JP6525448B2 - 胚の評価 - Google Patents

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Description

本発明のある特定の実施形態は、胚の発生潜在力(developmental potential)を評価するため、および特に、胚の発生潜在力によって胚を順位付けする(ranking)/スコア付けするための方法および機器に関する。
不妊症は、世界的に8000万人超に影響している。すべての夫婦の10%が、原発性または続発性不妊症を経験すると推定されている。体外受精(IVF)は、他の方法では妊娠することができなかった夫婦に妊娠を確立し、親となる機会をもたらし得る選択的な医療である。これは、卵(卵母細胞)を女性の卵巣から採取し、次いで実験室で精子と受精させるプロセスである。次いでこのプロセスで創製された胚が潜在的な着床のために子宮内に配置される。受精と移植(transfer)との間に、胚は、典型的には、インキュベーターのインキュベーションチャンバー内で2〜6日間貯蔵され、その時間にこれらを例えば、画像化によって定期的に監視してこれらの発生について評価することができる。温度および大気組成などのインキュベーター内の状態は、一般に、卵管および子宮中の状態を模倣する目的で制御される。
典型的なIVFサイクルでは、単一患者からのいくつかの卵を受精させ、得られる胚をインキュベートする。しかし、すべてのインキュベートされた胚が患者の子宮に移植されるわけではないのが通常である。これは、潜在的に危険な多子出産のリスクを低減するためである。胚は、典型的には、インキュベートされた胚の発生潜在力の評価に基づいて移植について選択される。発生して生児出生する最も大きい潜在性を有すると判定される胚が、これらのコホート中の他の胚に対して優先的に選択される。したがって、IVF処置の重要な側面は、コホートを構成する胚の発生潜在力を評価すること、すなわち、胚品質を判定することであり、この場合、胚品質は、順調に着床し、移植後に子宮内で発生し、健康なベビーの出生に至る胚の尤度(likelihood)を表す予測である。
ここ数年にわたって開発された胚品質を評価するための強力なツールは、タイムラプス胚イメージングである。タイムラプス胚イメージングでは、胚の発生中に胚の画像を得ることを必要とする。これは、細胞分裂などの様々な発生事象のタイミング、ならびに/または例えば、異なる段階における細胞均一性(均等性)、前核(PN)の出現、および多核形成(MN)の存在の観点からの胚の発生に関する他の特性の存在もしくは非存在を確立することを可能にすることができる。
これらのタイミングおよび特性は、胚の形態運動的(morphokinetic)/形態学的パラメータと時に呼ばれる場合がある。この点において、用語「形態運動的」および「形態学的」は、一般に、互換的に本明細書で使用されるが、いくつかの点で、形態運動的特性は、厳密には、形態学的特性のサブセット、すなわちタイミングに具体的に関する形態学的特性と見なされる場合がある。研究により、どのように様々な胚発生事象のタイミングおよび継続時間ならびに様々な他の発生特性の存在または非存在を、胚の発生潜在力と相関させることができるかが示された。
形態運動的パラメータを考慮に入れる胚選択のモデル(すなわち、胚の発生潜在力を評価するためのモデル)は、既知の着床データ(Known Implantation Data)(KID)を使用して構築、評価、およびバリデートすることができ、それにより、陽性のKID胚は、引き続いて着床したと分かっている胚であり、陰性のKID胚は、引き続いて着床しなかったと分かっている胚である。
胚の発生潜在力を評価するための単純なモデルの例として、1細胞から2細胞への分裂の相対的に早期の時間は、良品質胚の指標であると判明している。他の形態運動的パラメータ、例えば、2細胞から4細胞に分裂するときの2つの分裂のシンクロニシティの程度も、胚品質に感受性であることが判明している。より一般に、胚のin−vitro発生に関するパラメータから胚の発生潜在力を評価するための様々な手法が提案されている。したがって、タイムラプスイメージングの目的は、様々な胚発生事象のタイミング、ならびに/または異なる段階の細胞均一性(均等性)、前核(PN)の出現、および多核形成(MN)の存在の観点からの胚の発生に関する他の特性に関する様々なパラメータの値を確立することである。一連のタイムラプス画像から胚発生に関する値および特性を確立することは、アノテーションと時に呼ばれる。
胚発生に関連した様々なタイミングおよび特性は、胚の発生の品質指標をもたらすのに役立つことが判明しており、良品質胚を示すこれらの具体的な値は、胚がインキュベートされる条件、および様々な事象が割り当てられる仕方に従って異なる胚について異なり得る。例えば、1つの診療所は、ある特定のパーセンテージの酸素雰囲気および温度で胚をインキュベートする場合があり、一方、別の診療所は、異なるパーセンテージの酸素雰囲気および温度で胚をインキュベートする場合がある。これは、胚の発生における所与の形態学的事象の最適のタイミングは、異なる診療所/インキュベーター条件で異なり得ることを意味し得る。
図1は、この原理を表すグラフである(このグラフは、高度に概略的であり、実際のデータに基づいていない)。したがって、図1は、どのように着床尤度、Imp%が、任意の(arbitrary)発生事象X(例えば、特定の細胞周期の継続時間または特定の卵割の時間)のタイミングの関数として変動し得るかの一例を示す。実線の曲線は、第1のセットの条件に従って発生した胚のXについて観察されたタイミングの関数としての着床尤度の変動を表し、一方、破線の曲線は、第2のセットの条件に従って発生した胚の変動を表す。例えば、実線の曲線は、相対的に低い酸素雰囲気でインキュベートされた胚を表し得、一方、破線の曲線は、相対的に高い酸素雰囲気でインキュベートされた胚を表し得る。別の例として、実線の曲線は、細胞質内精子注入法(ICSI)によって受精された胚を表し得、一方、破線の曲線は、体外受精(IVF)によって受精された胚を表し得る。さらに別の例として、2つの曲線は、異なる診療所で発生した胚を表し得る。図1中の2つの曲線は、互いに系統的にオフセットされており、その理由は、異なる条件下でインキュベートされた胚は、一般に、少なくともいくつかの点において異なる速度で発生するためである。
したがって、図1は、発生事象Xと関連した時間を、両セットの条件下で発生した胚について相対的に高い着床尤度を有する胚を同定するのに使用することができることを示す一方、高い着床尤度に関連したXの実際の値は、2つの群で異なる。例えば、第1のセットの条件下でインキュベートされた胚について(実線)、Xのタイミングの最適範囲は、h1〜h2であると見なすことができ、一方、第2のセットの条件下でインキュベートされた胚の最適範囲(破線)は、h3〜h4であると見なすことができる。これが実際に意味することは、胚の発生潜在力を評価するための異なるモデルが、異なる集団について必要となることである。
しかし、様々な異なる条件下で発生した胚に適用可能である単一モデル、すなわち、普遍的に適用可能なモデルと呼ばれ得るもの(または一連の異なる条件下で発生した胚に適用可能な少なくとも1つのモデル)を確立することができれば好ましい。普遍的に適用可能なモデルは、異なる胚発生条件に使用するモデルを選択するプロセスを単純化するだけでなく、一部の場合では、例えば、「新しい」診療所の場合において、所与のセットの発生条件について、その特定の条件に対するモデルを確実に確立することを可能にするのに利用可能な十分なKIDデータが存在しない場合がある。図1に表した概略的状況について単一モデルを提供するための1つの単純な解決策は、すべての胚についてh1からh4の間のXのタイミングの最適範囲を仮定することである。しかし、これは、高い着床尤度を有すると間違って分類されている各集団からの胚をもたらすはずであり、それはもちろん、満足な解決策でない。
したがって、一連の異なる条件下で発生した胚に適用可能である、in−vitroインキュベートヒト胚などの胚の発生潜在力(生存能/品質)を評価するためのモデルを開発する要望がある。
本発明の第1の態様にしたがって、胚を順位付けしてその発生潜在力を示す方法であって、観察期間中に該胚の形態学的発生に関する複数の特性についての値を得ること;と、該胚のそれぞれの特性について、該胚が直接卵割事象を起こしたか否かの尺度を判定すること、および直接卵割事象を起こしたと判定される胚を、直接卵割事象を起こしたと判定されない胚についてよりも低い発生潜在力を示す順位を用いて順位付けすること;と、直接卵割事象を起こしたと判定されない該胚について、該胚の予め定義された発生段階の継続時間の尺度が、予め定義された閾値継続時間を超えるか否かを判定すること、および該予め定義された発生段階の該継続時間が、該予め定義された閾値継続時間を超えると判定される胚を、該予め定義された発生段階の該継続時間が、該予め定義された閾値継続時間を超えると判定されない胚についてよりも低い発生潜在力を示す順位を用いて順位付けすること;と、該予め定義された発生段階の該継続時間が、該予め定義された閾値継続時間を超えると判定されない該胚について、該胚の第2の予め定義された発生段階に対する該胚の第1の予め定義された発生段階の相対継続時間の尺度が、予め定義された範囲の外側にあるか否かを判定すること、および該相対継続時間が該予め定義された範囲の外側にある胚を、該相対継続時間が該予め定義された範囲の外側にない胚についてよりも低い発生潜在力を示す順位を用いて順位付けすることとを含む、方法が提供される。
本発明の第2の態様にしたがって、胚を順位付けして胚の発生潜在力を示すための機器であって、観察期間中に該胚の形態学的発生に関する複数の特性についての値を得るように構成されたデータ入力エレメント;および該胚のそれぞれの特性について、該胚が直接卵割事象を起こしたか否かの尺度を判定し、直接卵割事象を起こしたと判定される胚を、直接卵割事象を起こしたと判定されない胚についてよりも低い発生潜在力を示す順位を用いて順位付けし;直接卵割事象を起こしたと判定されない該胚について、該胚の予め定義された発生段階の継続時間の尺度が、予め定義された閾値継続時間を超えるか否かを判定し、該予め定義された発生段階の該継続時間が、該予め定義された閾値継続時間を超えると判定される胚を、該予め定義された発生段階の該継続時間が、該予め定義された閾値継続時間を超えると判定されない胚についてよりも低い発生潜在力を示す順位を用いて順位付けし;該予め定義された発生段階の該継続時間が、該予め定義された閾値継続時間を超えると判定されない該胚について、該胚の第2の予め定義された発生段階に対する該胚の第1の予め定義された発生段階の相対継続時間の尺度が、予め定義された範囲の外側にあるか否かを判定し、該相対継続時間が該予め定義された範囲の外側にある胚を、該相対継続時間が該予め定義された範囲の外側にない胚についてよりも低い発生潜在力を示す順位を用いて順位付けするように構成されたプロセッサーエレメントを備える機器が提供される。
本発明の他の態様として、本発明の第1の態様の方法を実施するための機械可読命令を持つ非一時的コンピュータープログラム製品、および本発明の第1の態様の方法を実施するための機械可読命令を搭載され、それを実行するように操作可能である機器が挙げられる。
本発明のさらなる態様および特徴は、特許請求の範囲によって定義される。
本発明の第1および他の態様に関して本明細書に記載した本発明の特徴および態様は、適切であるように、かつ上記した具体的な組合せにおいてだけでなく、本発明の他の態様による本発明の実施形態に同等に適用可能であり、該実施形態と組み合わせることができることが十分に理解される。
本発明の第1および他の態様に関して上記した本発明の特徴および態様は、適切であるように、かつ上記した具体的な組合せにおいてだけでなく、本発明の他の態様による本発明の実施形態に同等に適用可能であり、該実施形態と組み合わせることができることが十分に理解される。
次に、本発明を、以下の図面を参照して、単なる例として記載する。
本発明の実施形態において、例えば以下の項目が提供される。
(項目1)
胚を順位付けして該胚の発生潜在力を示す方法であって、
観察期間中に該胚の形態学的発生に関する複数の特性についての値を得ること;と
該胚のそれぞれの特性について、該胚が直接卵割事象を起こしたか否かの尺度を判定すること、および直接卵割事象を起こしたと判定される胚を、直接卵割事象を起こしたと判定されない胚についてよりも低い発生潜在力を示す順位を用いて順位付けすること;と
直接卵割事象を起こしたと判定されない該胚について、該胚の予め定義された発生段階の継続時間の尺度が、予め定義された閾値継続時間を超えるか否かを判定すること、および該予め定義された発生段階の該継続時間が、該予め定義された閾値継続時間を超えると判定される胚を、該予め定義された発生段階の該継続時間が、該予め定義された閾値継続時間を超えると判定されない胚についてよりも低い発生潜在力を示す順位を用いて順位付けすること;と
該予め定義された発生段階の該継続時間が、該予め定義された閾値継続時間を超えると判定されない該胚について、該胚の第2の予め定義された発生段階に対する該胚の第1の予め定義された発生段階の相対継続時間の尺度が、予め定義された範囲の外側にあるか否かを判定すること、および該相対継続時間が該予め定義された範囲の外側にある胚を、該相対継続時間が該予め定義された範囲の外側にない胚についてよりも低い発生潜在力を示す順位を用いて順位付けすること
とを含む、方法。
(項目2)
胚が直接卵割事象を起こしたかどうかの尺度を判定することが、該胚の発生に関連した第1のパラメータが第1の閾値量未満であるかどうかを判定すること、および、そうである場合、該胚が直接卵割事象を起こしたと判定することを含む、項目1に記載の方法。
