[发明专利]细胞群的变化的测定

说明书

                         发明领域

本发明涉及用于测定细胞群的变化的方法和系统，以及使用所述方法和系统来评估胚胎的质量量度和选择供体外受精用的胚胎的方法。

                         发明背景

在世界范围内，有超过8千万人为不孕所累。估计有10％的夫妇遭受原发或继发不孕(Vayena et al.，2001)。体外受精(IVF)是一种可以选择的医学治疗方法，它可能为原本不能怀孕的的夫妻提供了怀孕的机会。它是这样一种过程：首先从女性卵巢中取出卵子(卵母细胞)，然后在实验室中用精子给卵子受精。然后将此过程中产生的胚胎置入子宫，以实现可能的着床(implantation)。为了避免多胎妊娠和多胎生产，只转移少数胚胎(通常少于四个，理想的是只有一个(Bhattacharya et al.，2004))。选择正确的转移用胚胎是IVF治疗中的关键步骤。当前的选择规程大多完全基于胚胎在发育过程中不同时间点的形态学评估，特别是转移时使用标准立体显微评估。然而，人们广泛认为所述评估规程需要定性的和定量的改进。

早期细胞分裂。一种有希望的新方法是利用到2细胞阶段为止的“早期分裂”(即授精/注射后前25-27小时)作为质量指标。在此方法中，在受精后25-27小时目视检查胚胎，以确定第一次细胞分裂是否完成。数项研究证明了胚胎个体的早期分裂与后续发育潜能之间存在强有力的关联性(Shoukir etal.，1997；Sakkas et al.，1998，2001；Bos-Mikich et al.，2001；Lundin et al.，2001；Petersen et al.，2001；Fenwick et al.，2002；Neuber et al.，2003；Salumets et al.，2003；Windt et al.，2004)。若干评论者指出更频繁的观察是必要的，然而，频繁的目视观察及相关的从培养箱到倒置显微镜的转移会诱发物理应力，物理应力可能妨碍或者甚至阻止胚胎发育。它还耗费时间，而且难以纳入IVF的临床规程。

数名研究人员进行了胚胎发育过程中的时移图像获取。这主要是通过将研究显微镜置于培养箱中或者在具有自动化图像获取的显微镜载物台上建 立“培养箱载台”来进行的。“培养箱”维持可接受的温度(37℃)、湿度(＞90％)和气体组成(5％CO₂，有些场合还有降低的氧浓度)。时移图像的人工评估提供了关于细胞分裂的计时和持续时间的重要信息(Grisart et al.，1994；Holmet al.，1998；Maje-rus et al.，2000；Holm et al.，2002；Holm et al.，2003；Lequarreet al.，2003；Motosugi et al.，2005)。

一种备选的实验设置包括将图像获取系统置于培养箱中以在发育过程中观察胚胎，从而避免了将胚胎从培养箱内的优化条件移出而对胚胎施加压力。IMT international制造和销售一种商品化系统，EmbryoGuard(见文献列表)。在这种设置中，有可能在培养箱中在线观察胚胎。

常规图像分析。胚胎图像和胚胎发育的时移视频的形态学评分依赖于人工分析，其中评阅人给照片评级，而计算机只追踪此评级，产生带注解的时间线，显示何时发生重大变化。此类软件的例子有EmbryoGuard的时移图像获取系统提供的注解软件。时移视频人工分析的例子见Grisart et al.，1994；Holm et al.，1998；Majerus et al.，2000；Holm et al.，2002；Holm et al.，2003；Lequarre et al.，2003；Motosugi et al.，2005。

当前用于胚胎照片的定量图像分析的软件采用半自动的或计算机辅助的算法。它是一种计算机辅助图像评分，其中使用者使用画图工具来描绘胚胎结构，随后基于使用者描绘的胚胎结构轮廓对胚胎结构进行定量。可通过商业途径获得数种用于进行胚胎照片半自动分析的程序(例如图像House的FertiMorph，Copenhagen，Denmark)。人们进行了若干建立完全自动化的胚胎照片分析系统的尝试(例如Christina Hnida的博士论文)。然而，胚胎学和IVF实验室中一般使用的霍夫曼调制相衬(Hoffmann modulation contrast，HMC)图像使得自动细胞检测难以进行。