信州医誌，59⑴：33〜35，2011

生殖補助医療の最新技術 〜ICSI から IM SI へ
信州大学医学部産科婦人科学教室

岡はじめに賢 二される点を含め in vivo と同様であるが，一定の濃度（１×10 /ml 程度）の精子が得られない症例では受精

体外受精法のなかでも卵細胞質内精子注入法（intra率が極端に低下したのである。そこで注目されたのが，cytoplasmic sperm injection，ICSI）は１個の精子さ顕微授精法であった。1980年代後半からヒトに対するえあれば，高率に受精卵が得られるため，重症な乏精臨床応用が始まり，当初は卵に対する侵襲が比子症をはじめとした男性不妊症に対して画期的な治療低いと思われる，透明帯切開法から始まった。酸性法である。しかし，ICSI における精子の選別は，400

tyrode 液により透明帯に小孔を開け，囲卵腔への精倍の視野で運動性を基準に選んでいるに過ぎず，自然子の侵入を促す方法（zona drilling：Gordon 1988），

妊娠における数億分の１の選択に比べれば不十分と言

透明帯を穿刺，切開する方法（partial zona dissec-わざるを得ない。

，囲卵腔に直接精子を注入
tion，PZD：Cohen 1988）

的

この点を補う可能性がある方法として，近年，超高する方法（subzonal insemination SUZI：Ng 1988）

倍率観察下に選別された形態良好精子を用いた顕微授などが報告されたが，これらの方法の重症男性不妊症精である IMSI（intracytoplasmic morphologically

症例に対する治療効果は不十分であった。そのため，

selected sperm injection）が注目されている。微分当時すでに動物実験では受精卵が得られることが確認

干渉による光学1,000倍にデジタルズームを組み合わされていた，卵細胞質内へ１個の精子を直接注入する

せて6,000倍の観察が可能な高分解能顕微鏡を用いた方法（ICSI）がヒトでも研究されるようになり，1992

方法である。

年に Palermo らによって初めての妊娠例が報告され体外受精・胚移植の成功から顕微授精法の登場まで2010年，Robert Edwards が体外受精・胚移植（invitro fertilization and embryo transfer，IVF‑ET）た。ICSI による受精率，妊娠率は前述の方法に比べると驚異的に高く（IVF で受精卵が得られなかった150例 に 対 し て 受 精 率64.2％，妊 娠 率44.7％：van，その後の顕微授精法の主流となっ
Steirteghem 1993）た。に関わる業績に対してノーベル医学生理学賞を受賞し現在では ICSI により70％以上の受精率が得られるた。生物学者であった彼が，産婦人科医で腹腔鏡手術ようになり，受精だけをみるなら，かなり良好な成績を得意とした Patrick Steptoe と協力して，世界初のとなっている。しかし近年，胚培養技術の向上に伴って，

IVF‑ET による妊娠・出産を成功させたのは1978年

精子は受精のみに関わるのではなく，受精後の胚発生のことであった。両側卵管を摘出された女性に対してにも大きく影響することが示されてきた。受精後５〜腹腔鏡下に卵巣より卵子を回収し，体外で受精させた６日，胚盤胞までの体外培養が可能となり，観察期間後，子宮に移植し着床させたのである。この画期的なが延長したことにより，精子の成熟性や，DNA 断片技術の成功により，難治性不妊のほとんどは解決した化の有無など genetic なクオリティが胚の発達に大きかのように思われた。しかし，その後の検討により高な影響を与えていることがわかってきたのである。妊度の乏精子症や無精子症，精子無力症など重症男性不娠成績の向上のためには，良好な卵子を得ることはも妊症症例には効果が乏しいことが報告された。IVF‑

ちろんだが，質の高い精子が必要であることが明らか

ET における受精の過程は，体外のディッシュ上で起となり，非常に多数の精子の中から精子が選択される

こることを除けば，多数の精子から１個が自然に選別

自然妊娠や通常の体外受精と違い，術者が低倍率の視No. 1, 201133

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野で運動性を視標に精子を選択する ICSI では，適切これらの結果はインパクトをもって受け入れられ，な精子が選択されていない可能性が指摘されるようにIMSI の有用性を示唆する報告が後に続いた。2010年なった。には IMSI に対する最初のメタアナライシスが報告され ，従来法の ICSI 群と IMSI 群で受精率に差はな

IM SI

いものの，着床率，妊娠率は IMSI 群で有意に高く，高倍率による精子選別の有用性は2002年 Bartoov，Berkovitz ら により初めて報告された。彼らは精子の核（形，クロマチン），先体，先体後部ラミナ，ミトコンドリア，頚部，尾部の詳細な観察を行い，高倍率下さらに流産率は IM SI 群で有意に低い（40％以上低下）という結果が示された。
IMSI の問題点，課題での精子奇型の分類基準を示した。
（motile sperm

IMSI システムで観察されるのは，超高倍率観察にorganelle morphology examination：M SOME）。

よる精子の微細な形態であり，直接精子の質を評価でその結果，核の所見が正常であることが，引き続き行きるものではない。現在精子の微細構造のうち，最もわれた ICSI による受精率，妊娠率を明らかに上昇さよく検討されているのは精子頭部の空胞であるが，機せたとした。これにより，従来法の ICSI で行われて能的な評価として DNA 断片化との関連が示唆されている精子の選別では発見できない微細な精子の構造異いるものの，明らかな相関が証明されているわけでは常が，ICSI による妊娠率に影響を与える可能性を示ない。また，IMSI システムでは空胞内部の構造まで唆し，IMSI の原型が示された。