(項目3)
(i)前記第1のパラメータが、前核衰退、tPNfと、3細胞への卵割の時間、t3との間の時間ピリオドの尺度であり、前記第1の閾値量が、5時間、6時間、7時間、8時間、9時間、10時間、11時間、12時間、13時間、および14時間を含む群から選択され;または
(ii)前記第1のパラメータが、2細胞への卵割の時間、t2と、3細胞への卵割の時間、t3との間の時間ピリオドの尺度であり、前記第1の閾値量が、1時間、2時間、3時間、4時間、5時間、6時間、7時間、8時間、9時間、10時間、および11時間を含む群から選択され;または
(iii)前記第1のパラメータが、4細胞への卵割の時間、t4と、5細胞への卵割の時間、t5との間の時間ピリオドの尺度であり、前記第1の閾値量が、0.1時間、1時間、2時間、3時間、4時間、5時間、6時間、7時間、8時間、9時間、10時間、および11時間を含む群から選択され;または
(iv)前記第1のパラメータが、3細胞への卵割の時間、t3と、4細胞への卵割の時間、t4との比の尺度であり、前記第1の閾値量が、0.9、0.8、0.7、および0.6を含む群から選択される、
項目2に記載の方法。
(項目4)
前記胚の予め定義された発生段階の継続時間の尺度が予め定義された閾値継続時間を超えるか否かを判定することが、
(i)2細胞への卵割の時間、t2の尺度が、27時間、28時間、29時間、30時間、31時間、32時間、33時間、34時間、および35時間を含む群から選択される時間を超えるかどうかを判定すること;または
(ii)3細胞への卵割の時間、t3の尺度が、38時間、39時間、40時間、41時間、42時間、43時間、44時間、45時間、46時間、47時間、および48時間を含む群から選択される時間を超えるかどうかを判定すること;または
(iii)4細胞への卵割の時間、t4の尺度が、41時間、42時間、43時間、44時間、45時間、46時間、47時間、47時間、48時間、49時間、および50時間を含む群から選択される時間を超えるかどうかを判定すること;または
(iv)5細胞への卵割の時間、t5の尺度が、55時間、56時間、57時間、58時間、59時間、60時間、61時間、62時間、および63時間を含む群から選択される時間を超えるかどうかを判定すること
を含む、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目5)
前記胚の第2の予め定義された発生段階に対する該胚の第1の予め定義された発生段階の相対継続時間の尺度が予め定義された範囲の外側にあるか否かを判定する際に、
(i)該第1の予め定義された発生段階が、3細胞への卵割の時間、t3と、5細胞への卵割の時間、t5との間の時間ピリオドの尺度であり、該第2の予め定義された発生段階が、2細胞への卵割の時間、t2と、5細胞への卵割の時間、t5との間の時間ピリオドの尺度であり、その結果、該相対継続時間が(t5−t3)/(t5−t2)の尺度であり、該予め定義された範囲が、0.1〜0.9、0.2〜0.8、0.3〜0.7、0.4〜0.6、および0.5〜0.6を含む群から選択される;
または
(ii)該第1の予め定義された発生段階が、2細胞への卵割の時間、t2と、3細胞への卵割の時間、t3との間の時間ピリオドの尺度であり、該第2の予め定義された発生段階が、2細胞への卵割の時間、t2と、5細胞への卵割の時間、t5との間の時間ピリオドの尺度であり、その結果、該相対継続時間が、(t3−t2)/(t5−t2)の尺度であり、該予め定義された範囲が、0.1〜0.9、0.1〜0.8、0.2〜0.7、0.3〜0.6、もしくは0.4〜0.5を含む群から選択される;
または
(iii)該第1の予め定義された発生段階が、2細胞への卵割の時間、t2と、3細胞への卵割の時間、t3との間の時間ピリオドの尺度であり、該第2の予め定義された発生段階が、3細胞への卵割の時間、t3と、5細胞への卵割の時間、t5との間の時間ピリオドの尺度であり、その結果、該相対継続時間が、(t3−t2)/(t5−t3)の尺度であり、該予め定義された範囲が、0.05〜10、0.1〜9、0.15〜8、0.2〜7、0.25〜6、0.3〜7、0.35〜6、0.4〜5、0.45〜4、0.5〜3、0.6〜2、および0.75〜1を含む群から選択される;
または
(iv)該第1の予め定義された発生段階が、3細胞への卵割の時間、t3と、5細胞への卵割の時間、t5との間の時間ピリオドの尺度であり、該第2の予め定義された発生段階が、5細胞への卵割の時間、t5の尺度であり、その結果、該相対継続時間が、(t5−t3)/t5の尺度であり、該予め定義された範囲が、0.1超、0.2超、および0.3超を含む群から選択される;
または
(v)該第1の予め定義された発生段階が、3細胞への卵割の時間、t3と、4細胞への卵割の時間、t4との間の時間ピリオドの尺度であり、該第2の予め定義された発生段階が、2細胞への卵割の時間、t2と、3細胞への卵割の時間、t3との間の時間ピリオドの尺度であり、その結果、該相対継続時間が、(t4−t3)/(t3−t2)の尺度であり、該予め定義された範囲が、0.1未満、0.2未満、0.3未満、0.4未満、および0.5未満を含む群から選択される;
または
(vi)該第1の予め定義された発生段階が、5細胞への卵割の時間、t5と、8細胞への卵割の時間、t8との間の時間ピリオドの尺度であり、該第2の予め定義された発生段階が、3細胞への卵割の時間、t3と、5細胞への卵割の時間、t5との間の時間ピリオドの尺度であり、その結果、該相対継続時間が、(t8−t5)/(t5−t3)の尺度であり、該予め定義された範囲が、0.1未満、0.15未満、および0.2未満を含む群から選択される;
または
(vii)該第1の予め定義された発生段階が、2細胞への卵割の時間、t2と、3細胞への卵割の時間、t3との間、および4細胞への卵割の時間、t4と、5細胞への卵割の時間、t5との間の時間ピリオドの組合せの尺度であり、該第2の予め定義された発生段階が、4細胞への卵割の時間、t4と、8細胞への卵割の時間、t8との間の時間ピリオドの尺度であり、その結果、該相対継続時間が、((t3−t2)+(t5−t4))/(t8−t4)の尺度であり、該予め定義された範囲が、0.3超、0.4超、0.5超、0.6超、0.7超、および0.8超を含む群から選択される;
または
(viii)該第1の予め定義された発生段階が、5細胞への卵割の時間、t5と、8細胞への卵割の時間、t8との間の時間ピリオドの尺度であり、該第2の予め定義された発生段階が、4細胞への卵割の時間、t4と、8細胞への卵割の時間、t8との間の時間ピリオドの尺度であり、その結果、該相対継続時間が、(t8−t5)/(t8−t4)の尺度であり、該予め定義された範囲が、0.3超、0.4超、0.5超、0.6超、0.7超、0.8超、0.9超、および0.97超を含む群から選択される;
または
(ix)該第1の予め定義された発生段階が、前核衰退、tPNfと、3細胞への卵割の時間、t3との間の時間ピリオドの尺度であり、該第2の予め定義された発生段階が、前核衰退、tPNfと、4細胞への卵割の時間、t4との間の時間ピリオドの尺度であり、その結果、該相対継続時間が、(t3−tPNf)/(t4−tPNf)の尺度であり、該予め定義された範囲が、0.35超、0.45超、0.55超、0.65超、0.75超、0.85超、および0.95超を含む群から選択される;
または
(x)該第1の予め定義された発生段階が、3細胞への卵割の時間、t3と、4細胞への卵割の時間、t4との間の時間ピリオドの尺度であり、該第2の予め定義された発生段階が、2細胞への卵割の時間、t2と、4細胞への卵割の時間、t4との間の時間ピリオドの尺度であり、その結果、該相対継続時間が、(t4−t3)/(t4−t2)の尺度であり、該予め定義された範囲が、0.3未満、0.4未満、0.5未満、0.6未満、および0.7未満を含む群から選択される;
または
(xi)該第1の予め定義された発生段階が、5細胞への卵割の時間、t5と、8細胞への卵割の時間、t8との間の時間ピリオドの尺度であり、該第2の予め定義された発生段階が、2細胞への卵割の時間、t2と、8細胞への卵割の時間、t8との間の時間ピリオドの尺度であり、その結果、該相対継続時間が、(t8−t5)/(t8−t2)の尺度であり、該予め定義された範囲が、0.2未満、0.3未満、0.4未満、0.5未満、および0.6未満を含む群から選択される、
前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目6)
前記第2の予め定義された発生段階に対する前記第1の予め定義された発生段階の前記相対継続時間が、予め定義された範囲の外側にある前記胚について、該相対継続時間が、該予め定義された範囲超または未満であるかどうかを判定することと、該相対継続時間が該予め定義された範囲の一方の側に対して該予め定義された範囲の外側にある胚を、該相対継続時間が該予め定義された範囲の他方の側に対して該予め定義された範囲の外側にある胚についてよりも低い発生潜在力を示す順位を用いて順位付けすること
とをさらに含む、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目7)
直接卵割事象を起こしたと判定される前記胚について、該胚の予め定義された発生段階の継続時間の尺度が予め定義された閾値継続時間を超えるか否かを判定することと、直接卵割事象を起こしたと判定され、該予め定義された発生段階の該継続時間が該予め定義された閾値継続時間を超えると判定される胚を、直接卵割事象を起こしたと判定され、該予め定義された発生段階の該継続時間が該予め定義された閾値継続時間を超えると判定されない胚についてよりも低い発生潜在力を示す順位を用いて順位付けすること
とをさらに含む、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目8)
直接卵割事象を起こしたと判定される前記胚について、該胚の第2の予め定義された発生段階に対する該胚の第1の予め定義された発生段階の相対継続時間の尺度が、予め定義された範囲の外側にあるか否かを判定することと、直接卵割を起こしたと判定され、該相対継続時間が該予め定義された範囲の外側にある前記胚を、直接卵割事象を起こしたと判定され、前記相対継続時間が前記予め定義された範囲の外側にない胚についてよりも低い発生潜在力を示す順位を用いて順位付けすること
とをさらに含む、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目9)
直接卵割事象を起こしたと判定されず、前記予め定義された発生段階の前記継続時間が前記予め定義された閾値継続時間を超えると判定される前記胚について、該胚の第2の予め定義された発生段階に対する該胚の第1の予め定義された発生段階の相対継続時間の尺度が、予め定義された範囲の外側にあるか否かを判定することと、直接卵割を起こしたと判定され、該予め定義された発生段階の該継続時間が該予め定義された閾値継続時間を超えると判定され、該相対継続時間が該予め定義された範囲の外側にある胚を、直接卵割事象を起こしたと判定され、該予め定義された発生段階の該継続時間が該予め定義された閾値継続時間を超えると判定され、該相対継続時間が該予め定義された範囲の外側にない胚についてよりも低い発生潜在力を示す順位を用いて順位付けすること
とをさらに含む、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目10)
前記第2の予め定義された発生段階に対する前記第1の予め定義された発生段階の前記相対継続時間が前記予め定義された範囲内であると判定される前記胚について、それぞれの胚が予め定義された時間内に予め定義された数の細胞へと発生したか否かを判定し、該予め定義された時間内に該予め定義された数の細胞に発生しなかった胚を、該予め定義された時間内に該予め定義された数の細胞へと発生したと判定される胚についてよりも低い発生潜在力を示す順位を用いて順位付けする、
前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目11)
前記予め定義された数の細胞が8細胞であり、前記予め定義された時間が、64時間、65時間、66時間、67時間、68時間、69時間、70時間、71時間、および72時間を含む群から選択される、項目10のいずれかに記載の方法。
(項目12)
前記値が、タイムラプス顕微鏡観察によって得られる、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目13)
互いに対する前記胚の少なくとも一部についての前記順位を表す表示を出力することをさらに含む、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目14)
胚を順位付けして胚の発生潜在力を示すための機器であって、
観察期間中に該胚の形態学的発生に関する複数の特性についての値を得るように構成されたデータ入力エレメント;および
該胚のそれぞれの特性について、該胚が直接卵割事象を起こしたか否かの尺度を判定し、直接卵割事象を起こしたと判定される胚を、直接卵割事象を起こしたと判定されない胚についてよりも低い発生潜在力を示す順位を用いて順位付けし;
直接卵割事象を起こしたと判定されない該胚について、該胚の予め定義された発生段階の継続時間の尺度が、予め定義された閾値継続時間を超えるか否かを判定し、該予め定義された発生段階の該継続時間が、該予め定義された閾値継続時間を超えると判定される胚を、該予め定義された発生段階の該継続時間が、該予め定義された閾値継続時間を超えると判定されない胚についてよりも低い発生潜在力を示す順位を用いて順位付けし;
