"活检的定时"。此分析有助于定义,理想情况下 #6 分钟对于胚泡活检程序来说,当只在培养皿中放置胚胎时,则只需 9 分钟、+12 分钟和 13 分钟,分别为 2、3 和 4 个胚泡。显然,整个过程还需要将胚胎从培养皿转移到活检盘,从后一种活检培养皿转移到手术后的活检培养皿,以及改变连续活检之间的活检移液。
图 7绘制了每个操作员在研究三个月(从第 1st到 8)进行活检的平均时间。虚线红线表示平均总值 8.24 分钟。这样的图形对于监测每个从业者的平均表现非常有用。例如,最专业的运算符(1 和 2)显示此时间不断下降,这表明学习曲线的典型趋势。所有从 3 到 6 的运算符在三个月期的平均总体值周围的表现都足够稳定。每当它们在给定三个月的平均值中显示峰值时(例如,在 7个三分之一的三分之一期中,操作员 3 在 6个第三孕期,操作员 4 在 3rd trim),他们都会被警告以修正其性能。操作者7(即经验最少的)显示了刚刚完成训练胚胎学家的典型时间。可能,他/她将满足实验室内部的标准,因为专业知识将会增加。
重要的是,活检的时间在重新扩张时相似,在1.5小时从变暖时不重新扩张的花体胚泡(9.52 ± 4.23分钟,范围 3-22 对 10.5 ± 5.68 分钟,范围 4-22;t-test = 0.37)。可能,植入(N = 229)和未植入(N = 343)玻璃化加热的蛋白开体胚泡也显示可比活检时间(9.77 ± 4.15 分钟,范围 3-22 与 9.41 = 4.36 分钟,范围 3-22;t-test = 0.39)。可能的话,一个时间+22分钟活检多达4个胚泡不会影响胚胎在变暖后的行为。因此,我们将此值定义为最大阈值。
同样,正如先前已报告13(补充表1)所示,不同活检业者在活生生率方面没有差异。
监测每个操作员性能的另一个重要参数是诊断后无结论结果的发生率,这应该尽可能接近每个实验室的一般性能。理想情况下,这个比率不应超过2.5%,并可能随着时间的推移而减少,由于在活检和管道程序16的专业知识增加。根据前两项研究13、16,要检索的TE细胞的目标数量为7-8。为此,建议为质量控制目的拍摄活检片段的图片(参见图 3中的一些示例)。在诊断无定论的情况下,可以检查这种图像,以评估原因是否可归于片段的尺寸/质量(即分子分析的低质量)、管(即DNA扩增失败)或在基因实验室中处理样品。
活检和硝化之间理想时间的定义
在研究期间,572个蛋白开体胚泡在诊断出欧倍体后被加热进行胚胎移植。图8A显示,每个加热的胚泡呈黑色圆圈,分布在活检和抗比之间不断增加的时间,并根据调查结果分两组:在1.5小时内重新膨胀或未重新膨胀。变 暖。所有胚泡 (N = 117/117) 在 30 分钟内玻璃化, 97.6%(N = 245/251)的胚泡在31-90分钟之间,和95.1%(N = 194/204)的胚泡玻璃化超过90分钟重新膨胀(无再膨胀率:0%,2.4%和4.9%)。因此,我们设置 30 分钟和 90 分钟作为活检和 Vitaisa 化之间的早期和后期阈值。
图8B显示了三组(±30分钟、31-90分钟、>90分钟)的再扩增速率,根据胚泡质量和植入前发育日进一步分聚。尤其对于质量差和/或第7天胚泡,活检和伏化之间的时间对于在变暖后实现再膨胀似乎至关重要。具体来说,在活检与胚泡在90分钟以上被增生30分钟内,在胚泡中,在胚泡质量和活检日中,在加热后重新膨胀的赔率为3.05(95%CI 1.01-9.4,p=0.05)。相反,这两个阈值之间的时间段(31-90 分钟)表示一个灰色区域,可能产生影响,也可能没有影响。
15个未重新扩张的胚泡中只有1个在转移后导致活胎。因此,最后根据活检和抗化之间的时间,研究了在三组聚集的暖化单胚泡转移后实现的活产率。最高活产率是通过从营养素活检(N = 56/117,47.9%)转移蛋白胚泡细胞毒性±30分钟来实现的。然而,与在31至90分钟(N = 92/251,36.7%)之间被玻璃化的胚泡的相同结果相比,这一结果没有达到统计意义;费舍尔的精确测试 = 0.06),或与胚泡玻璃化 >90 分钟从活检 (N=81/204, 39.7%;费舍尔的精确测试 = 0.16)。因此,对胚泡生殖能力的负面影响可以忽略不计,或者此数据集(N = 572)中的样本大小不足以达到统计显著性。

