发育生物学AssistedReproductionTechnology.ppt

人类生殖技术Human reproductive technology,中南大学生殖与干细胞工程研究所中信湘雅生殖与遗传专科医院 范立青,人类正常的生殖过程,methods used to interfere in reproduction by artificial or partially artificial means.,人类生殖技术：所有现在和未来干预人类生殖过程的技术，包括辅助生殖技术、避孕技术和其他技术。人类辅助生殖技术：主要用于辅助不孕夫妇解决生育的困境，包括生育的药物治疗（激素治疗）、人工授精、体外受精、单精子卵胞浆内注射、配子与胚胎的冷冻保存、胚胎移植、植入前胚胎遗传学诊断、卵胞浆置换和克隆等技术。避孕技术：控制生育的技术，包括阻止受精、胚胎着床和导致流产的技术。其他技术：人造子宫、配子选择与配子工程技术、体外单性生殖技术和生殖遗传学技术。,人工生殖方式：个体以非自然的方式创造新的生命的生殖方式，例如：人工授精、体外受精、克隆和胚胎分割等生殖方式。体外单性生殖技术：即孤雌生殖技术，采用人工诱导的方法，在体外刺激卵母细胞活化和发育（鱼、两栖类：半克隆、全克隆）。人造子宫：人造胎盘：营养与氧的提供和废物的排放；人造羊膜囊。配子选择技术和配子工程技术：允许父母改变后代遗传组成的技术，包括PGD、PGS、X-Y精子分选、转基因和人工染色体等。生殖遗传学技术(reprogenetics/eugenics)：在未来技术的基础上，以改善人类基因库为目的的后代遗传性状挑选。,同性生殖(same-sex procreation)技术：指通过创造出女性精子或男性卵子来实现同性别生育的技术。,IVF Pioneer Wins Nobel Prize in MedicineSTOCKHOLM(Oct.4)-Robert Edwards of Britain won the 2010 Nobel Prize in medicine on Monday for developing in-vitro fertilization,a controversial breakthrough that ignited sharp criticism from religious leaders but helped millions of infertile couples in the last three decades,1980年生殖工程研究小组,1986年人类生殖工程研究室,1988年湖南-中国遗传医学中心和国家人类精子库技术指导中心,2002年建立中信-湘雅生殖与遗传专科医院,2001年建立湖南省干细胞工程技术研究中心,2002年建立中南大学生殖与干细胞工程研究所,2004年被批准建立人类干细胞国家工程研究中心,发展历程,卫生部生殖与干细胞工程重点实验室,人类辅助生殖技术Assisted reproductive technology（ART）,不孕不育遗传疾病性传播疾病,不孕症：育龄夫妇婚后同居，未避孕，性生活正常，一年以上女方未受过孕者。不育症：指育龄夫妇结婚同居后女方曾妊娠，但均因自然流产、早产或死产而未能获得活婴者。,不孕不育和辅助生殖技术基础,不孕不育是指未采用避孕措施,正常夫妇生活后一年仍不能获得妊娠。这一定义依据的是累积妊娠概率。,不孕不育是一类常见疾病，占据了育龄夫妇的10-15%。发病率增加、生育高峰期的到来，越来越多的人的生育需求，助使辅助生殖技术的加速发展。,可治性不孕：可通过药物或手术治疗而获得自然妊娠，如促低促性腺激素型的性腺功能减退症。可助孕性不孕：为ART治疗的适应症，如梗阻性无精子症的患者等。绝对不孕：指无法获得活的配子细胞，如唯支持细胞综合征。,不孕不育的常见原因,不孕不育的原因,不孕不育和辅助生殖技术基础,人类辅助生殖技术：指用于治疗不孕不育的生殖技术。在我国，ART属限制性使用技术，目前可应用于临床的生殖技术包括人工授精（Artificial Insemination，AI）、体外受精-胚胎移植（In Vitro Fertilization and Embryo Transfer，IVF-ET）及其衍生技术和精子库技术。,国内首家所有ART技术项目均获得批准的医疗机构。,人工授精技术,是指采用非性交的方式将精子递送到女性生殖道来治疗不孕的技术。其精子可来自于丈夫（伴侣）（Artificial Insemination with husband semen，AIH），对于丈夫无精子者则可采用精子库的供者精液（Artificial Insemination with donor semen，AID）。,人工授精技术的适应证与禁忌症：,AIH：适应症 男性因少精、弱精、液化异常、性功能障碍、生殖器畸形等不育；宫颈因素不育；生殖道畸形及心理因素导致 性交不能等不育；免疫性不育；原因不明不育。禁忌症 男女一方患有生殖泌尿系统急性感染或性传播疾病；一方患有严重的遗传、躯体疾病或精神心理疾患；一方接触致畸量的射线、毒物、药品并处于作用期；一方有吸毒等严重不良嗜好。