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胚胎著床前基因診斷技術

賴醫師現任台北國泰綜合醫院婦產科生殖醫學兼試管嬰兒中心主任、台北醫學大學醫學系臨床助理教授、輔大醫學系專任助理教授。曾奉派至治療不孕相當著名的美國約翰霍普金斯及康乃爾大學不孕症訓練研究。專長是婦科內視鏡微創手術、不孕症治療及一般產科。
胚胎著床前基因診斷技術
國泰綜合醫院生殖醫學中心主任  賴宗炫
 
前言
    現代人因為升學及就業等因素影響,普遍晚婚晚生育,此一現象在大都會區尤其明顯。許多男女三十多歲才結婚,為了存錢買房子,不敢馬上生小孩,等到有了房子車子後才想生小孩,往往年紀一晃就超過35歲,這才發現高齡生不出來。我常在門診遇到這樣的個案來做不孕症檢查及治療。在門診也常常遇到習慣性流產的病人;也有重複做試管嬰兒治療失敗的病人來求助。這些病人經過評估後大多需要進入試管嬰兒療程,他們最常問的問題是:「做試管能不能生出健康寶寶?能不能在胚胎植入前確定胚胎沒有染色體異常?」。拜科技進步之賜,在胚胎植入之前,已經有辦法可以預先診斷及篩檢出健康的胚胎再植入母體內,生出健康寶寶了。
   由於試管嬰兒顯微操作技術,聚合脢連鎖反應(Polymerase chain reaction, PCR) ,螢光原位雜交法(Fluorescent in-situ hybridization, FISH),以及基因晶片技術的發展,使得胚胎著床前基因診斷(Preimplantation genetic diagnosis, PGD)及胚胎著床前基因篩檢(Preimplantation genetic screening, PGS)應運而生。 PGD顧名思義是一種懷孕前遺傳診斷技術,用於家族性遺傳疾病病人試管嬰兒療程中,胚胎植入之前所施行的基因診斷,可避免產下患有與上一代相同遺傳疾病的後代。 PGS則是針對一般做試管嬰兒療程的病人,利用基因晶片篩檢出健康胚胎,再植入母體內以減少流產,增加懷孕率。
發展歷史
    1967年動物學家應用PGD技術將兔子的胚胎分出公兔子、母兔子,用於兔子性別篩選。人類早期胚胎細胞是全能的(topipotential),每一個細胞都可單獨分裂,而且可分裂至胎兒形成。這個意味著對6至8 個細胞階段的人類胚胎做切片,並不會造成傷害。到了1990年英國漢格賽教授(Handgside)應用PGD技術做胚胎性別篩選,幫助血友病患篩選出女性胚胎,以避免此男性性聯疾病的遺傳,從此開啟PGD技術邁入臨床應用之門。 後來技術慢慢演進,有染色體條紋染色技術(band),螢光原位雜交法(FISH),競爭基因體雜交法(CGH),競爭基因體微陣列分析法(array CGH), 聚合脢連鎖反應( PCR)等技術被開發出來。
    先前使用最廣泛的是螢光原位雜交法(FISH),因為操作方法簡便,省時又經濟,判讀容易,而且檢驗探針試劑已量產,非常適合大小人工輔助生殖機構使用。近年來由於基因晶片技術的進步,競爭基因體微陣列分析法(array CGH)已逐漸取代螢光原位雜交法(FISH),成為PGD與PGS的主流技術。
胚胎著床前基因診斷技術可減少遺傳悲劇發生
  胚胎著床前基因診斷技術讓醫師可以在試管嬰兒療程中胚胎尚未植入的階段,即能診斷出胚胎是否帶有遺傳疾病基因。透過基因晶片對遺傳異常胚胎的篩選,可以增加健康胚胎著床率,減少自發性流產和三倍體染色體異常的發生。此外,也可以成功選擇胚胎性別(選擇性的性別篩選在台灣是不合法的)。美國康乃爾大學之格里佛醫生(Dr. Grifo)與許康樸教授首先利用PGD技術,篩檢帶有血友病基因之胚胎,而使受術者生下健康之嬰兒。爾後,此技術亦被利用在其他遺傳疾病之篩檢,如囊腫纖維變性(cystic fibrosis)、戴薩克斯症(Tay-Sachs disease)等。
胚胎著床前基因診斷方法
A.螢光原位雜交法(Fluorescent in-situ hybridization, FISH)
    螢光原位雜交法其原理是在不破壞DNA鏈狀結構的原則下,將DNA鏈原位分開,並以螢光劑或放射離子的DNA探針與之結合,便可在顯微鏡下直接觀察細胞或染色體中是否存有此DNA探針所對應的序列,而作出診斷。目前已經能夠同時使用染色體13,16,18,21,22 ,x及y之DNA探針,一次檢查胚胎是否有上述這些染色體數目及結構的異常。
 
