让卵子“兴奋”起来 圆头“小蝌蚪”拼了

编辑:薄荷绿℡ 2019-07-25 12:25:02

正常的精子,蝌蚪状,头部椭圆,最有活力的一个才能从亿万同类中脱颖而出,与卵子细胞形成受精卵;但如果小蝌蚪头部变得非常圆滑,不仅无力突破卵子细胞的细胞膜,还因缺乏让卵子细胞兴奋的特殊酶而每每功败垂成,导致不孕。这一类不孕,在生殖领域较为罕见,但如果没有特殊的治疗手段,基本可以判定其在生殖领域必然失败。

日前,广医三院生殖医学中心,通过改善人工卵子激活技术,用显微穿刺针将圆头“蝌蚪”注射到卵子细胞当中,并尽力模拟出让两者结合的化学环境,最终成功促成了9只小蝌蚪和卵子细胞的结合,成功受精并分裂成胚胎。“随后植入的两颗3天期胚胎已然成功,这也是国内少见的成功运用人工卵子激活术让完全型圆头精患者成功受孕的案例”,该中心配体学家罗阳表示,这一技术的应用将使圆头精子症患者、反复受精失败以及受精率低下患者、卵子或精子受精能力缺陷导致的异常受精患者重燃生育的希望。

精子“脑袋”差一点

夫妻俩结婚五年未怀孕

来自河南的龙先生和陈女士已经结婚五年了。五年来,夫妻生活正常,但一直未能怀上一个宝宝。夫妻俩不到30岁,生育的大好年龄,却迟迟不见好消息的到来。为此,夫妻俩到医院检查,竟发现丈夫患罕见的圆头精子症———一种罕见的特殊类型畸精症,患有此症意味着很难通过自然受孕生育孩子。辗转多家医院,尝试了多次试管受精,但圆头精子症就像给夫妻俩判了“一定失败”的刑罚。夫妻俩陷入了巨大的忧伤之中。

2016年9月,在朋友的推荐下,夫妻俩来到了广医三院就诊。广医三院一项关于人工卵子激活术的研究带给了他们最后的希望。广医三院生殖医学中心胚胎实验室胚胎学家罗阳介绍,圆头精子症是一种发病率约为0.1%的罕见特殊类型畸精症,临床上以大部分或全部精子头部呈圆形为主要特征。正常精子头部正面呈椭圆形,侧面呈梨形;而圆头精子症患者精子头部为圆形。然而,正是这细微的差别,导致圆头精子症患者的精子顶体酶活性异常低下或缺失,而这种缺失让圆头精在正常状态下无法和卵子结合,无法正常受孕,引发不孕症!

身患罕见畸精症

几乎无法正常供精

如果圆头小蝌蚪数量不是太多,倒也不会导致不孕。毕竟精子细胞和卵子细胞的结合过程,往往是一个精子从数以亿计的精子细胞中脱颖而出的过程。一个没有活力、无法穿透细胞膜,还有一亿个同类跃跃欲试。“圆头精子症可分为I型完全型圆头精子症和II型部分型圆头精子症。II型部分型圆头精子症有部分顶体残留,这意味着还有正常受精的可能,换言之,II型圆头精子症患者还有正常精子存在的可能。但I型完全型由于完全缺乏顶体,不能正常受精”。

龙先生的情况正是I型完全型圆头精子症患者,其精子几乎不存在可正常与卵子结合的可能。这种畸精症非常罕见,国内外均少见该类型的病人助孕治疗成功的报道。自己的精子无法正常与卵子结合,难道只能用其他方法供精吗?龙先生心中仍是不甘。而长期致力于生殖发育、辅助生殖技术研究的罗阳想到了人工卵子激活技术。

圆头精子注射进卵子

激活处理后正常受精

在来广州之前,龙氏夫妻已经辗转了好几家大型医院,但治疗均告失败。2016年12月,夫妻俩在广州接受了试管婴儿常规促排卵,在双方分别取卵、取精之后。胚胎实验室采用卵胞浆内单精子注射,将男方的圆头精子注射进卵子,然后进行改良人工卵子激活处理,再进入常规胚胎培养流程。