,人工授精技术的基本流程：,术前检查：明确适应症，排除禁忌症。排卵监测或诱导排卵。精子体外处理。授精及术后处理。,ICI,IUI,IFI,IPI,IntraCervix InseminationIntraUterine InseminationIntraFallopian Insemination IntraPeritoneal Insemination,人工授精治疗中可能出现的并发症与处理：,1、宫内感染与腹痛；2、卵巢超刺激反应；3、多胎；4、出血和损伤。,精子库是收集和储存人类精子及相关信息的中心。精子可以来自丈夫或供者精子，通过ART技术来获得妊娠。世界上最早建成的两个精子库是 Iowa City,Iowa,USA 和 Tokyo,Japan（1965）。精子库的主要任务：1、治疗不育症；2、预防遗传病；3、提供生殖保险。,精子库技术,上世纪80年代中期，AIDS的肆虐推动供者冷冻精液的广泛应用。优点：能排除AIDS等感染样本 利于治疗周期安排、规模化 受者夫妇的选择,临床应用阶段(取代新鲜精液AID),我国首例冷冻精液人工授精婴儿（1983）。,快速冷冻损伤（细胞内冰晶形成）,慢速冷冻损伤（细胞过度皱缩和高电解质浓度）,细胞冷冻过程中遭遇的损伤-冷冻保护剂,冷冻技术,供精者筛选：,面谈,签知情同意书,精液化验,体格检查,实验室化验,精液采集：,禁欲37天,精液冻存：,无菌取精液,液化后镜检,资料归档、数据库管理,精液冻存,程序冷冻,定点冻存并记录,6个月后复检HIV,精液运输、临床应用及随访：,临床申请,精液运输,精液解冻,冻后镜检,临床应用并记录,使用后随访,加冷冻保护剂,分装并编号,精子库运行流程图,数据统计、查询与供受者咨询,登记与遗传咨询,精子体外处理的任务,1、人工去除所有精液、不活动或死精子。2、尽可能浓缩形态和大小都正常的前向运动精子。3、去除去获能因子，同时，添加有利于诱导获能的其他因子。,今后精子处理技术的发展方向：通过处理来选择优质精子。,常用精子体外处理的方法,1、精子洗涤。2、精子迁移：从精液中上游。洗涤后精子上游。3、黏附方法：玻璃毛过滤。4、密度梯度：蛋白梯度。PERCOLL梯度。,体外受精-胚胎移植及其衍生技术,常规体外受精-胚胎移植技术/胚胎冷冻技术（IVF）单精子卵胞浆内注射技术（ICSI）植入前胚胎遗传学诊断技术（PGD）,体外受精-胚胎移植及其衍生技术,即所谓的“试管婴儿”（Louise Brown,1978）。,IVF-ET的基本流程,IVF-ET的适应证和禁忌症,女方各种因素导致的配子运输障碍；排卵障碍；子宫内膜异位症；男方少、弱精子症；不明原因的不育；免疫性不孕。,IVF-ET的适应证和禁忌症,有如下情况之一者，不得实施体外受精一胚胎移植及其衍生技术：男女任何一方患有严重的精神疾患、泌尿生殖系统急性感染、性传播疾病；患有母婴保健法规定的不宜生育的、目前无法进行胚胎植入前遗传学诊断的遗传性疾病；任何一方具有吸毒等严重不良嗜好；任何一方接触致畸量的射线、毒物、药品并处于作用期。女方子宫不具备妊娠功能或严重躯体疾病不能承受妊娠。,激素控制性超排卵,药物：人类绝经期促性腺激素（Human menopausal gonadotropin；HMG）提取于绝经期妇女的尿液具有卵泡刺激素（Follicle stimulating hormone；FSH)和黄体生成素（luteinizing hormone；LH)活性 Recombinant FSH Recombinant LH,基本方案：FSH或hMG在月经周期的第3-5天开始用，直到至少有二个优势卵泡直径超过18mm，注射hCG5000-10000IU，在36小时后取卵。,激素控制性超排卵：长方案,垂体抑制：自上周期第22天开始使用Gn 9-11 天阴道内超声监测卵泡发育当优势卵泡发育到16-18 mm时注射10,000 IU hCG,作用机制：利用GnRHa 7-10天后出现的垂体降调节作用，使卵巢内卵泡处于抑制状态。外源性Gn可启动多个卵泡同步发育，并可抑制排卵前LH峰，避免卵泡过早黄体化，保证卵泡质量。适合一般的IVF患者，尤其是PCOS患者。,利：可获得尽可能多的、质量好的卵子供后期选择，并可保证卵泡发育的同步性。弊：促排卵时间长，Gn用量多，易致OHSS、卵巢囊肿。,其他常用的药物诱导性超排卵方案：短方案：GnRH-a在月经周期的第一天开始用，同时给予FSH或hMG，直到hCG注射日停用。(利：可用于反应不良患者，加强卵泡募集。弊：获卵数较长方案少，卵泡发育时间短，影响受精率和妊娠率。)超短方案：GnRH-a仅用短短几天（4天），月经周期14天，第二天同时加用FSH或HMG，直到HCG注射日止。(利：可用于反应不良患者，加强卵泡募集，减少GN用量。弊：获卵数较长方案少，卵泡发育时间短，影响受精率和妊娠率；易出现内源性LH峰致周期取消。)超长方案：长效GnRH-a于治疗前两周期黄体相开始用。(利：有利于严重子宫内膜异位症的患者，可以减少其复发。