图1:胚泡分级参数。膨胀: (A) 完全孵化, (B) 在孵化中, (C) 完全展开, 和 (D) 未展开.理想阶段为C,而胚泡D应给予更多时间实现完全扩展,除非第7天达到此阶段;内细胞质量 ( ICM)形态质量:1(明显与几个严格包装的细胞),2(可识别与几个,但大致包装的细胞)和3(难以区分与极少数低质量细胞);营养素 ( TE )形态质量:1(组织良好的上皮,具有多个细胞),2(细胞很少的松皮)和3(很少和/或大型低质量细胞)。请点击此处查看此图的较大版本。

图 2: 连续区(ZP) 的摘要开和营养器 ( TE)细胞检索方法为胚泡活检。(a) 将胚泡与内细胞质量 (ICM) 靠近保持移液器的位置定向,并远离将检索所选 TE 细胞的位置。将胚泡固定在保持移液器上;(b) 通过 2-3 次激光射击打开 ZP;(c) 吹一些文化介质通过孔;(d) 胚泡将从 ZP 分离;(e) 进入ZP,在活检移液器中吸吮5-10个TE细胞;(f) 用活检移液器向后移动,以拉伸所选片段并暴露细胞之间的结点;(g) 在细胞之间的交界处开火,并继续拉伸片段,直到TE细胞从胚泡体中释放出来;(h) TE 活检后发生胚泡;(i) 拍摄活检片段以进行质量控制,并将其传送至PCR管,送往基因实验室。请点击此处查看此图的较大版本。

图3:活检片段示例:(a-c) 理想的片段;(d) 裂化碎片;(e) 具有退化细胞的小片段;(f) 小的, 部分裂解和退化的碎片.请点击此处查看此图的较大版本。

图4:人工收缩。(a) 定向胚泡,使内细胞质量 (ICM) 远离营养素 (TE) 的目标部分;(b) 在TE细胞与向外移动的交界处连续发射2-3次激光;(c) 等待胚泡坍塌,然后再开始硝化。请点击此处查看此图的较大版本。

图5:胚泡退化的例子(a),低温生存,但没有再膨胀(b)和低温生存和完全再膨胀(c)1.5小时后变暖。请点击此处查看此图的较大版本。

图6:营养素活检的不同结果摘要,可用于监测操作员的表现,并定义每个实验室内部的关键性能指标。主要程序结果是活检的时间。主要技术结果是获得结论性(双发体或非倍体)和无结论诊断(需要重新活检)的速率;后者可能是由DNA扩增或低质量的分子数据引起的,两者都导致无法解释的染色体拷贝数曲线图。主要的生物结果是活检、硝化和变暖后的低温生存率和再膨胀或退化。主要临床结果是在玻璃化加热胚泡转移后实现的活产率或阴性妊娠结果。值得注意的是,虽然程序结果完全取决于操作者和每个程序活检的胚泡数量,但所有其他结果可能不受独立于活检操作者的其他混淆的影响(例如,步骤和操作者参与分子分析,胚泡的形态质量,活检的当天),应该说明,以正确评估他/她的表现。请点击此处查看此图的较大版本。