該予め定義された発生段階の該継続時間が、該予め定義された閾値継続時間を超えると判定されない該胚について、該胚の第2の予め定義された発生段階に対する該胚の第1の予め定義された発生段階の相対継続時間の尺度が、予め定義された範囲の外側にあるか否かを判定し、該相対継続時間が該予め定義された範囲の外側にある胚を、該相対継続時間が該予め定義された範囲の外側にない胚についてよりも低い発生潜在力を示す順位を用いて順位付けする
ように構成されたプロセッサーエレメント
を備える機器。
(項目15)
項目1から13のいずれかに記載の方法を実施するための機械可読命令を持つ非一時的コンピュータープログラム製品。
(項目16)
項目1から13のいずれかに記載の方法を実施するための機械可読命令を搭載され、それを実行するように操作可能である機器。
(項目17)
添付の図面を参照して実質的に前記項目に記載の機器。
(項目18)
添付の図面を参照して実質的に前記項目に記載の方法。

図1は、どのように着床尤度が、2つの異なるセットの条件下でインキュベートされた胚の2つの集団について任意の発生事象に関連したタイミングの関数として変動し得るかを表す高度に概略的なプロットである。 図2は、得られる画像に関して、卵割時間(t2〜t5)、細胞周期の継続時間(cc1〜cc3)、ならびに同調性(s2およびs3)を示す、胚卵割パターンについて本明細書で使用するいくつかの命名法を概略的に表す。 図3は、最初の授精(時間t=0における)からの異なる胚発生事象における、および本明細書で使用するタイミングの専門用語のいくつかの関連した態様とともに卵割時間t2〜t8における胚を概略的に表す。 図4は、本発明の実施形態による胚の発生潜在力を判定するための機器を概略的に表す。 図5は、本発明の一部の実施形態による、胚の発生潜在力に基づいて胚を順位付けする方法を概略的に表すフロー図である。 図6は、既知の着床データを有する3,275の胚(KID胚)への図5のモデルの適用を概略的に表す分類ツリー図である。 図7は、請求項5の方法に従って確立した異なるスコアの間の分類ツリー図6に関連した3,275のKID胚の様々なものの分布を表す棒グラフである。 図8、10、および12は、本発明の他の実施形態による3,275のKID胚への他のモデルの適用を概略的に表す分類ツリーである。 図9、11、および13は、それぞれ図8、10、および12中の分類ツリーによって表されたモデルに従って確立した異なるスコアの間の3,275のKID胚の様々なものの分布を表す棒グラフである。 図8、10、および12は、本発明の他の実施形態による3,275のKID胚への他のモデルの適用を概略的に表す分類ツリーである。 図9、11、および13は、それぞれ図8、10、および12中の分類ツリーによって表されたモデルに従って確立した異なるスコアの間の3,275のKID胚の様々なものの分布を表す棒グラフである。 図8、10、および12は、本発明の他の実施形態による3,275のKID胚への他のモデルの適用を概略的に表す分類ツリーである。 図9、11、および13は、それぞれ図8、10、および12中の分類ツリーによって表されたモデルに従って確立した異なるスコアの間の3,275のKID胚の様々なものの分布を表す棒グラフである。 図14〜17は、本発明の実施形態による3,275のKID胚の異なる亜集団への同じモデル(mode)の適用を概略的に表す分類ツリーである。 図14〜17は、本発明の実施形態による3,275のKID胚の異なる亜集団への同じモデル(mode)の適用を概略的に表す分類ツリーである。 図14〜17は、本発明の実施形態による3,275のKID胚の異なる亜集団への同じモデル(mode)の適用を概略的に表す分類ツリーである。 図14〜17は、本発明の実施形態による3,275のKID胚の異なる亜集団への同じモデル(mode)の適用を概略的に表す分類ツリーである。 図18は、図6に表したモデルに従って胚のそれぞれについて確立した異なるスコアのそれぞれについて、胚が受精後120時間までに胚盤胞期へと発生したか否か、受精後120時間までに胚盤胞期へと発生した胚の割合が分かっている10,316の胚の分析を表す。
本発明のある特定の例および実施形態の態様および特徴を、本明細書に論じ/記載する。ある特定の例および実施形態の一部の態様および特徴は、慣例的に実装する(implemented)ことができ、これらは、簡潔さの目的で詳細に論じられておらず/記載されていない。したがって詳細に記載されていない本明細書で論じた機器および方法の態様および特徴は、このような態様および特徴を実装するための任意の慣例的な技法に従って実装することができることが十分に理解される。
文脈上別段に要求されない限り、本明細書で使用する用語は、本開示が属する技術分野の当業者が一般に理解するその意味に従って解釈されるべきである。一部の用語は、以下の定義に従って本明細書で使用され得る(文脈上別の意味が要求されない限り)。
卵割時間(細胞分裂時間)は、新しく形成された割球がコンフルエントな細胞膜によって完全に分離されるとき、定義された開始ポイント(ゼロ時間)に対して最初に観察される時点として定義され、したがって卵割時間は、割球卵割の完了の時間である。したがって卵割時間は、以下の通り定義することができる。
・ t2:2割球胚への卵割の時間
・ t3:3割球胚への卵割の時間
・ t4:4割球胚への卵割の時間
・ t5:5割球胚への卵割の時間
・ t6:6割球胚への卵割の時間
・ t7:7割球胚への卵割の時間
・ t8:8割球胚への卵割の時間
・ tn:n割球胚への卵割の時間
卵割時間は、細胞分裂に関連した他の時点に関して同等に定義され得ることが十分に理解される。例えば、上記定義では、卵割時間は、細胞分裂の完了に関連した時間(すなわち、新しく形成される割球が完全に分離されるとき)に関係するが、別の実装(implementation)では、卵割の時間は、細胞分裂の開始に関連した時間または細胞分裂の中途のポイントに関連した時間として同等に定義され得る。
本文脈では、卵割時間は、通常、定義されたゼロ時間後の時間として表現される。ゼロ時間は、授精の時間(例えば、マイクロインジェクションとも呼ばれる細胞質内精子注入法(ICSI)の時間)であり得、またはそれは、精子および卵母細胞の混合の時間後(伝統的なIVFにおける)、もしくは新しい生物(接合体)を形成するための順調な配偶子の融合が第1の時間について観察される時間後、すなわち、第2の極体の除外後でもあり得る。同様に、それは、前核の出現もしくは衰退/消失、または他の有意な発生パラメータの時間後であり得る。前核の衰退/消失に関しては、前核(PN)に関して用語「衰退した」および「消失した」が互換的に本明細書で使用されてよい。用語tPNfは、前核衰退について判定された時間(すなわち、前核(PN)がもはや明らかでない時間であると判定された時点)を示すのに使用され得る。
第1の細胞周期継続時間cc1は、受精と娘細胞の第1の対(すなわち、第1の第2世代細胞)をもたらす卵割時間t2との間の期間である。第2の細胞周期継続時間cc2は、第1の対の娘細胞をもたらす卵割時間t2と第1の対の孫娘細胞(すなわち、第1の第3世代細胞)をもたらす卵割時間t3との間の期間である。第3の細胞周期継続時間cc3は、第1の対の孫娘細胞をもたらす卵割時間t3と第1の対のひ孫娘細胞(すなわち、第1の第4世代細胞)をもたらす卵割時間t5との間の期間である。第4の細胞周期継続時間cc4は、第1の対のひ孫娘細胞をもたらす卵割時間t5と第1の対の玄孫娘(great−great−granddaughter)細胞(すなわち、第1の第5世代細胞)をもたらす卵割時間t9との間の期間である。
したがって、これらの細胞周期継続時間は、それぞれの新しい世代について分裂する最速の割球に基づく。しかし、より遅い割球の分裂に関連した追加の細胞周期継続時間が存在する。
例えば、細胞周期継続時間cc2に加えて、第1の対の娘細胞をもたらす卵割時間t2と第2の対の孫娘細胞をもたらす卵割時間t4との間の期間に対応する細胞周期継続時間cc2bが存在する。この点において細胞周期継続時間cc2は、専門用語において簡単にするために細胞周期継続時間cc2aと呼ばれる場合もある。
さらに、細胞周期継続時間cc3に加えて、第1の対の孫娘細胞をもたらす卵割時間t3と第2の対のひ孫娘細胞をもたらす卵割時間t6との間の期間に対応する細胞周期継続時間cc3bが存在する。第2の対の孫娘細胞をもたらす卵割時間t4と第3の対のひ孫娘細胞をもたらす卵割時間t7との間の期間に対応する細胞周期継続時間cc3cも存在する。第2の対の孫娘細胞をもたらす卵割時間t4と第4の対のひ孫娘細胞をもたらす卵割時間t8との間の期間に対応する細胞周期継続時間cc3dも存在する。この点において、細胞周期継続時間cc3は、専門用語における一貫性のために細胞周期継続時間cc3aと呼ばれる場合もある。
したがって、細胞周期の継続時間は、以下の通り定義される。
・cc1=t2:第1の細胞周期。
・cc2(cc2aとも呼ばれる)=t3−t2:第2の細胞周期、2割球胚(2 blastomere embryo)としての期間の継続時間。
・cc2b=t4−t2:両割球についての第2の細胞周期、2および3割球胚としての期間の継続時間。
・cc3(cc3aとも呼ばれる)=t5−t3:第3の細胞周期、3および4割球胚としての期間の継続時間。
・cc3b、cc3c、cc3d=それぞれt6−t3;t7−t4;およびt8−t4:より遅い割球についての第3の細胞周期、それぞれ3、4、および5割球胚としての;4、5、および6割球胚としての、ならびに4、5、6、および7割球胚としての期間の継続時間。
・cc2_3=t5−t2:第2および第3の細胞周期、2、3、および4割球胚としての期間の継続時間(すなわち、cc2+cc3)。
・cc4=t9−t5:第4の細胞周期、5、6、7、および8割球胚としての期間の継続時間。
シンクロニシティは、以下の通り定義される。
・s2=t4−t3:2割球胚から4割球胚への分裂における同調性。
・s3=t8−t5:4割球胚から8割球胚への分裂における同調性。
・s3a=t6−t5;s3b=t7−t6;s3c=t8−t7:4割球胚から8割球胚への発生に関与する個々の細胞分裂の継続時間。
図2および3は、上記に論じたものなどのいくつかの胚発生事象のタイミングおよび継続時間に関して本明細書で使用される専門用語の一部の態様を概略的に表す。図2は、発生の様々な段階における胚のいくつかの画像を示し、様々な発生事象、例えば、t2、t3、t4、t5、cc1、cc2(これはcc2aと本明細書で呼ばれる場合もある)、cc3(これは、cc3aと本明細書で呼ばれる場合もある)、s2、およびs3と関連した様々なタイミングを示す。図3は、左から右に、1、2、3、4、5、6、7、および8割球期を通じた胚の発生を概略的に表す。それぞれの細胞分裂期が完了する時間t2〜t8が、下軸に沿って概略的にマークされている。図3は、細胞周期継続時間cc1、cc2a、cc2b、cc3a、cc3b、cc3c、およびcc3d、ならびにシンクロニシティS2およびS3も概略的に示す。
卵割期間は、細胞膜中の凹み(細胞質分割のオンセットを示す)の第1の観察結果から細胞質細胞分割が完了し、その結果、割球がコンフルエントな細胞膜によって完全に分離されるときまでの時間の期間として定義される。細胞質分裂の継続時間とも呼ばれる。
受精および卵割は、少なくとも8割球期まで、または緊密化(compaction)のスタートまで、胚の一次形態学的/形態運動的事象であるといくつかの点で見なされる場合がある。卵割時間、細胞周期、分裂および卵割期間の同調性は、これらの一次形態学的事象から定義することができる形態学的胚パラメータの例であり、これらの形態学的胚パラメータのそれぞれは、例えば、時間で測定される2つの形態学的事象間の時間ピリオドの継続時間として定義され得る。
直接卵割は、細胞が、そのDNAが分裂前に適切に複製するのに要求されると仮定される時間より急速に分裂するときである。例えば、細胞は、2個の娘細胞に分裂することができ、次いで、娘細胞の1つがそのDNAを複製するのに通常要する時間前に2個の孫娘細胞に分裂する場合、最初の細胞は、直接卵割事象を起こしたと仮定され得る。すなわち、最初の細胞は、予め定義された時間ピリオド内で、1個の細胞から2個超の細胞、例えば、3個の細胞に分裂している。直接卵割は、異なる細胞周期で起こり得る。例えば、図3を参照すると、cc2a、cc2b、cc3a、cc3b、cc3c、cc3dの任意の短い期間は、直接卵割事象を示していると考えられ得る。
既に述べたように、胚の発生に関連した様々なパラメータ、例えば、上記に論じたタイミングに対応する(またはそれに基づく)パラメータから胚の発生潜在力の尺度を確立することが公知であり、これを行うために、目的の該当するパラメータの値を、胚が該当する段階を通じて発生する際の胚のタイムラプス画像から判定することができる。胚の発生潜在力を判定するための一部の手法では、他の発生特性が目的となり得る。例えば、胚の品質の評価を、以下の形態学的特性について確立された値を考慮に入れることができる。
・ NOT2PN:2つの前核が胚について適切に同定されているか否かの指標。この特性は、適切な発生段階を有する部位における(at the appropriate develop the site with a mental stage)胚の画像から視覚的に判定することができ、例えば、前核が胚について適切に同定されているか否か(whether or not to pro−nuclei are properly identified the embryo)を示す単純なバイナリ値をとることができ、または胚について同定された標的にされた数を示す値、例えば、胚について同定された前核の数によって「0」、「1」、「2」、「3」、もしくは「4またはそれ超」に対応する値(「2」の値が正常である)をとることができる。