第二天进行受精观察发现,10个卵子中有9个在改良人工卵子激活术的作用下正常受精了,正常受精率达到了90%。相对于以往受精率为0的完全受精失败,这次有了质的飞跃。而这也是国内少有的完全型圆头精患者,通过人工卵子激活技术让配偶卵子成功受精的案例。由于当时陈女士的身体刚促排取卵,为防止促排卵导致的卵巢过激,不利于胚胎着床,中心先将发育良好的7枚胚胎冷冻保存。在今年3月初,成功解冻了两枚第三天胚胎,顺利移植,成功实现双胎妊娠。目前,陈女士和肚子里的两个宝宝一切安好。而龙先生更是激动不已,想不到为人父的喜悦可以来得这么突然。

知多D

圆头精子除了形态差还缺乏让卵子“兴奋”的酶

如果单单是头部圆滑了,丧失了穿透细胞膜的活力也就罢了。毕竟人工辅助生殖技术被发明了40年(1978年第一例)后,技术上早就能够捕捉一只相对健硕的蝌蚪,利用显微针将其注射到卵子细胞中。用纯人工的方式让精子细胞和卵子细胞结合,在培养基里培养下感情,也能正常受精。

可圆头精子,即便通过显微针穿刺,都难以和卵子细胞成功结合,因为它本身缺乏一种特殊的酶,无法调动卵子细胞的兴趣,无法完成形成胚胎的关键步骤。罗阳表示,在正常的受精过程中,精子进入卵子后,精子的PLCζ(一种精子特异性的磷脂酶C)会导致卵母细胞内的钙离子浓度发生持续数小时的周期性的短暂升高,这个过程被称为卵子的“钙振荡”,卵子钙振荡引发大量生化反应事件,从而激活卵子启动胚胎发育。但因为圆头精子症的患者缺失了PLCζ,所以无法让卵子发生钙振荡,也就无法启动胚胎发育。也就是说,圆头精子不仅形象上差了点,还因为自身的缺陷,干脆和卵子细胞不来电。这个时候,单纯用物理方案将两种细胞结合起来,而没有考虑匹配的环境因素,那毕竟是强扭的瓜不甜。

揭秘

圆蝌蚪进入卵子后马上来场“药水浴”

原本应该由精子细胞自带催化剂来完成的受精过程,必须由医学手段来完成了。为了模拟出这一受精过程的微环境,医学界尝试过对其进行电刺激,用微小的电击来促进两者的结合,成功率不高;也尝试过用物理振荡、挤压的方法来模拟微环境,成功率同样不高;最多的尝试方案是对已经有圆头精进入的卵子细胞进行药浴,在将其放入培养基液之前,先放到一些特殊的药剂里待上一段时间,成功率同样不是太高。

罗阳表示,这些人工卵子激活技术正是通过人工诱导模拟精子引发的钙离子振荡,挽救弥补卵子钙振荡缺陷,帮助卵子启动胚胎发育,从而促进受精的完成。人工卵子激活技术的使用国内外均有报道,在国内只有少数大型生殖中心能够开展,但该技术的临床应用却一直面临成功率过低,治疗效果不佳的难题。

自2012年以来,罗阳深入研究人工卵子激活技术的临床应用问题。罗阳在捐赠的精子和废弃的卵子上开展这一技术的基础实验,发现传统激活方法效果不佳。但随着研究的深入,他将这一技术进行了改良,通过大量实验研究,运用钙离子载体A23187,调整了以往的处理时间和步骤。实验后发现,相比以前,改良后的人工卵子激活技术,大大提高了受精能力有缺陷的患者的成功率,显著改善了受精情况,提高了卵子利用率,增加了可利用胚胎数目。他将改良后的技术运用于临床后,也大大提高了有孕功能障碍的患者的受精成功率,明显改善了治疗结局。其中运用该技术进行胚胎移植的8例患者中,有5例已成功临床妊娠(2例已活产健康胎儿);另有多例冷冻保存了胚胎,等待解冻胚胎移植。

出品:南方都市报科学新闻工作室

主持:陈养凯

采写:南都记者王道斌通讯员白恬黄贤君

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