は観察できないため，電顕レベルで解析された空胞と続いて彼らは，この結果が良好な核の形態を持つ精は同一でない可能性が指摘されている 。IM SI の現子を選別したことによるものであることを示すために，

況は，形態良好な精子は質的にも良好であることを前MSOM E において正常な形態の核を持つ精子を選択提に，主として精子頭部の空胞の有無に着目して精子できた群：positive 群38周期と，何らかの異常所見がを選別し，ICSI を行ったところ臨床成績が向上したあり，厳密に正常な形態の核を持つ精子が選択できなという段階である。今後の発展のためには，適切な形

か っ た 群 ： negative群 38周 期 で ICSIの 結 果 を 比態解析項目のさらなる検索とその妥当性を裏付ける質した。その結果，受精率，良好胚率，着床率のすべて的評価法の確立が必要と思われる。

において positive 群で優位に良好であった。
（受精率

当院では2010年４月に IMSI システムを導入し，71.3±20.8％ vs 50.3±24.1％，良好胚率 34.9±31.3

ICSI 反復不成功例を中心に臨床応用を開始した。現％ vs 19.4±27.1％，着 床 率 25.0±25.9vs 5.9±

段階では前述の精子頭部の空胞による評価を主体とし12.9）。また，流産率は positive 群において有意に低ているが，新しい試みとして近年，生物学の分野で注かったとした（10.0％ vs 57.1％） 。

目されている形態測定手法である，幾何学的形態測定

この研究では，核の形態は，核の大きさ，形，大き法によるデータの蓄積を開始した（図１）。幾何学的な空胞（全体の４％を超える）の有無で検討されたが，形態測定法は，形態学的に相同な点（標識点），またnegative 群で正常基準を満たさなかった所見としてはそれに類する点（準標識点）の相対的な位置を標本

は 大きな空胞を持つ（核の大きさ，形は正常） が間で比 することによって，わずかな形態の差異を統最多であった（18/38周期）。そこで彼らは核の形態の計的に検出可能にする．IM SI システムで撮影した精中でも空胞の有無に着目し，核の形と大きさは正常だ

子の画像に対して幾何学的形態測定を行うことで，精が大きな空胞を持つ精子しか選択できなかった群：試子間のわずかな形態の差異を数値で表し，精子の形態

験群28周期と，厳密に正常な形態の核を持つ精子を選と精子の質との関連をこれまでより詳細に評価できる択した群：対照群28周期とを比可能性があると考えている。

した 。この検討では，受精率，良好胚率に差はみられなかったが，妊娠率は有意に試験群で不良であり（試験群 18％ vs 対照

おわりに群 50％），流産率も高かった（80％ vs ７％）。これら

IMSI システムがもつ精子の微細構造の観察能力はの結果より妊娠率，流産率に影響を与える要素として，非常に高く，良好な精子を選択するための有用な手技

精子の核の形態，特に 大きな空胞 の有無が重要ととなる可能性を持っている。しかし臨床応用されてかされた。

ら日が浅く，質的な評価に裏打ちされた評価項目が確

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信州医誌 Vol. 59

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図１ 微分干渉顕微鏡で見た精子の写真
スケールバーは20μm を示す。
⒜ 頭部に空胞がない精子，⒝ 頭部に空胞がみられる精子，⒞ 通常の ICSI の視野，⒟ 幾何学的形態測定法
８つの準標識点。２次元画像上で，精子頭部の長軸に線分を引き，その線分の中心点と45°，90°，135°の角度でそれぞれ交差する３本の直線を引いた。これらの線と精子の輪郭が交わる点を準標識点とした。これらの準標識点は，同じ精子の写真であればいつでもほぼ同じ座標にプロットできる。

立されているとは言えない。そのポテンシャルを十分れらとリンクする精子の質的評価法の確立を進める必

生かすためには，さらなる解析項目の検討，およびそ要がある。

文

献1) Bartoov B,Berkovitz A,Eltes F,Kogosowski A,Menezo Y,Barak Y :Real‑time ﬁne morphologyofmotile humansperm cells is associated with IVF‑ICSI outcome. J Androl 23:1‑8, 2002
2) Berkovitz A,Eltes F,Yaari S,Katz N,Barr I,Fishman A,Bartoov B :The morphological normalcy of the spermnucleus and pregnancy rate of intracytoplasmic injection with morphologically selected sperm. Hum Reprod 20:
185‑190, 2004
3) Berkovitz A, Eltes F, Ellenbogen A, Peer S, Feldberg D, Bartoov B :Does the presence of nuclear vacuoles inhuman sperm selected for ICSI aﬀect pregnancy outcome?Hum Reprod 21:1787‑1790, 2006
4) Hazout A, Dumont‑Hassan M , Junca AM , Cohen Bacrie P, Tesarik J : High‑magniﬁcation ICSI overcomes
paternal eﬀect resistant to conventional ICSI. Reprod Biomed Online 12:19 ‑25, 2006
5) 年森清隆, 伊藤千鶴 :ヒト精子の超微形態と妊孕性. J M amm Ova Res 25:232‑239, 2008

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