・ MN2:2つの割球(細胞)期で観察される(任意の)多核形成の指標。この特性は、適切な発生段階における胚の画像から視覚的に判定することができ、2つの割球期における多核形成を示すと判定された細胞の数に対応する「0」、「1」、または「2」に対応する値をとることができる。
・ MN4:4つの割球期で観察される(任意の)多核形成の指標。この特性は、適切な発生段階における胚の画像から視覚的に判定することができ、4つの割球期における多核形成を示すと同定された細胞の数に対応する「0」、「1」、「2」、「3」または「4」に対応する値をとることができる。
・ UNEVEN2:2つの割球期における割球の(非)均等性の指標。この特性は、適切な発生段階における胚の画像から視覚的に判定することができ、「均等」(2つの割球胚における割球は均等と分類される)、または「非均等」(2つの割球胚における割球は非均等と分類される)に対応する値をとることができる。
・ UNEVEN4:4つの割球期における割球の(非)均等性の指標。この特性は、適切な発生段階における胚の画像から視覚的に判定することができ、「均等」(4つの割球胚における割球は均等と分類される)、または「非均等」(4つの割球胚における割球は非均等と分類される)に対応する値をとることができる。
これらのパラメータの一部についての値の確立は、例えば、胚を含む細胞が偶数であるか、偶数でないかに関して主観の要素を含み得ることが十分に理解される。具体的な値について採用される専門用語(例えば、「偶数」、「奇数」)は、重要ではなく、値は、他のやり方で、例えば、異なる潜在的な状態に関連した数値、例えば、偶数について「0」、奇数について「1」によって「真」または「偽」として同等に特徴付けることができることも十分に理解される。
胚発生に関連した上記同定したタイミングおよび特性は、胚の発生潜在力を評価するためのモデルを提供しようとするとき、目的のものであり得るパラメータおよび特性のタイプの全体的な理解をもたらすように示されており、典型的には、それはただ単に、所与のモデルについて目的のものであるこれらのパラメータおよび/または特性のサブセットであることがさらに十分に理解される。
胚品質は、移植後子宮内に順調に着床および発生する胚の能力の尺度である。高品質の胚は、低品質胚より移植後に順調に子宮内に着床し(高い着床尤度)、発生して健康なベビーになるより高い確率を有する。しかし、高品質胚でさえ、着床の保証ではなく、その理由は、実際の移植および女性の受容性が最終結果に影響を与えるためである。
生存能および品質は、互換的に使用され得る。胚品質(または生存能)測定値は、品質パラメータのある特定の値(例えば、どのようにパラメータが定義されるかに応じて高いまたは低い値)を有する胚が、高品質(または生存能)である高い確率、および低品質(または生存能)である低い確率を有するように胚の品質(または生存能)を反映するように意図されたパラメータである。一方、品質(または生存能)パラメータについてある特定の他の値を有する胚は、高品質(または生存能)を有する低い確率および低品質(または生存能)である高い確率を有する。
用語「発生潜在力」は、胚盤胞期へと発生する、着床する、妊娠をもたらす、心拍に関連した段階へと発生する、かつ/または生産児(live−born baby)をもたらす胚の推定尤度を反映するように使用することができる。一部の実施形態では、発生潜在力は、胚品質の判定であり得る。発生潜在力は、胚品質と同等とすることができる。正の発生潜在力(すなわち、良好な(高い)胚品質)を有する胚は、負の発生潜在力(または劣った(低い)胚品質)を有する胚と比較して、胚盤胞期へと発生する、かつ/または順調な着床をもたらす、かつ/または移植後に子宮内の胚で発生する、かつ/または妊娠をもたらす、かつ/または生産児をもたらす可能性がより高いものである。
したがって、良好な(高い)品質のものと判定される胚は、低品質胚と比較して移植後に順調に着床する、かつ/または子宮内で発生するより高い確率を有すると判定される。しかし、高品質胚は、着床の保証ではなく、その理由は、実際の移植および女性の受容性が、最終結果に高度に影響を与えるためであることが十分に理解される。
一部の場合では、用語「胚」は、その段階でそれが胎児となる受精後8週間までの子宮内の着床後の受精卵母細胞を記載するのに使用され得る。この定義によれば、受精卵母細胞は、着床が起こるまで初期胚(pre−embryo)または接合体と呼ばれることが多い。しかし、用語「胚」は、本明細書で使用する場合、初期胚期を含むより広い定義を有する。用語「胚」は、本明細書で使用する場合、卵母細胞の受精から桑実胚、胚盤胞期、孵化、および着床を通じたすべての発生段階を包含する。したがって、用語、胚は、本明細書で、受精卵母細胞、接合体、2細胞、4細胞、8細胞、16細胞、緊密化、桑実胚、胚盤胞、拡大胚盤胞、および孵化胚盤胞の段階のそれぞれ、ならびに間のすべての段階(例えば、3細胞または5細胞)を表すことであり得る。
胚は、およそ球状であり、ゼラチン様シェル、透明帯として公知の無細胞マトリックスによって囲まれた1つまたは複数の細胞(割球)から構成されている。透明帯は、胚が孵化するまで様々な機能を実施し、胚の評定の良好な目印である。透明帯は、球状かつ半透明であり、細胞デブリと明らかに区別可能であるはずである。
胚は、精子(sperm)細胞(精子(spermatozoa))の融合または注射によって受精されるとき形成される。用語、胚は、孵化(すなわち、透明帯の破裂)および着床が確実になった後も伝統的に使用される。ヒトに関して、受精卵母細胞は、最初の8週間について接合体または胚と伝統的に呼ばれる。その後(すなわち、8週間後、かつすべての主要臓器が形成されたとき)、それは、胎児と呼ばれる。しかし、接合体、胚、および胎児の間の相違は、一般に、十分に定義されていない。用語、胚および接合体は、互換的に本明細書で使用され得る。
本明細書に記載のものなどの本発明の実施形態によって評価される胚は、以前に凍結されている場合があり、例えば、受精直後に(例えば、1細胞期で)凍結保存された胚であり得、次いで解凍され得る。代わりに、これらは、新たに調製することができ、例えば、例えば、IVFまたはICSI技法によって卵母細胞から新たに調製される胚であり得る。胚の発生が凍結によって停止されている限りにおいて、受精後の発生事象のタイミングは、凍結と解凍との間の時間を無視することによって定義され得ることが十分に理解される。代わりに、スタート時間は、解凍後の第1の発生事象、例えば、第2の極体の除外、または前核の出現/消失の1つとして定義され得る。
受精は、精子細胞が認識され、卵母細胞によって受け入れられる時点であると見なすことができる。精子細胞は、卵母細胞の減数分裂周期が第2の減数分裂の中期で中断された後に卵活性化(egg activation)を誘発する。これは、第2の極体の生成および押出をもたらす。精子および卵子(ovum)が融合して数時間後に、DNA合成が始まる。男性および女性の前核(PN)が出現する。PNは、卵の中心に移動し、膜が分解し、PNが消失する(衰退する)。2つのゲノムのこの組合せは、配偶子合体と呼ばれる。その後、細胞分裂が始まる。
前核が消失する時間は、tPNfと呼ばれる場合がある。前核(PN)に関して用語「衰退する(衰退した)」および「消失する(消失した)」は、互換的に本明細書で使用され得る。
胚発生中、割球数は、幾何学的に増加する(1−2−4−8−16−など)。同調的な細胞分割は、一般に、8細胞期またはそれより後まで、ヒト胚における緊密化まで維持される。その後、細胞分割は、非同調性となり、最終的に個々の細胞は、それ自体の細胞周期を有する。不妊症処置中に生成されたヒト胚を、8割球期前にレシピエントに移植することができる。一部の場合では、ヒト胚はまた、移植前に胚盤胞期まで培養される。これは、多くの良品質胚が利用可能であり、またはインキュベーションの延長が着床前遺伝子診断(PGD)の結果を待つのに必要であるとき、好ましくは行われる。しかし、インキュベーション技術が改善するにつれて、インキュベーションの延長に向かう傾向が存在する。
本発明の実施形態の一部の例の実装が、胚盤胞関連パラメータを確立するのに使用され得る。
胚盤胞品質判定基準/尺度は、胚品質判定基準/尺度の一例である。胚盤胞品質判定基準は、例えば、緊密化、すなわち、最初の緊密化から、孵化胚盤胞への胚の発生に関係し得る。緊密化は、タイトジャンクションおよびデスモソームを有する割球間の接触の強化が細胞間隙の低減および細胞輪郭の不鮮明をもたらすプロセスである。緊密化の前に、胚の割球を個々に追うことができ、緊密化の前に、胚発生は、観察し、容易にアノテートすることができる明確でほとんど同調的な細胞分裂の経路をたどる。緊密化後、胚発生は、桑実胚から胚盤胞へのある程度連続的な発生によって特徴付けられ、この場合個々の割球は、追跡することが困難になるが、いくつかの段階を、それにもかかわらず、該当する発生段階について得られる画像の目視検査によってこれらの段階と関連したパラメータの値を確立することによって特徴付けることができる。
緊密化のスタート(SC)は、2つまたはそれ超の割球間の緊密化が観察される第1の時間を記載する。したがって、SCは、緊密化プロセスの開始をマークする。
桑実胚(M)は、割球同士間の原形質膜を見ることができない第1の時間と関連する。緊密化プロセスが完了したとき、緊密化を形成する割球のいずれの間にも原形質膜を見ることができず、胚を桑実胚として定義することができる。ほとんどの場合、桑実胚は、第4の同調性期間S4(すなわち、t9で)付近の第3の同調性期間S3後に(すなわち、t8後に)、または第4の同調性期間S4(すなわち、t9で)が始まって直ぐに見られるが、より早い場合がある。まれに、胚は、緊密化がヒト胚内で開始される前に卵割して16細胞またはそれ超になる。
栄養外胚葉の初期分化(IDT)は、識別可能な栄養外胚葉細胞が認識される第1の時間として定義される。胞胚形成のスタート(SB)は、流体で満たされた空洞、胞胚腔を観察することができる第1の時間として定義される。これは、「空洞形成の開始(Onset of cavitation)」とも呼ばれる。これは、胚の桑実胚期と胚盤胞期との間の移行期間の開始を記載する。胚は、実際の胚盤胞期に入る前にある時間にわたってこの移行段階に留まることが多い。空洞形成の開始は、通常、栄養外胚葉細胞の分化後直ちに現れる。外部環境と接触した桑実胚の外層は、塩および水を細胞間隙中に活発にポンピングし始め、その結果として、空洞(胞胚腔)が形成し始める。
内部細胞塊を認識することができる第1の時間として定義される内部細胞塊の初期分化(IDICM)。IDICMは、内部細胞塊発達の開始を記載する。細胞同士間の境界が十分に画定されないようであるギャブジャンクション(gab junction)に接続された細胞の、偏心性に配置されたクラスター。
胚盤胞(B)は、胚盤胞が拡大し始める前の最後の像として定義され得る。これが起こるとき、透明帯(zona pellucid)が通常、変化し始め、栄養外胚葉と内部細胞塊細胞との間に明らかな差違が存在する。
胚盤胞の拡大(EB)のオンセットは、胚が囲卵腔(periviteline space)を満たし、透明帯(Zona Pelucidae)を移動させ/拡大し始める第1の時間として定義することができる。EBは、胚の拡大の開始を記載し得る。胚盤胞が拡大するにつれて、透明帯は、明白により薄くなる。
孵化胚盤胞(HB)は、栄養外胚葉細胞が透明帯を逃れ/貫通した、またはある特定の画分が孵化した第1の時間として定義することができる。
完全孵化胚盤胞(FH)は、孵化が、透明帯を脱落させて完了するときとして定義される。
胚盤胞発生に関連した様々なタイミングを、以下の通り定義することができる。
tM=授精から桑実胚の形成までの時間(時間)
tSB=授精から胞胚形成のスタートまでの時間(時間)
tB=授精から胚盤胞の形成までの時間(時間)
tEB=授精から拡大胚盤胞の形成までの時間(時間)
tHB=授精から孵化胚盤胞までの時間(時間)
図4は、本発明のある特定の実施形態によって胚8の発生潜在力を判定するための機器2を概略的に表す。機器2は、胚イメージングシステム6にカップリングした汎用コンピューター4を備える。胚イメージングシステム6は、一般に慣例的であり得、確立された技法に従って発生の様々な段階における胚8の画像を得るように構成されている。一般に、胚イメージングシステム6は、典型的には、監視期間にわたって単一の胚だけでなく、複数の胚の画像を得るように構成されることが十分に理解される。例えば、典型的な研究は、いくつかの胚、例えば、72の胚の分析に関与し得る。胚イメージングシステムは、次の胚の画像化に進む前に1つずつ各胚の画像(潜在的に複数の焦点面で撮られている画像を有する)を記録するように構成することができる。すべての胚が画像化された後、それは、例えば、5分を要し得るが、個々の胚を画像化するサイクルを繰り返して、次の時点のそれぞれの胚のそれぞれの画像を提供することができる。
汎用コンピューター4は、さらに以下に記載するように、胚イメージングシステム6から得られる画像の分析から胚の発生潜在力を判定/評価するための方法を実行するように適応される(プログラムされる)。
したがってコンピューターシステム4は、本発明の実施形態による胚画像データの処理を実施するように構成される。コンピューター4は、中央処理機器(CPU)24、リードオンリーメモリ(ROM)26、ランダムアクセスメモリ(RAM)28、ハードディスクドライブ30、ハードウェアインターフェース46、ディスプレイドライバー32およびディスプレイ34、ならびにキーボード38およびマウス40を伴ったユーザー入力/出力(IO)回路36を含む。これらのデバイスは、共通バス42を介して接続される。コンピューター4は、共通バス42を介して接続されたグラフィックスカード44も含む。グラフィックスカードは、グラフィックスプロセシングユニット(GPU)およびGPUにしっかりとカップリングされたランダムアクセスメモリ(GPUメモリ)を含む。胚イメージングシステム6は、慣例的な技術的技法に従ってハードウェアインターフェース46を介してコンピューター4に通信可能にカップリングされる。
