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The effect of artificial oocyte activation in IVF-ET procedure
윤혜진 서울여자대학교대학원 2014 국내박사
보조생식술에서 세포질 내 정자주입술 (ICSI) 은 남성 불임에 가장 일반적으로 사용하는 수정방법이다. ICSI 를 시행하였음에도 수정이 이루어지지 않는 경우는 정자의 운동성이 없거나, 비정상적인 형태의 정자가 많거나 또는 수정 시도가 가능한 난자의 수가 적거나 난자의 상태가 좋지 않을 때 등으로 알려져 있다. 그러나 정자의 상태가 정상인 경우에도 수정이 이루어지지 않는 경우가 간혹 발생하는데, 이는 정자로부터 유래되는 난자의 활성화가 이루어지지 않았기 때문이다. 난자의 활성화를 인위적으로 유도하는 방법은 여러 가지가 있지만 그 중 calcium ionophore 를 이용하는 방법에 대한 연구는 지속적으로 진행되어 왔다. Calcium ionophore 를 이용한 후 정상 출산 한 사례는 꾸준히 보고되고 있지만 대부분이 적은 수의 표본을 대상으로 하는 사례보고이며 calcium ionophore 로 부터 발생할 수 있는 독성에 대한 우려는 여전히 제기되고 있다. 따라서, calcium ionophore 를 임상적으로 적용하여 인위적으로 난자 활성화를 유도하였을 때, 그에 따르는 안전성 및 효율성을 검증하고자 한다. 첫 번째 연구는, 이전 체외수정 시술에서 ICSI 를 시도하였으나 수정이 전혀 이루어지지 않았거나 수정율이 현저하게 낮았던 환자를 대상으로 현 시술에서 수정을 돕기 위해 ICSI 와 calcium ionophore 를 병행한 경우의 후향적 임상 자료를 수집하여 인위적인 난자 활성화 방법을 검증하고자 하였다. 185명의 환자를 지난 체외수정에서 수정이 전혀 이루어지지 않았던 ICSI 군과 수정율이 현저하게 낮았던 ICSI 군으로 나누어 ICSI 와 인위적인 난자활성화를 병행한 후 각각을 이전 시술과 비교하였다. 또한 정자의 기원에 따라 환자군을 셋으로 나누어 (ejaculated-normal, ejaculated-oligo-astheno-terato, extracted-testicular spermatozoa) 인위적인 난자활성화를 진행한 후 각각을 이전 시술과 비교하였다. 연구결과, 인위적인 난자활성화 방법을 병행한 현재의 시술은 지난 시술에서 수정이 전혀 이루어지지 않았던 군과 현저하게 수정율이 낮았던 군 모두에서 수정율을 포함한 임상적 결과가 모두 유의하게 높았다. 또한 정자의 기원별로 난자의 인위적인 활성화의 효과를 조사한 결과, 이전 시술에 비하여 수정율, 임신율, 착상율 모두에서 유의하게 높은 것을 알 수 있었다. 이로써 calcium ionophore 를 이용한 난자의 인위적인 활성화 의 효율성을 증명할 수 있었다. 185 명에 대한 출산 여부를 조사한 결과, 38명의 신생아가 태어났으며 선천적 이상은 발견되지 않았다. 이것으로 calcium ionophore 의 안정성을 확인할 수 있었다. 두 번째 연구는, 체외수정을 여러 번 반복하였으나 임신에 실패한 환자를 대상으로 calcium ionophore 의 효과를 조사하였다. 반복적인 임신 실패는 최소 두 번 이상 체외수정으로 임신을 시도하였으나 착상에 실패한 경우를 가리키는 것으로써 환자의 나이나 채취된 난자의 수, 수정율, 생성된 배아의 질, 적절하지 못한 이식 방법 등 여러 가지의 요인에서 원인을 찾아 볼 수 있다. 본 연구는 최소 2회 이상 체외수정을 시도하였으나 임신에 실패한 40세 미만의 환자 106명을 대상으로 ICSI 만을 시행한 군과 ICSI 와 함께 calcium ionophore 를 병행한 군으로 나누어 그 결과를 비교하였고, 이후 같은 기준의 환자군 76명을 대상으로, 특수장비를 이용하여 실시간으로 살아있는 정자의 핵의 형태를 관찰하여 정상인 정자를 선택하는 방법인 정자 형태 선별 미세조작술 (IMSI) 과 IMSI 와 calcium ionophore 를 병행한 군과 결과를 비교하였다. 연구결과, 반복적인 임신 실패를 한 환자에게 ICSI 와 함께 calcium ionophore 를 이용하여 인위적으로 난자 활성화를 유도하였을 경우 ICSI 군과 비교 시 수정율은 차이가 없었으나 임신율과 착상율은 유의하게 증가하였다. 또한, IMSI 와 calcium ionophore 를 병행한 경우 IMSI 와 비교한 결과 수정율은 역시 차이가 없었으며, 통계적으로 유의한 차이는 보이지 않았으나 임신율과 착상율에서 향상된 결과를 얻을 수 있었다. 결론적으로 calcium ionophore 를 이용한 인위적인 난자 활성화 방법은 지난 시술에서 수정에 문제가 있는 경우에 효과적인 결과를 보이며 정자의 기원에 상관없이 모두 긍정적인 결과를 이끌어 낸다. 