弊：促排卵时间长，Gn用量多，卵泡生长较多，易致OHSS。),取卵,卵子质量标准评价：,图7-5 未成熟卵母细胞,图7-6 中间型卵母细胞,图7-7 成熟卵母细胞,Lucinda分类标准：1.未成熟的卵母细胞:第一次减数分裂前期:（1）有一个完整的GV，含有单个有折光的核仁,未排出极体；（2）规则或不规则的胞质，中心稍许变黑并呈颗粒状；（3）一层致密的细胞附着于透明带（未扩散的丘细胞，紧密的“放射冠”细胞；（4）无丘细胞粘液块；（5）其所处的卵泡膜颗粒细胞细小，致密块状。(需24小时成熟)2.中间型卵母细胞：第一次减数分裂中期：（1）未见GV，也未排出第一极体；（2）胞质圆形，浅色，有时有小颗粒。（3）放射冠轻度扩散；（4）丘细胞块可扩散或密集；（5）卵泡膜颗粒细胞密集成片状。(需612小时成熟)3.成熟卵母细胞：第二次减数分裂中期：（1）排出第一极体；（2）卵母细胞质匀称，浅色；（3）颗粒均匀扩展开呈放射状;（4）丘细胞分散在稀薄、透明的酸性粘多糖粘液块中，肉眼可见；（5）卵泡膜颗粒细胞较大，呈松散集聚的薄片状，或云雾状。(26小时内授精),精子处理流程：,密度梯度法,上游法,授精,卵子常规以10万个活动精子/ml进行授精,图7-10 受精卵细胞,图7-11 一个原核卵,授精后15-18小时后观察原核,胚胎发育：,评价胚胎质量的标准：,胚胎卵裂的速度与时间关系：受精后每1214小时发生一次胚胎分裂。授精后3942小时，16.7%为2-细胞期、55.6%34细胞期、27.6%为68细胞期。,按胚胎形态学分为四级：一级：卵裂球等大、均质透明、无碎片；二级：卵裂球不等大、均质、无碎片；三级：卵裂球等大、有少许碎片、均质；四级：卵裂球不等大、变黑、颗粒不均匀。,胚胎移植：,最多可移植三枚胚胎,卵子、精子和胚胎的冷冻保存,IVF-ET的主要并发症：,1、卵巢超刺激综合征(Ovarian hyperstimulation syndrome;OHSS)2、多胎(Multiple pregnancy),胸膜积液,腹水,巨大卵巢,最严重,IVF-ET的主要并发症：,2、多胎(Multiple pregnancy)-最常见,多胎的风险：早产；低体重儿 先兆子痫 产时大出血,卫生部规定：最多只能移植3枚胚胎；35岁以下，第一周期接受ART治疗时只能移植2枚胚胎。对于多胎妊娠必须实施减胎术，避免双胎，严禁三胎和三胎以上的妊娠分娩。,Intracytoplasmic sperm injection：ICSI,卵胞浆内精子注射技术,ICSI Equipment,卵胞浆内单精子显微注射适应症 严重的少、弱、畸精子症；不可逆的梗阻性无精子症；生精功能障碍(排除遗传缺陷疾病所致)；免疫性不育；体外受精失败；精子顶体异常；需行植入前胚胎遗传学检查的。,获得ICSI精子的方法：排出精液输精管取精（PVSA）附睾取精（PESA/MESA）睾丸取精（TESA/MTESA）,优点：损伤轻微、操作简单、并发症少、可重复穿刺。,Outcome of repeated micro-surgical testicular sperm extraction in patients with non-obstructive azoospermiaHalit Talas1,Onder Yaman1,Kaan Aydos2 1Department of Urology,School of Medicine,University of Ankara,Ankara 06550,Turkey2Research Center on Infertility,School of Medicine,University of Ankara,Ankara 06550,Turkey(Asian J Androl 2007 Sep;9:668-673),Sertoli cell-only syndrome(16%),maturation arrest(22%),hypospermatogenesis(21%)，focal spermatogenesis(41%).Overall,in repetitive mTESE,24/29(82%)of the attempts were finally Sp+.,胚胎植入前遗传学诊断PGD,植入前胚胎遗传学诊断适应症 目前主要用于单基因相关遗传病、染色体病、性连锁遗传病及可能生育异常患儿的高风险人群等。,供卵,供精,供胚,代孕,夫妇咨询,运用技巧使就诊夫妇承认和理解自己的问题，帮助他们找出解决问题的途径。The Human Fertilization and Embryology Authority(HFEA)在他们的行医执业编码中陈述了在有执业资格的治疗中心必须提供三类咨询：支持性咨询（Support counseling）理解性咨询（Implications counseling）治疗咨询（Therapeutic counseling）,成功率抱婴率take home baby rate,1989年：14%1998年：24.9%,2009年达到51%!2010年达到56%!,谢谢！,