CPU 24は、ROM 26、RAM 28、またはハードディスクドライブ30内に記憶されたプログラム命令を実行して、RAM 28またはハードディスクドライブ30内に記憶することができる胚画像データの処理を実施することができる。RAM 28およびハードディスクドライブ30は、一括してシステムメモリと呼ばれる。一部の実装では、本発明の実施形態による処理は、イメージングシステム6から直接コンピューター4によって得られる胚画像に基づき得る。他の実装では、本発明の実施形態による処理は、以前に得られ、コンピューター4のメモリ内、例えば、HDD 30のRAM 28内に記憶された胚画像に基づき得る(すなわち、胚イメージングシステム6自体は、本発明の実施形態の要求されるエレメントでない)。コンピューター4の態様は、CPUが、例えば、RAM 28、ROM 26、またはHDD 30内に記憶され得るプログラムを走らせて、本明細書に記載の本発明のある特定の実施形態による処理を実施するように構成されていることを除いて概ね慣例的であり得る。
ある特定の例の実装による胚8は、胚イメージングシステム6を使用して定期的に監視されて関連情報(すなわち、特定の胚発生事象と関連したタイミング、特定の胚発生特性の(非)存在)が得られる。胚は、好ましくは、1時間当たり少なくとも1回、例えば、1時間当たり少なくとも2回、例えば、1時間当たり少なくとも3回、例えば、1時間当たり少なくとも4回、例えば、1時間当たり少なくとも6回、例えば、1時間当たり少なくとも12回監視される。監視は、好ましくは、胚が、胚を培養するのに使用されるインキュベーター内に置かれている間に行われる。これは、好ましくは、タイムラプス法に関して本明細書に論じたものなどの胚の画像取得によって実施される。
図5は、本発明のある特定の実施形態による胚の発生潜在力によって胚を順位付けするための方法を概略的に表すフロー図である。方法は、例えば、単一患者に関連した複数の胚を順位付けして、どの胚が順調に着床し/生児出生に至る可能性が最も高いかを同定するのを助けるのに適用され得る。胚の数は、患者と処置サイクルとの間でもちろん変動するが、典型的な場合では、単一処置サイクル中の単一患者からの複数の胚は、例えば、6から12の胚の間のどれかであり得る。方法は、コンピューター実装方法であり得、それは、搭載されたプログラムに従って方法を実装するCPU24を有する図4のコンピューター4を使用して実装され得る。
ステップS1では、観察期間中の胚の形態学的発生に関する特性についての複数の値が得られる。3日目の移植について胚の関連した発生潜在力について胚を評価するという状況で胚を順位付けするための手法では、この観察期間は、例えば、関連した参照時間(時間ゼロ)後、約72時間またはそれ超に及びうる。目的の形態学的特性は、目下の具体的な用途に依存し、その理由は、異なる実施形態は、以下でさらに論じるように異なる形態学的特性に依拠し得るためである。この例では、各胚について得られる特性は、
(i)胚が2つの前核を適切に示すか否かに関する指標(例えば、上記で定義したNOT2PNの値)。
(ii)t3およびtPNfの値(これらの値間の相対的に小さい差異は、直接卵割の存在の指標であると考えられる)
(iii)胚の発生が望ましくなく遅いかどうかを識別するのにここで使用される予め定義された発生段階の継続時間(この例では、発生段階は、ゼロ時間(例えば、ICSIマイクロインジェクションの時間)からt3までである)
(iv)これらの発生段階の1つの他の者に対する相対継続時間が所望の範囲内であるかどうかを識別するのにここで使用される2つの予め定義された発生段階の継続時間(この例では、2つの発生段階は、cc3aの継続時間(すなわち、t5−t3)ならびにcc2aおよびcc3aの継続時間の組合せ(すなわち、t5−t2)である)。
(v)胚中の細胞の数が所与の時間内に所与の数に到達することができなかったかどうかに関する指標(これは、この特定の例では、66時間以内に8細胞である)
であると仮定される。
したがって、要約すると、胚の形態学的発生に関する以下の特性の値を、図5の方法の一例の実装に従って各胚について求めることができる:NOT2PN;tPNf;t2;t3;t5およびt8。すべての胚のすべてのこれらの特性の値を得ることが可能でない場合があることが十分に理解される。例えば、胚が観察期間内に8細胞期に到達しないことがあり得、この場合では、t8の値を得ることが可能でないはずである(胚が観察/監視期間内に8細胞に到達しなかったという判定に対応する)。
これらのパラメータの値を、慣例的な技法に従って、例えば、インキュベーター内の胚の慣例的なタイムラプスイメージングを使用して発生中の胚の一連の画像を得、一連の画像から様々な関連した形態学的事象のタイミングおよび出現を同定するための慣例的なアノテーション手順を使用して得ることができる。例えば、これらのパラメータの値を、インキュベーション中の胚をタイムラプスモニタリングするためのEmbryoScope(RTM)デバイス、および目的の事象をアノテートするためのその関連したEmbryoViewer(RTM)ソフトウェアを使用して得ることができる。EmbryoScope(RTM)デバイスおよびEmbryoViewer(RTM)ソフトウェアは、Unisense FertiliTech A/S(Aarhus、デンマーク)によって開発され、この会社から入手可能である。以前に確立された技法に従って、アノテーションを、手作業で(例えば、ユーザー入力に基づいて)、かつ/または自動的に(例えば、数値的画像解析/処理に基づいて)、かつ/または半自動的に(例えば、数値的画像処理およびユーザー入力の混合に基づいて)実施できることが十分に理解される。
ステップS2では、胚の1つが検討のために選択される。一般に、図5の手法は、各胚のスコアを順次確立するためであり、次いでスコアを、胚をこれらの発生潜在力によって順位付けするための基礎として使用することができる。胚が検討される順序は、重要ではなく、この点において、ステップS2で選択される胚は、スコア付けすべき胚から自由裁量で選択され得る。所与の反復について選択された胚は、その反復についての現在の胚と呼ばれ得る。
ステップS3では、現在の胚が順位付けされるべきかどうかに関して判定が行われる。この例では、これは、NOT2PNの値に基づく。いくつかの点で、これは、低い発生潜在力に強く関連していることが公知である1つまたは複数の特性を有する胚が同定される最初のスクリーニングステップとしてみなすことができる。
ステップS3において現在の胚が2つの前核を適切に示さないと判定される場合、胚は、さらに順位付けされるべきでないと判定され、処理は、Nとマークされた枝をたどってステップS4に行き、そこで現在の胚は、0のスコアに帰され、次いで処理は、ステップS16に進む。ステップS16では、すべての複数の胚が検討されたかどうか、または検討されるさらなる胚が存在するかどうかが判定される。検討されるさらなる胚が存在する場合、処理は、Yとマークされた枝をたどってステップS2に戻り、そのとき検討のための次の胚が選択される。
他方では、ステップS3において胚が2つの前核を適切に示すと判定される場合、処理は、Yとマークされた枝をたどってステップS5に行く。
ステップS5では、胚が観察期間中に直接卵割を起こしたかどうかに関して評価が行われる(直接卵割は、相対的に低い発生潜在力に関連していることが判明している)。この例では、胚の発生に関連した時間ピリオドが閾値継続時間未満であるかどうかを判定し、そうである場合、胚が直接卵割事象を起こしたと判定することに基づく。この例の実装では、直接卵割事象は、tPNFとt3との間の時間の尺度(t3−tPNf)が約11.5時間未満(例えば、11.48時間未満)である場合、起こったと見なされる。他の閾値の値も使用することができ、例えば、閾値の値は、5時間、6時間、7時間、8時間、9時間、10時間、11時間、12時間、13時間、および14時間を含む群から選択され得る。
一部の他の例の実装では、異なる時間ピリオドが、直接卵割事象があったかどうかを識別するのに使用され得る。例えば、期間の尺度(t3−t2)が、閾値量、例えば、1時間、2時間、3時間、4時間、5時間、6時間、7時間、8時間、9時間、10時間、および11時間を含む群から選択される量未満である場合、直接卵割事象が起こったと見なすことができる。さらに別の例では、期間の尺度(t5−t4)が、閾値量、例えば、0.1時間、1時間、2時間、3時間、4時間、5時間、6時間、7時間、8時間、9時間、10時間、および11時間を含む群から選択される量未満である場合、直接卵割事象が起こったと見なすことができる。さらに別の例では、3細胞への卵割の時間t3と4細胞への卵割の時間t4の比の尺度(measure the ratio of)が、0.9、0.8、0.7、および0.6を含む群から選択される閾値量未満である場合、直接卵割事象が起こったと見なすことができる。一部の実装では、ステップS5は、任意の直接卵割事象があったかどうかを識別するのに、いくつかのこれらの時間ピリオドのいずれかがその対応する閾値未満であるかどうかを判定することに関与することができる。
ステップS5において、現在の胚が直接卵割を起こしたと判定される場合、処理は、Yとマークされた枝をたどってステップS6に行き、そこで現在の胚は、1のスコアに帰され、次いで処理は、ステップS16に進む。さもなければ、処理は、Nとマークされた枝をたどってステップS7に行く。
ステップS7では、予め定義された発生段階の継続時間が予め定義された閾値継続時間超であるかどうかに関して評価が行われる。より一般に、ステップS7では、胚の発生の態様が相対的に遅い発生を示す(それは、相対的に低い発生潜在力に関連していると判明している)かどうかに関して評価が行われる。この例の実装では、予め定義された発生段階の継続時間は、3細胞に到達するのに要する時間、t3であり、予め定義された閾値継続時間は、約43時間(例えば、42.91時間)である。しかし、他の閾値の値(threshold value)をt2に関して使用することができ、例えば、閾値の値は、38時間、39時間、40時間、41時間、42時間、43時間、44時間、45時間、46時間、47時間、および48時間を含む群から選択され得る。
一部の他の例の実装では、異なる時間ピリオドが、遅い発生があったかどうかを識別するのに使用され得る。例えば、t2の尺度が、閾値量、例えば、27時間、28時間、29時間、30時間、31時間、32時間、33時間、34時間、および35時間を含む群から選択される量未満である場合、遅い発生が起こったと見なすことができる。さらに別の例では、t4の尺度が、閾値量、例えば、41時間、42時間、43時間、44時間、45時間、46時間、47時間、47時間、48時間、49時間、および50時間を含む群から選択される量未満である場合、遅い発生が起こったと見なすことができる。さらに別の例では、t5の尺度が、閾値量、例えば、55時間、56時間、57時間、58時間、59時間、60時間、61時間、62時間、および63時間を含む群から選択される量未満である場合、遅い発生が起こったと見なすことができる。一部の実装では、ステップS7は、時間ピリオドのいずれかに関して遅い発生があったどうかを識別するのに、いくつかのこれらの時間のいずれかが対応する閾値の値超であるかどうかを判定することに関与することができる。
ステップS7において、現在の胚が遅い発生を起こしたと判定される場合、処理は、Yとマークされた枝をたどってステップS8に行き、そこで現在の胚は、2のスコアに帰され、次いで処理は、ステップS16に進む。他の方法では、処理は、Nとマークされた枝をたどってステップS9に行く。
ステップS9およびS11は、胚の第2の予め定義された発生段階に対する胚の第1の予め定義された発生段階の相対継続時間が、予め定義された範囲の内側または外側にあるかどうかを判定するのに実質的に一緒に働く。より一般には、これらのステップは、組み合わさって、胚の発生の態様が、良好な発生潜在力に関連した胚と比較して、2つの発生段階の相対継続時間の観点から変則的な発生を示すかどうかを評価する。この例の実装では、評価は、2つの段階で、すなわち、第1の段階の第2の段階に対する相対継続時間が、ステップS9の範囲の下限未満であるかどうかを判定し、第1の段階の第2の段階に対する相対継続時間がステップs11の範囲の上限超であるかどうかを判定することによって行われる。
したがって、ステップS9では、胚の第2の予め定義された発生段階に対する胚の第1の予め定義された発生段階の相対継続時間が、予め定義された制限未満であるかどうかに関して評価が行われる。この例の実装では、第1の予め定義された発生段階は、3細胞への卵割、t3から5細胞への卵割、t5まで(すなわち、cc3a)であり、第2の予め定義された発生段階は、2細胞への卵割、t2から、5細胞への卵割、t5までの段階(すなわち、cc2a+cc3a)である。したがって、この例で使用される相対継続時間の尺度は、(t5−t3)/(t5−t2)(cc3a/(cc2a+cc3a)と等価)である。この具体的な実装におけるこの相対継続時間の下限は、約0.34時間である。しかし、他の下限値、例えば、0.1;0.2;0.3;0.4、または0.5もこのパラメータについて使用することができる。一部の他の例の実装では、異なる相対継続時間を使用して、変則的な発生があったかどうかを識別することができ、これについてのいくつかの例が以下でさらに論じられている。
ステップS9において、判定される相対継続時間が下限未満であるために現在の胚が変則的な発生を起こしたと判定される場合、処理は、Yとマークされた枝をたどってステップS10に行き、そこで現在の胚は、3のスコアに帰され、次いで処理は、ステップS16に進む。さもなければ、処理は、Nとマークされた枝をたどってステップS11に行く。