图7:8个研究三个月每个操作者活检的平均时间。该表总结了相关程序数和每个操作者在8个研究三个月例中每个程序进行活检的平均次数。每个图形中的虚红色线表示活检的总体平均时间(8.24 分钟)。误差条是标准差。请点击此处查看此图的较大版本。

图8:在变暖后与活检和保化之间的时间重新膨胀。(A) 显示在变暖后 1.5 小时未重新膨胀和重新膨胀的胚泡。每个胚泡都由一个黑色圆圈表示,穿过增加的时间。垂直连续黑线表示 30 分钟设置为早期阈值,90 分钟设置为延迟阈值。(B) 显示三组(活检和抗性之间的时间:±30分钟、31-90分钟、>90分钟)的再膨胀率,根据胚泡质量和活检日进一步聚集。请点击此处查看此图的较大版本。
| 程序 N | 每个程序进行 N 胚泡活检 | 活检的平均时间 = SD,范围(分钟) | |
| 操作员 1 | 443 | 2.01 × 1.09, 1-4 | 7.41 × 3.6, 3-22 |
| 195 | 1 | 4.75 × 1.96, 3-16 | |
| 111 | 2 | 7.83 × 2.45, 3-18 | |
| 71 | 3 | 10.27 × 2.41, 4-16 | |
| 66 | 4 | 11.48 × 3.81, 6-22 | |
| 操作员 2 | 290 | 1.81 × 0.98, 1-4 | 7.87 × 4.13, 3-22 |
| 142 | 1 | 5.69 × 3.32, 3-16 | |
| 89 | 2 | 8.48 × 2.79, 3-18 | |
| 30 | 3 | 11.37 × 3.72, 4-20 | |
| 29 | 4 | 13.1 × 3.89, 9-22 | |
| 操作员 3 | 287 | 1.98 × 1.05, 1-4 | 9.10 × 4.65, 3-22 |
| 121 | 1 | 6 × 2.19, 3-15 | |
| 89 | 2 | 9.6 × 3.87, 3-22 | |
| 38 | 3 | 12.66 × 4.55, 4-22 | |
| 39 | 4 | 14.13 × 4.8, 6-22 | |
| 操作员 4 | 217 | 1.66 × 0.87, 1-4 | 7.58 × 3.45, 3-22 |
| 118 | 1 | 5.58 × 1.96, 3-14 | |
| 66 | 2 | 8.92 × 2.91, 4-22 | |
| 21 | 3 | 11.48 × 2.34, 5-16 | |
| 12 | 4 | 13 × 4.26, 6-19 | |
| 操作员 5 | 144 | 2.03 × 1.08, 1-4 | 9.43 × 4.24, 3-22 |
| 59 | 1 | 6.15 × 2.5, 3-16 | |
| 43 | 2 | 10.07 × 2.73, 6-16 | |
| 20 | 3 | 12.6 × 2.89, 9-18 | |
| 22 | 4 | 14.09 × 4.43, 6-22 | |
| 操作员 6 | 121 | 1.67 × 0.94, 1-4 | 7.79 × 3.93, 3-22 |
| 70 | 1 | 6.19 × 2.95, 3-16 | |
| 32 | 2 | 8.12 × 1.72, 3-11 | |
| 9 | 3 | 12.78 × 3.31, 9-18 | |
| 10 | 4 | 13.5 × 6.19, 6-22 | |
| 操作员 7 | 42 | 1.62 × 0.94, 1-4 | 14.19 × 4.24, 6-22 |
| 27 | 1 | 11.85 × 5.53, 6-16 | |
| 6 | 2 | 16.5 × 3.73, 11-22 | |
| 7 | 3 | 19.86 × 3.34, 13-22 | |
| 2 | 4 | 19 × 4.24, 16-22 | |
| 总 | 1544 | 1.89 × 1.03, 1-4 | 8.24 × 4.23, 3-22 |
| 732 | 1 | 5.78 × 2.94, 3-16 | |
| 436 | 2 | 8.85 × 3.14, 3-22 | |
| 196 | 3 | 11.72 × 3.70, 4-22 | |