반복적으로 시술실패인 경우에 calcium ionophore 를 이용하여 난자활성화를 유도할 경우에도 마찬가지로 긍정적인 결과를 기대할 수 있는 것으로 사료된다. Fertilization failures have occurred repeatedly in reproductive centers after intracytoplasmic sperm injection (ICSI) and artificial oocyte activation (AOA) has been used to prevent it. This study performed to investigate whether spermatozoan origin can affect clinical outcomes of AOA with a calcium ionophore. A total of 185 ICSI cycles with a history of no or low fertilization was included in this retrospective study. The outcomes of AOA after ICSI were compared with ejaculated-normal ejaculated-oligo-astheno-terato (OAT) or extracted-testicular spermatozoa. There were no statistically significant differences in the average numbers of retrieved oocytes, fertilized embryos, or cleavage embryos on day 2 post ICSI. The clinical pregnancy and implantation rates with testicular spermatozoa were higher than those for the ejaculate groups, but this difference was not statistically significant. Thirty-eight healthy babies (20 singles and 18 twins, 29 cycles) were successfully delivered, and no congenital birth defects were observed. Most patients with a no or low fertilization history obtained a positive clinical outcome with artificial oocyte activation regardless of the origin of the spermatozoa. However, fertilization failure still occurred in some patients after artificial oocyte activation, although it was rare. Further research is required to establish a method that would work in these patients. Secondly, in this paper this study was undertaken to evaluate the usefulness of AOA in couples with OAT. IMSI is the new method which enables to evaluation of the fine nuclear morphology of motile spermatozoa in real time at high magnification (> × 6,000). Patients with repeated conventional ICSI failures were divided into two groups. One group was that patients with two or more previous conventional ICSI failures underwent activate oocyte artificially following an additional conventional ICSI attempt (ICSI-AOA). And the other group involved patients of the same history with ICSI group was applied AOA after IMSI (IMSI-AOA). Each group was compared to a group in which AOA was not applied. There were no significant differences in the fertilization rates between the ICSI and ICSI-AOA groups or between the IMSI and IMSI-AOA groups. In contrast, clinical pregnancy and implantation rates in the ICSI-AOA group were significantly higher than in the group with the standard ICSI approach. Furthermore, the clinical pregnancy and implantation rates of the IMSI-AOA group tended to be higher than those of the IMSI group; however, these differences were not statistically significant. The application of AOA may be effective in cases of repeated cycles of ICSI failure.
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