ステップS11では、胚の第2の予め定義された発生段階に対する胚の第1の予め定義された発生段階の相対継続時間が、予め定義された制限超であるかどうかに関して評価が行われる。この例の実装では、第1のおよび第2の発生段階は、ステップS9で使用されるのと同じであり、この具体的な実装におけるこの相対継続時間の上限は、約0.58時間である。しかし、他の上限値、例えば、0.6、0.7、0.8、または0.9もこのパラメータについて使用することができる。上記で既に述べたように、一部の他の例の実装では、他の相対継続時間を使用して、変則的な発生があったかどうかを識別することができ、これについてのいくつかの例が以下でさらに論じられている。
ステップS11において、該当する発生段階について判定される相対継続時間が上限超であるために現在の胚が変則的な発生を起こしたと判定される場合、処理は、Yとマークされた枝をたどってステップS12に行き、そこで現在の胚は、4のスコアに帰され、次いで処理は、ステップS16に進む。さもなければ、処理は、Nとマークされた枝をたどってステップS13に行く。
したがって、かつ上記ですでに論じたように、ステップS9およびS11の組合せは、胚の第2の予め定義された発生段階に対する胚の第1の予め定義された発生段階の相対継続時間が、予め定義された範囲内である(この場合では、図5の処理は、該当する胚について、ステップS13に到達する)、または範囲の外側にあるかどうかの判定を実質的にもたらし、範囲の外側にある場合には、胚は、それが範囲未満または範囲超であるかどうかに応じて3、または4のスコアに帰されることが十分に理解される。この特定の例の実装では、相対継続時間は、(t5−t3)/(t5−t2)に対応し、予め定義された範囲は、約0.34〜0.58である。しかし、他の範囲が使用されてもよく、例えば、範囲は、0.1〜0.9、0.2〜0.8、0.3〜0.7、0.4〜0.6、および0.5〜0.6を含む群から選択され得る。さらに他の例では、異なる第1および第2の予め定義された発生段階を、胚がステップS9およびS13に対応するステップにおいて変則的な発生を示すかどうかを確立するのに使用することができる。例えば、使用することができる他のパラメータおよび範囲としては:
・ (t3−t2)/(t5−t2) −範囲は、0.1〜0.9、0.1〜0.8、0.2〜0.7、0.3〜0.6、または0.4〜0.5
・ (t3−t2)/(t5−t3) −範囲は、0.05〜10、0.1〜9、0.15〜8、0.2〜7、0.25〜6、0.3〜7、0.35〜6、0.4〜5、0.45〜4、0.5〜3、0.6〜2、または0.75〜1
・ (t5−t3)/t5 −範囲は、0.1超、0.2超、および0.3超
・ (t4−t3)/(t3−t2) −範囲は、0.1超、0.2未満、0.3未満、0.4未満、または0.5未満
・ (t8−t5)/(t5−t3) −範囲は、0.1未満、0.15未満、または0.2未満
・ ((t3−t2)+(t5−t4))/(t8−t4) −範囲は、0.3超、0.4超、0.5超、0.6超、0.7超、または0.8超
・ (t8−t5)/(t8−t4) −範囲は、0.3超、0.4超、0.5超、0.6超、0.7超、0.8超、0.9超、または0.97超
・ (t3−tPNf)/(t4−tPNf)(またはt3/t4) −範囲は、0.35超、0.45超、0.55超、0.65超、0.75超、0.85超、0.95超
・ (t4−t3)/(t4−t2) −範囲は、0.3未満、0.4未満、0.5未満、0.6未満、または0.7未満
・ (t8−t5)/(t8−t2) −範囲は、0.2未満、0.3未満、0.4未満、0.5未満、および0.6未満、
が挙げられる。
上記に列挙した範囲の一部は、一端でのみ束縛される(すなわち、一部の範囲は、X超の値であると指定される)ことに留意される。この場合、図5の処理は、範囲が所与の制限超であるか、所与の制限未満であるかに応じてステップS9またはS11の一方または他方を回避するように改変されてもよい。代わりに、任意の極値、例えば、0時間または999時間を該当する制限に設定することができる。
様々な発生事象についての継続時間のすべての異なる比(パラメータ((t3−t2)+(t5−t4))/(t8−t4)などについて、27個の修正の和を個々に含み得る)について、重要であるのは、該当する比の指標であることが十分に理解される。これは、上記に示したように計算され得るが、これは、これらの比の「逆」として同等に判定することができる。この点において、A/Bの値の表示は、B/Aの値の表示でもあることが十分に理解される。
ステップS13では、現在の胚が既定義の時間内に既定義の数の細胞へと発生したか否かに関して評価が行われる。この特定の例の実装では、ステップS13は、現在の胚が66時間以内に8細胞に到達することに失敗したか否かの判定に基づく。しかし、異なるパラメータを、他の例示的な制限に従って図5の処理のこの態様について使用することができる。例えば、66時間の代わりに、評価は、異なる時間ピリオド、例えば、64時間、65時間、66時間、67時間、68時間、69時間、70時間、71時間、および72時間を含む群から選択される時間ピリオドに基づいてもよい。
ステップS13において、現在の胚が該当する時間内に要求される数の細胞に到達することに失敗したと判定される場合、処理は、Nとマークされた枝をたどってステップS14に行き、そこで現在の胚は、4のスコアに帰され、次いで処理は、ステップS16に進む。さもなければ、処理は、Yとマークされた枝をたどってステップS15に行く。
ステップS15では、現在の胚は、5のスコアに帰され、処理は、ステップS16に進む。
上記したように、ステップS16では、順位付けされている複数の胚から検討するための任意のさらなる胚が存在するかどうかについて判定され、存在する場合、処理は、Yとマークされた枝をたどってステップS2に戻り、そこで上記した処理が、次の胚を選択するために繰り返される。他方では、検討されるべき胚がもはや存在しない(すなわち、順位付けされるべきすべての複数の胚にスコアが帰されている)場合、処理は、Nとマークされた枝をたどってステップS17に行く。
ステップS17では、複数の胚が、そのそれぞれのスコアに従って互いに対して順位付けされる。基本的に、より高いスコアが、より大きい発生潜在力を示すと解釈される。次いで1つまたは複数の胚を、患者への着床/移植のために順位付けされた複数の胚から、それらの順位に基づいて、選択することができる。例えば、より高い順位の胚を、より低い順位(より低いスコア)を有する胚に対して優先的に患者への着床/移植のために選択することができる。この点において、各胚に帰された具体的な数値スコア(すなわち、0、1、2、・・・5)は、重要でないことが十分に理解される。他の値も同等に使用され得る。さらに、スコア付けは、良好な発生潜在力を示す低いスコアに基づくことができ、その場合では、図5の処理のステップS4は、ステップS6より高いスコアと関連付けられ、ステップS6はひいてはステップS8より高いスコアと関連付けられるなどである。実際に、スコアは、数値的である必要はない。例えば、胚を、ステップS4のスコアA、ステップS6のスコアBなど、およびステップD15のスコアEまでと関連付けることができ、順位は、相対的に低い発生潜在力のものであるとしてアルファベットの最も早い文字と関連した胚を同定することに基づき得る。
したがって、図5の処理は、本発明の実施形態によって複数の胚をこれらの発生潜在力に従って順位付けするための方法を表す。これは、様々な発生段階が上記に論じた様々な判定基準を満たすか否かを確立することに関与する。特に、胚は、直接卵割(ステップS5)、遅い発生(ステップS7)、および変則(組み合わせたステップS9およびS13)について評価される。これらの特定の特性、および上記したプロセスに従って全体的な順位を確立することに対するこれらの相対的な重要性は、コホートから胚を順位付けして、順調に着床し、引き続いて生児出生に至る可能性が最も高い胚を同定するモデルを提供することが本発明者らによって見出された。さらに、本発明者らは、この手法が胚の発生条件、例えば、使用される受精方法の特質(ICSIまたは古典的なIVF)、およびインキュベーション雰囲気の特質(例えば、低酸素または周囲酸素)に関連した特性に相対的に非感受性であることを見出した。
図5の処理が胚をこれらの発生潜在力によって順調に順位付けする能力を実証するために、モデルを、既知の着床データが存在する胚(すなわち、KID胚)の履歴データに適用して、どのぐらいよくそのモデルがKID胚の公知のアウトカムを予測するかを確立することができる。本発明者らは、約3,275のKID胚についてこれを行った。3,275の胚のこのセットは、約17,000のKID胚に関連する情報のデータベースからとった。モデルを試験するのに使用した3,275の胚の低減されたセットに含まれなかった17,000のKID胚のデータベースからの胚は、該当する発生事象のアノテーションの品質が信頼できないと見なされたもの、患者の年齢が40歳を超えていたもの、3日目の移植に関連していなかったもの(モデルのこの具体例に使用されるこの特定のパラメータおよび値は、3日目の移植について胚を順位付けするために選択されるので)、および着床前の遺伝子スクリーニングに関連したものであった。残りの3,275のKID胚は、4つの主な環境的な群、すなわち(i)古典的なIVF受精および低酸素インキュベーション雰囲気、(ii)古典的なIVF受精および周囲酸素インキュベーション雰囲気、(iii)ICSI受精および低酸素雰囲気、ならびに(iv)ICSI受精および周囲酸素雰囲気に分けることができた胚を含んでいた。3,275の胚のデータは、23の異なる診療所に由来し、21の診療所は、少なくとも10のKID胚のデータに寄与し、これらのうちの9の診療所は、少なくとも100のKID胚のデータに寄与している。
図5の処理を3,275のKID胚のそれぞれに適用した。これの結果は、例えば、いくつの胚が異なるスコアに帰されたかの観点から、図6に表したものなどのモデルの分類ツリーによって表すことができる。
したがって、図6は、3,275のKID胚への図5のモデルの適用を表す分類ツリーである。各分岐ノード(分類決定が行われる)および末端/リーフノード(スコアが帰される)は、ノードが関係する図5の処理の対応するステップによって図6中に識別されている。各ノードは、ツリーのそのノードに到達した胚の数(n)およびこれらの胚の着床成功(imp)の表示も伴っている。したがって、ツリーは、25.0%が順調に着床した3,275の胚の集団とともにステップS5でスタートする。ステップS5の処理は、3,275の胚を、直接卵割を示す胚(5.6%が順調に着床した267の胚)、および直接卵割を示さない胚(26.6%が順調に着床した3008の胚)に分ける。次いでステップS7の処理が、ステップS5からの3,008の胚を、遅い発生を示す胚(12.1%が順調に着床した470の胚)、および遅い発生を示さない胚(29.4%が順調に着床した2,538の胚)に分ける。次いでステップS9の処理が、ステップS7からの2,538の胚を、15.5%が順調に着床した161の胚、および30.7%が順調に着床した2,229の胚に分ける。すべての胚がこのステップで分類されるわけではない(すなわち、161+2,229<2,538)ことが留意され得る。これは、例えば、関連したタイミングがタイムラプスデータにおいて識別可能でなかったために、分類判定基準を適用することが可能でなかった一部の胚が存在するためである。これらは、帰属データ(impute data)と呼ばれる場合があり、これらは、図6の分類ツリーで表したバリデーション目的のためのKID胚への図5のモデルの適用においてさらなる検討から無視される(すなわち、これらはスコアを与えられない)。患者からの胚のコホートへのモデルの実際の適用において分類することができない胚が存在する場合、慣例的な発生学者の入力を代わりに使用して、これらの胚を順位付けすることを補助することができる。より一般に、本明細書に記載の実施形態による順位は、典型的には、発生学者が最終の順位決定を行うのを補助するのに使用され、本発明の実施形態によって得られる順位は、追加の発生学者の入力を伴わないで最終的であると考えられない場合があることがいずれにしても予期されることが認識される。
図6の分類ツリーから分かるように、KID胚に図5のモデルを適用すると、1294の胚が5のスコアに順位付けされ、これらの胚は、36.1%の着床成功を有する。これは、全体として集団の着床成功より約50%高く、それは、順位付けされる複数の胚のうちから相対的に高い品質/発生潜在力の胚を同定することができることでそのモデルの強度を実証している。合計935の胚がスコア4に帰されることも分かり、その内訳は、22.9%の着床成功を有するステップS14における410の胚、および23.2%の着床成功を有するステップS12における525の胚である。これは、ステップS12に到達する胚およびステップS14に到達する胚は、これらの群がともに同じスコアに帰される同等の着床成功率を有することが統計的に見出されるためである。
バリデーションのために使用した3,275のKID胚に図5のモデルを適用する結果はまた、図7に表されている。これは、異なるスコアの中での図6の分類ツリーに関連した3,275のKID胚のパーセンテージ分布(凡例「KID全データ」によって識別した)、およびまた、順調に着床した図6の分類ツリーに関連した胚のパーセンテージ分布(凡例「KID陽性」によって識別した)を示す棒グラフである。図5および6で表したモデルに従ってこれらの胚について判定されたスコアの中での生児出生をもたらしたと分かった胚の集団のパーセンテージ分布(凡例「生産(liveborn)」によって識別した)も図7に示されている。