| 180 | 4 | 12.93 × 4.43, 6-22 |
表 1:根据活检操作员,活检的总平均时间值和每个程序中活生菌的平均次数。活检的平均时间也根据每个程序活检的胚泡顺序数显示。包括"活检算子"和"每个程序活检的胚泡数"变量的广义线性模型与"活检时间"(R2 = 0.48,功率 = 1)完全相关。
补充图1:该过程所需的主要设备和支持。请点击此处下载此文件。
补充表1:逻辑回归分析没有显示活检操作员与在玻璃化加热的花体胚泡转移后活产之间的任何显著关联。请点击此处下载此文件。
作者没有什么可透露的。
需要进行胚泡活检和保并口授,以便有效地进行植入前基因检测。一种方法,导致在授精后的第5-7天连续打开区域细胞和检索7-8个营养细胞,限制了所需的操作次数和胚胎在次优环境条件下的暴露。
AG 和 RM 收集了数据并起草了手稿。DC 分析数据,起草代表性结果,进行统计并修订稿件。FMU 和 LR 对结果和整个手稿进行了批判性讨论。
| 设备 | |||
| 冷管架 | 生物切割 | XTPCR96 | |
| 电子移液器控制器 | Fisher Scientific | 710931 | |
| Flexipet 可调节手柄套装 | 库克 | G18674 | 脱衣舞器支架 |
| 吉尔森 Pipetman | Gilson | 66003 | p20 |
| 试管婴儿电子见证系统 | CooperSurgical Fertility &基因组解决方案 | RI Witness ART 管理系统 | |
| 倒置显微镜 | Nikon | Eclipse TE2000-U | |
| 层流罩 | IVF TECH | A 级气流 | |
| 激光物镜 | RI | Saturn 5 | |
| 显微注射器 | Nikon Narishige | NT-88-V3 | |
| PCR 管迷你离心机 | Eppendorf | CSLQSPIN | 用于 0.2 mLl PCR 管 |
| 立体显微镜 | 徕卡 Leica | M80 | |
| 恒温器 | 松下 | MCO-5AC-PE | |
| 三气培养箱 | 松下 | MCO-5M-PE | 02/CO2 |
| <强>耗材强> | |||
| 活检移液器 | RI | 7-71-30FB35720 | 30 & micro;m ID,平 35 °C |
| Cryolock | Cryolock | CL-R-CT | |
| CSCM 完整的 | Irvine Scientific | 90165 | IVF 培养基补充 HSA |
| 胚胎转移导管 | Cook | G17934 | |
| Flexipet 移液器 | Cook | G26712 | 140µm 剥离移液器吸头 |
| Flexipet 移液器 | Cook | G46020 | 300µm 剥离移液器吸头 |
| 握持移液器 | RI | 7-71-IH35/20 | 30 µm ID,平 35 °C |
| 人血清白蛋白 | Irvine Scientific | 9988 | |
| IVF 单孔培养皿 | Falcon | 353653 | |
| 胚胎培养矿物油 | Irvine Scientific | 9305 | |
| 改良 HTF 培养基 | Irvine Scientific | 90126 | Hepes 缓冲培养基 |
| 核克隆 Delta 表面 | Thermofisher Scientific | 176740 | IVF 培养皿 4-带滑盖孔板 |
| Primaria 细胞培养皿 | 康宁 | 353802 | 60 mm x15 mm |
| Reproplate | Kitazato | 83016 | |
| 血清移液管 | Falcon | 357551 | 10ml |
| 无菌一次性 Gilson 吸头 | Eppendorf | 0030 075.021 | 200 µL |
| 管路套件 | 由遗传实验室 | 提供的 | PCR 管 (0.2 mL)、上样液、活检洗涤液 |
| 玻璃化介质 | Kitazato | VT801 | 平衡和玻璃化溶液 |
| 加热介质 | Kitazato | VT802 | 解冻和稀释溶液 |