B.聚合酶連鎖反應(Polymerase chain reaction, PCR)
其原理是把胚胎子細胞裡面的DNA萃取出後,利用聚合酶連鎖反應將某一段的DNA基因超高倍數複製出來,再研究這段基因是否正常。以PCR做鑑定必須先了解父母親所具有的遺傳基因缺陷,例如:纖維囊腫症或是嚴重的地中海型貧血等,針對該缺陷的基因以PCR的技術做比對。
   
C.競爭基因體雜交法(CGH)
    首先要把胚胎的染色體DNA萃取出來,並標上綠色的螢光當做實驗組,對照組則收集一個正常人的周邊血球細胞,一半的細胞萃取DNA並標上紅色的螢光,另一半在玻片上則會染上藍色的螢光。實驗組和對照組以競爭的模板,當實驗組與對照組同時加入cot-1 DNA就會減少非特異性DNA的結合,在螢光顯微鏡下的影像再用電腦來分析,可針對整個23對染色體做全面性的比對,亦即可以同時偵測23對染色體的異常,不像FISH只能針對某一個特定的DNA片段作分析。目前更進一步發展出競爭基因微陣列分析法(array-CGH),利用基因晶片對整個23對染色體做全面性的比對,它的解析度高達100到200K bp,比較傳統的CGH解析度更高,更能找出微小片段基因缺損。
哪些婦女可以考慮接受胚胎著床前基因篩檢
一般來說,下列高危險族群均有較高的染色體異常機率,可以考慮做PGS:
(1) 重覆性流產(亦即超過三次連續自發性流產)的婦女。
(2) 年齡大於38歲之高齡婦女(學界仍有爭議)。
(3) 做試管嬰兒失敗超過三次以上。
(4) 曾經生育染色體不正常胎兒,例如唐氏症、重度海洋性貧血、玻璃娃娃、肌肉萎縮等遺傳性疾病家庭。
(5) 極度精蟲稀少需要經由卵細胞質內精蟲顯微注射(ICSI)才能得到胚胎的患者。
 
醫學倫理爭議
  美國有位小女孩叫莫莉,一生下來就帶有一種稱為“甲型地中海型貧血”的遺傳疾病,莫莉必須在早年接受骨髓移植才得以存活;但莫莉並無兄弟姊妹,她的父母和她的組織相容性又不夠接近,因此不能成為骨髓捐贈者。她的父母利用PGD的技術做性別篩選,為她製造了個免疫相容的弟弟,以作為她的組織捐贈者,用人工技術做性別篩選成為爭議的焦點。然而,生兒育女乃是人類的基本慾望,生出一個健康的寶寶來挽救帶有遺傳性疾病的兄弟姊妹的想法,從人性觀點來說也是可以理解的。
結語
 拜科技進步之賜,我們已經能夠在胚胎植入之前做胚胎切片,配合螢光原位雜交法(FISH),競爭基因體雜交法(CGH),競爭基因體微陣列分析法(array CGH), 聚合脢連鎖反應( PCR)等技術,預先診斷及篩檢出健康的胚胎再植入母體內,以期減少流產並提高臨床懷孕率,最終生出健康寶寶。但是我們也應瞭解目前技術的發展尚無法百分之百篩選出所有的基因疾病,不孕症婦女懷孕成功後還是必須做羊膜穿刺胎兒染色體檢查或是加做羊水晶片檢查,雙保險把關,生出健康寶貝不再是夢想。
關鍵字: 不孕症
     
  
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專家: 賴宗炫 醫師 | 發表日期: 2012/12/04 14:20
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黑躍蒜