図7の生産データに関連した胚の集団は、生児出生をもたらした3,275のKID胚のすべてに単に対応していない。これは、すべてのこれらの3,275のKID胚についての生児出生データが利用可能ではないためである。これは、患者が妊娠しても、彼女が処置されたIVF診療所に、妊娠の最終アウトカムに関する情報が提供されることには必ずしもならないためである。図6の分類ツリーに関連した3,275のKID胚のうち、わずか約180が生児出生をもたらしたと分かっている。多くの他の着床中の胚も生児出生をもたらしたと予期されるが、これらの胚についてのデータは、簡単には利用可能でない。したがって、図7に表した生児出生データは、生児出生データが存在する3,275の胚のうちの180程、および生児出生データが存在する追加の120程の他の胚に対応した。
図7は、本発明の実施形態による発生潜在力の評価がどのように良好な発生潜在力を有する胚を同定するのに役立つかを実証する。例えば、良好な発生潜在力に関連した胚(すなわち、「KID陽性」および「出生した」胚)の分布が、全体として集団より高いスコアに偏っていることが明らかである。
異なる実施形態に従って採用され得る図5の手法の様々な改変が存在することが十分に理解される。例えば、図5は一般に、胚が順に検討およびスコア付けされる反復的手法を表すが、他の実装では、胚は、並行して、または少なくとも部分的に並行してスコア付けされ得る。例えば、順に各胚についてステップS2〜S16を反復するのではなく、順位付け手順の個々のステップの他の実装では、順位付け手順の次のステップに移動する前に複数の胚について実施され得る。例えば、ステップS3に対応するステップは、処理がステップS5に対応するステップに移動する前にすべての胚について着手することができ、ステップS5では、胚が直接卵割を起こしたと見なされるべきかどうかに関する評価が、ステップS3に対応するステップにおいて0のスコアで順位付けされなかったすべての胚について実施され得る。
さらに、一部の実装では、S3に対応するステップが存在しない場合がある。すなわち、一部の実装では、胚が2つの前核の出現または非出現に基づいて順位付けされるべきかどうかに関する評価が存在しない場合がある。この場合、処理は、図5に表したものと全体的に同様であり得るが、ステップS3およびS4に対応するステップを伴わない。同様に、いくつかの例では、ステップS13およびS14に対応するステップが存在しない場合がある。
さらに、かつ既に述べたように、異なるパラメータおよび異なる閾値の値を、方法の様々なステップについて使用することができる。本発明のある特定の実施形態にとって重要なことは、モデルが、胚をこれらの発生潜在力によって順位付けするとき、直接卵割、発生(特に早期の発生)における遅さ、および発生における変則(胚の異なる発生段階に関連した2つの特性の比を評価することによる)を考慮に入れることである。上記に示した異なる例など、これらの特性を示す多くの異なるパラメータが存在する。具体的なパラメータおよび関連した閾値の値は、実装ごとに変動し得る。例えば、上記手法は、普遍的に適用可能であるモデルを提供することが判明しているが、具体的な診療所は、これらの手法に基づいて独自のモデルを開発したい場合があり、この場合、他のパラメータおよび/または閾値の値がその診療所で培養された胚についての胚の発生潜在力の最適化された区別をもたらすことを見出し得る。いずれにしても、該当するパラメータおよび値は、該当する発生条件に関連したKID胚の統計分析から確立することができる。例えば、普遍的に適用可能なモデルを確立しようとする場合では、上記に論じた3,275のKID胚についての公知のアウトカムと比較して、どのように異なるパラメータおよび関連した閾値の値が胚の順位付けにおいて機能したかの分析は、図6の分類ツリーによって表された具体的な例の実装において使用される具体的なパラメータおよびこれらのパラメータの値を識別するものである。
既に述べたように、本発明の実施形態は、胚発生の3つの態様、すなわち、胚が直接卵割を起こすか否か、胚が相対的に遅い発生を示すか否か、および胚が相対的に変則的な発生を示すか否かを考慮に入れる仕方で胚を順位付けすることに関する。胚がこれらの特性のいずれかを示すか否かは、胚の発生に関連した形態運動的/形態学的データから確立することができる。図6の分類ツリーに関連した例の実装では、直接分割の評価は、パラメータ(t3−tPNf)に基づき、相対的に遅い発生の評価は、パラメータt3に基づき、相対的に変則的な発生の評価は、パラメータ(t5−t3)/(t5−t2)に基づく。この特定の例の実装における各パラメータの閾値の値は、以前に論じたように、かつ図6に示したように採用される。しかし、上記したように、他の実装に従って胚を順位付けするために、上記に特定した3つの発生特性(直接卵割、遅い発生、変則的な発生)を評価するのに同等に使用され得る様々な他のパラメータおよび対応する閾値が存在する。
したがって、図8、10、および12は、図6と同様であって、図6から理解されるが、胚が直接卵割、遅い発生、および/または変則的な発生に関連していると見なされるかどうかを評価するための異なるパラメータおよび/または閾値の値に基づく異なるモデルを表す分類ツリーを示す。図9、11、および13は、図8、10、および12に表したそれぞれの分類ツリーについての、図7と同様であって、図7から理解される、対応する棒グラフである。やはり、これらは、本発明の実施形態に従って判定された良好な発生潜在力に関連した胚の分布がどのように全体として集団より高いスコアに偏っているかを示す。
図8、10、および12のそれぞれにおいて、分類ツリーのノードは、該ノードと最も密接に関連している図5の方法のステップによって特定される。しかし、図8、10、および12に表したモデルは、図5の方法の処理に対応するすべてのステップを含むわけではなく、したがって図8、10、および12の分類ツリーならびに図6の分類ツリー中のすべてのノード間での直接の対応はない。
例えば、図8に表した順位付けモデルによれば、図5の方法におけるステップS13に対応するステップはない。すなわち、図8のモデルによる胚の順位付けは、胚が所与の時間内に発生の所与の段階に到達したかどうかを判定することに基づくステップを伴わない。したがって、分類ツリー中に1つ少ない決定ノードが存在し、したがって順位付けモデルの最大スコアは結果としてより少ない(すなわち、5の代わりに4)。しかし、任意の所与のモデルによって得られる具体的な数値的順位付けは、そのモデルによる胚の相対的な発生潜在力を順位付けするためであることが十分に理解される。数値スコアは、異なるモデルで順位付けされた胚との比較のための「絶対的な」順位付けであるように意図されていない。すなわち、図6によって表されたモデルにおける5のスコアは、図6によって表されたモデルにおける4のスコアより高い順位(ranking)として解釈されるが、それは、図8によって表されたモデルにおける4のスコアより高い順位を必然的に示すとして解釈されるべきでない。
さらに、図10および12に表されたモデルにおいて、図6に表されたモデルのステップS11に対応するステップは存在しない。これは、図6における(変則)正則の発生の評価は、パラメータ(t5−t3)/(t5−t2)が、ステップS11における下限およびステップS13における上限によって定義される範囲の内側または外側に入るかどうかに基づくが、図10のモデルにおける(変則)正則の発生の評価は、(t8−t5)/(t8−2)が、一端でのみ束縛された範囲の内側または外側に入るかどうかの評価に基づくためである。
各モデルについて、各リーフノードに関連した相対的スコアは、そのリーフノードに到達する胚のそれぞれの着床成功に基づく。例えば、図12のモデルにおいて、ステップS6(すなわち、直接卵割を起こしたと分類された)およびS8(すなわち、直接卵割を起こしていないが、遅い発生を示すと分類された)に対応するとマークされたステップに到達するKID胚はともに、同等の着床尤度を有し、したがって同じスコアに帰される。
図6、8、10、および12に表されているモデルから分かるように、直接卵割、遅い発生、および変則的な発生について胚を評価するための異なる具体的なパラメータおよび閾値の値に基づくにもかかわらず、モデルはすべて、それにもかかわらず、着床成功によって胚を順位付けることができる。各モデルについて、最高スコアに帰された胚は、約32%〜36%の着床尤度に関連し、それは、25%である、全体としてとられたKID胚の集団についての着床尤度に対して有意な改善を表す。すなわち、上記に特定した3つの特性に基づいて胚を順位付けする手法は、着床のより低い尤度を有するものより、着床のより高い尤度を有するものを同定することができる。
図14〜17は、図6と同様であって、図6から理解される、分類ツリー図である。図14〜18の分類ツリーは、図6の分類ツリーと同じモデルに基づくが(例えば、直接卵割、遅いおよび変則的な発生を評価するのに使用される具体的なパラメータおよび閾値の観点から)、3,275のKID胚の異なる亜集団にモデルを適用した結果を示す。
図14は、低減酸素雰囲気下でインキュベートされた3,275のKID胚のサブセットにモデルを適用した結果を示し、図15は、周囲酸素雰囲気下でインキュベートされた3,275のKID胚のサブセットにモデルを適用した結果を示す。低減および周囲酸素雰囲気下でインキュベートされた胚にモデルを適用することからの結果は、同等であり、それは、この手法が、胚が低減または周囲酸素条件下でインキュベートされるかどうかに関してほとんど感受性を伴わずに胚を順位付けすることができることを実証することが分かり、これは、本発明の実施形態による手法の普遍性を実証する。
図16は、ICSIによって受精された3,275のKID胚のサブセットにモデルを適用した結果を示し、図17は、古典的なIVFによって受精された3,275のKID胚のサブセットにモデルを適用した結果を示す。ICSI胚およびIVF胚にモデルを適用することからの結果は、同等であり、それは、この手法が、胚がICSIまたはIVFによって受精されるかどうかに関してほとんど感受性を伴わずに胚を順位付けすることができることを実証することが分かり、これは、本発明の実施形態による手法の普遍性をさらに実証する。
胚の順位を確立するとき、直接卵割、発生の遅さ、および変則について胚を評価することに加えて、本発明のある特定の実施形態の別の態様は、これらの特性のうちのどれが低い順位により寄与するはずであることかを認識することにあることが十分に理解される。特に、直接卵割は、遅い発生より劣った発生潜在力の強い指標であり、遅い発生は、ひいては、変則的な発生より劣った発生の強い指標であることが特定された。その結果として、ある特定の実施形態によれば、直接卵割を示す胚は、胚が他の判定基準を満たすかどうかにかかわらず、直接卵割を示さない胚より低く順位付けされる。すなわち、3つの判定基準:直接卵割、遅さ、および変則のうちで、直接卵割に関する判定は、遅さに関する判定よりも、他の胚に対して胚の順位付けにより大きいインパクトを有し、遅さに関する判定は、ひいては、変則に関する判定よりも(then)、他の胚に対して胚の順位付けに大きいインパクトを有する。
KID胚について上記に論じた様々な分類ツリーは、本発明の実施形態によって複数の胚を順位付けるための手法がどのように最大の発生潜在力(最良の品質)を有する胚を同定するのに役立ち得るかを実証する。これは、着床の尤度によって測定される発生潜在力という文脈で主に示された。しかし、かつ既に述べたように、これは、胚の発生潜在力の単に一例の測定法(measurement)であり、本明細書に記載の原理を、発生潜在力の他の尺度、例えば、胚盤胞期に到達する尤度、および/または着床した胚が生児出生へと発生する尤度、および/または着床した胚が心拍に関連する段階へと発生する尤度、および/または胚が移植された患者が妊娠する尤度に基づいて胚を順位付けするのに同等に使用することができる。
上記に論じた段階的/分類ツリー手法は、これに基づいて胚を順位付けるための単に1つのアルゴリズム手法であり、他のアルゴリズム手法も同じ順位付けスキームを実質的に生じさせ得ることが十分に理解される。例えば、胚の順位を同定するのに、図5および6の手法で表したものなどの決定ツリーを使用して胚を分類するのではなく、すべての胚を、3つすべての特性(直接卵割、遅さ、変則)、および各特性に関する評価のアウトカムに基づいて得られる累積スコアについて評価してもよい。例えば、直接卵割を示さない胚は、100のスコアを帰されてもよく、直接卵割を示す胚は、このスコア成分について0のスコアを帰されてもよい。遅さを示さない胚は、10のスコアを帰されてもよく、遅さを示す胚は、このスコア成分について0のスコアを帰されてもよい。変則を示さない胚は、1のスコアを帰されてもよく、変則を示す胚は、このスコア成分について0のスコアを帰されてもよい。したがって、直接卵割、遅さ、および変則を示す胚は、ゼロの累積スコアを有し、一方、直接卵割、遅さ、または変則を示さない胚は、111(最大)の累積スコアを有する。この手法に基づくと、胚は、図6の手法のものに対応する順序で順位付けされる(図5に関連したスコアカテゴリーの一部の中の胚のより精密化された順位付けを除く)。
したがって、胚を順位付けして胚の発生潜在力を示す方法が記載されてきた。方法は、観察期間中に該胚の形態学的発生に関する複数の特性についての値を得ること;該胚のそれぞれの特性について、該胚が直接卵割事象を起こしたか否かを判定し、直接卵割事象を起こしたと判定される胚を、直接卵割事象を起こしたと判定されない胚についてよりも低い発生潜在力を示す順位を用いて順位付けすること;および直接卵割事象を起こしたと判定されない該胚について、該胚の予め定義された発生段階の継続時間が、予め定義された閾値継続時間を超えるか否かを判定し、該予め定義された発生段階の該継続時間が、該予め定義された閾値継続時間を超えると判定される胚を、該予め定義された発生段階の該継続時間が、該予め定義された閾値継続時間を超えると判定されない胚についてよりも低い発生潜在力を示す順位を用いて順位付けすること;および該予め定義された発生段階の該継続時間が、該予め定義された閾値継続時間を超えると判定されない該胚について、該胚の2つの予め定義された発生段階の相対継続時間が、予め定義された範囲の外側にあるか否かを判定し、該胚の2つの予め定義された発生段階の相対継続時間が予め定義された範囲の外側にある胚を、該胚の2つの予め定義された発生段階の該相対継続時間が該予め定義された範囲の外側にない胚についてよりも低い発生潜在力を示す順位を用いて順位付けすることを含む。
いくつかの点で、一部の例の実施形態は、胚を順位付けして胚の発生潜在力を示す方法であって、観察期間中に胚の形態学的発生に関する複数の特性について値を得ること;胚のそれぞれの特性について、胚が直接卵割事象を起こしたか否かの尺度を判定すること;胚のそれぞれの特性について、胚の予め定義された発生段階の継続時間が予め定義された閾値継続時間より長かったか否かの尺度を判定すること;胚のそれぞれの特性について、胚の2つの予め定義された発生段階の相対継続時間が予め定義された範囲の外側にあるか否かの尺度を判定すること;および胚が直接卵割事象を起こしたという判定が、胚の予め定義された発生段階の継続時間が予め定義された閾値継続時間より長かったという判定が寄与するよりも、相対的な低発生潜在力を示す順位に、より寄与するやり方で胚を順位付けすることを含み、ここで、胚の予め定義された発生段階が予め定義された閾値継続時間より長かったという判定が、胚の2つの予め定義された発生段階の相対継続時間が予め定義された範囲の外側にあるという判定が寄与するよりも、相対的な低発生潜在力を示す順位に、より寄与する、方法を提供する。
いくつかの点で、一部の他の例の実施形態は、胚の発生潜在力を示すスコアを確立する方法であって、観察期間中に胚の形態学的発生に関する複数の特性の値を得ること;第1のスコア成分として、胚が直接卵割事象を起こしたか否かの尺度を判定すること;第2のスコア成分として、胚の予め定義された発生段階の継続時間が予め定義された閾値継続時間より長かったか否かの尺度を判定すること;第3のスコア成分として、胚の2つの予め定義された発生段階の相対継続時間が予め定義された範囲の外側にあるか否かの指標を判定すること;および第1のスコア成分が、第2または第3のスコア成分よりスコアに対して大きいインパクトを有し、第2のスコア成分が、第3のスコア成分よりスコアに対して大きいインパクトを有するやり方で、第1のスコア成分、第2のスコア成分、および第3のスコア成分を考慮に入れることによって胚の発生潜在力を示すスコアを確立することを含む、方法を提供する。
したがって、かつ上記に論じたように、本明細書に記載の原理による方法は、胚の発生潜在力を示すスコアを確立するのに使用することができる。上記に示した例は、胚の試料の既知の着床データに基づく順調な着床の尤度の指標を提供することに主に着目してきた。しかし、既に説明したように、本方法は、胚の他の発生潜在力の特性、例えば、胚盤胞期へと発生する胚の尤度に関するスコアを確立するのにも適用可能である。
この点において、図6に表したモデルを、5日間インキュベートされ、120時間までに胚が胚盤胞期へと発生したか否かが分かっている、2413患者/37診療所からの10,316の胚を含むデータセットに適用した。実質的に、これは、発生潜在力の指標を確立するモデルの能力を確立するのに本明細書に記載の他の結果の一部について使用した「既知の着床データ」の代わりに「既知の胚盤胞データ」と呼ばれ得るものを使用することに対応する。
10,316の胚のデータセットは、図6のモデルが開発されたデータセットから完全に独立していた。10,316の胚のこのデータセットは、Cirayらによる論文「Proposed guidelines on the nomenclature and annotation of dynamic human embryo monitoring by a time−lapse user group」、Hum. reprod.、2014年;29巻;2650〜2660頁[1]で提案されたガイドラインに従ってアノテートされた関連した発生パラメータの動態学的情報を含有していた。受精後最大で3日目までの動態学的情報を使用して、図6によって表されたアルゴリズムに従って胚をスコア付けし、それによって各胚をスコア群(1、2、3、4、または5)の1つに割り当てるのに使用した。
スコア1を割り当てた胚の数は、2024であった(このうち、1911は、伝統的なIVFで受精され;93は、ICSIで受精され;20の受精方法は未知であった)。スコア2を割り当てた胚の数は、1443であった(このうち、1281は、伝統的なIVFで受精され;143は、ICSIで受精され;19の受精方法は、未知であった)。スコア3を割り当てた胚の数は、656であった(このうち、629は、伝統的なIVFで受精され;16は、ICSIで受精され;11の受精方法は、未知であった)。スコア4を割り当てた胚の数は、1734であった(このうち、1546は、伝統的なIVFで受精され;147は、ICSIで受精され;41の受精方法は、未知であった)。スコア5を割り当てた胚の数は、4459であった(このうち、3991は、伝統的なIVFで受精され;417は、ICSIで受精され;51の受精方法は、未知であった)。したがって、合計10,316の胚について、9358が伝統的なIVFで受精され;816がICSIで受精され;142の受精方法は、未知であった。
胚盤胞予測ツールとしてのモデルアルゴリズムの能力を評価するために、受精後120時間までに胚盤胞期(胚盤胞形成)へと発生した胚の割合を、5つのスコア群のそれぞれについて決定した。これの結果を図18に提示する。これは、スコアの増大とともに胚盤胞期へと発生した各スコアに関連した胚の割合の増大を明らかに示す(例えば、胚盤胞期へと発生するスコア1に関連した胚の約10%と比較して、スコア5に関連した胚の60%超が胚盤胞期へと発生した)。これは、胚発生潜在力(この場合胚盤胞期へと発生する尤度)の指標を確立する上記した方法の能力をさらに実証する。
胚に割り当てた、スコア群間の胚盤胞を形成した胚の画分の差異を検定するために、一般化線形混合効果回帰(GLMER、ベルヌーイ誤差分布を用いた)を、説明変数(固定効果)として、異なるスコア群についての胚盤胞形成の尤度、受精方法(ICSIまたはIVF)、およびインキュベーション酸素レベル(低減または周囲)に関して実施した。スコア群、受精方法、および酸素レベルの間のすべての相互作用項を、スコア群中の胚盤胞形成画分がこれらのインキュベーション特性によって影響されたかどうかを検証するのに含めた。患者および診療所の変動性を説明するために、この情報をランダム切片として含め、該切片において、患者が診療所内に入れ子にした(nested)。段階的後方排除(stepwise backwards elimination)を、パラメータのすべての相互作用を含む完全モデルからスタートして、モデルを低減するために使用した。p<0.01の包含判定基準を排除手順に使用した。最終モデルは、スコアおよび受精方法(ICSI/IVF)の主効果を含んでいた。
この分析は、1)スコアの増大が胚盤胞形成の尤度の増大と関連した、スコア群間の胚盤胞形成の尤度の有意差、および2)IVFの胚盤胞割合がICSIより高かったことを実証した。これは、本明細書に記載の原理を、胚盤胞形成の尤度を予測するのに受精後最大で3日目までの利用可能な情報に基づいて使用することができることを例示する。相互作用項のいずれも有意でないと判明したので、スコア群中の胚盤胞割合の一般的なパターンは、IVFとICSIとの間で同じであると結論付けることができる。胚盤胞割合がICSIよりIVFにおいて高かったという事実は、ICSIが、より困難な症例について特に使用されるという一般的な臨床診療によって説明され得る。
本発明のさらなる特定のかつ好適な態様は、添付の独立請求項および従属請求項に示されている。従属請求項の特徴を、特許請求の範囲に明示的に示されたもの以外の組合せで独立請求項の特徴と組み合わせることができることが十分に理解される。
Figure 0006525448

Claims (14)

  1. 観察期間中に胚の形態学的発生に関する複数の特性についての得られた値を使用することで該胚を順位付けして該胚の発生潜在力を示す方法であって、
    該胚のそれぞれの特性について、該胚が直接卵割事象を起こしたか否かを判定すること、および直接卵割事象を起こしたと判定される胚を、直接卵割事象を起こしたと判定されない胚についてよりも低い発生潜在力を示す順位を用いて順位付けすることであって、胚が直接卵割事象を起こしたかどうかを判定することが、該胚の発生に関連した第1のパラメータが第1の閾値量未満であるかどうかを判定すること、および、そうである場合、該胚が直接卵割事象を起こしたと判定することを含み、
    ここで、該第1のパラメータが、
    前核衰退の時間、tPNfと、3細胞への卵割の時間、t3との間の差、
    2細胞への卵割の時間、t2と、3細胞への卵割の時間、t3との間の差、および
    4細胞への卵割の時間、t4と、5細胞への卵割の時間、t5との間の差、
    を含む群から選択される、こと;と
    直接卵割事象を起こしたと判定されない該胚について、該胚の予め定義された発生段階の継続時間の尺度が、予め定義された閾値継続時間を超えるか否かを判定すること、および該予め定義された発生段階の該継続時間が、該予め定義された閾値継続時間を超えると判定される胚を、該予め定義された発生段階の該継続時間が、該予め定義された閾値継続時間を超えると判定されない胚についてよりも低い発生潜在力を示す順位を用いて順位付けすること;と
    該予め定義された発生段階の該継続時間が、該予め定義された閾値継続時間を超えると判定されない該胚について、該胚の第2の予め定義された発生段階に対する該胚の第1の予め定義された発生段階の相対継続時間の尺度が、予め定義された範囲の外側にあるか否かを判定すること、および該相対継続時間が該予め定義された範囲の外側にある胚を、該相対継続時間が該予め定義された範囲の外側にない胚についてよりも低い発生潜在力を示す順位を用いて順位付けすることであって、該胚の第2の予め定義された発生段階に対する該胚の第1の予め定義された発生段階の相対継続時間の尺度が予め定義された範囲の外側にあるか否かを判定する際に、
    (i)該第1の予め定義された発生段階が、3細胞への卵割の時間、t3と、5細胞への卵割の時間、t5との間の時間ピリオドの尺度であり、該第2の予め定義された発生段階が、2細胞への卵割の時間、t2と、5細胞への卵割の時間、t5との間の時間ピリオドの尺度であり、その結果、該相対継続時間が(t5−t3)/(t5−t2)の尺度であり、該予め定義された範囲が、0.1〜0.9、0.2〜0.8、0.3〜0.7、0.4〜0.6、および0.5〜0.6を含む群から選択される;
    または
    (ii)該第1の予め定義された発生段階が、2細胞への卵割の時間、t2と、3細胞への卵割の時間、t3との間の時間ピリオドの尺度であり、該第2の予め定義された発生段階が、2細胞への卵割の時間、t2と、5細胞への卵割の時間、t5との間の時間ピリオドの尺度であり、その結果、該相対継続時間が、(t3−t2)/(t5−t2)の尺度であり、該予め定義された範囲が、0.1〜0.9、0.1〜0.8、0.2〜0.7、0.3〜0.6、もしくは0.4〜0.5を含む群から選択される;
    または
    (iii)該第1の予め定義された発生段階が、3細胞への卵割の時間、t3と、5細胞への卵割の時間、t5との間の時間ピリオドの尺度であり、該第2の予め定義された発生段階が、5細胞への卵割の時間、t5の尺度であり、その結果、該相対継続時間が、(t5−t3)/t5の尺度であり、該予め定義された範囲が、0.1超、0.2超、および0.3超を含む群から選択される;
    または
    (iv)該第1の予め定義された発生段階が、5細胞への卵割の時間、t5と、8細胞への卵割の時間、t8との間の時間ピリオドの尺度であり、該第2の予め定義された発生段階が、4細胞への卵割の時間、t4と、8細胞への卵割の時間、t8との間の時間ピリオドの尺度であり、その結果、該相対継続時間が、(t8−t5)/(t8−t4)の尺度であり、該予め定義された範囲が、0.3超、0.4超、0.5超、0.6超、0.7超、0.8超、0.9超、および0.97超を含む群から選択される;
    または
    (v)該第1の予め定義された発生段階が、前核衰退、tPNfと、3細胞への卵割の時間、t3との間の時間ピリオドの尺度であり、該第2の予め定義された発生段階が、前核衰退、tPNfと、4細胞への卵割の時間、t4との間の時間ピリオドの尺度であり、その結果、該相対継続時間が、(t3−tPNf)/(t4−tPNf)の尺度であり、該予め定義された範囲が、0.35超、0.45超、0.55超、0.65超、0.75超、0.85超、および0.95超を含む群から選択される;
    または
    (vi)該第1の予め定義された発生段階が、3細胞への卵割の時間、t3と、4細胞への卵割の時間、t4との間の時間ピリオドの尺度であり、該第2の予め定義された発生段階が、2細胞への卵割の時間、t2と、4細胞への卵割の時間、t4との間の時間ピリオドの尺度であり、その結果、該相対継続時間が、(t4−t3)/(t4−t2)の尺度であり、該予め定義された範囲が、0.3未満、0.4未満、0.5未満、0.6未満、および0.7未満を含む群から選択される;
    または
    (vii)該第1の予め定義された発生段階が、5細胞への卵割の時間、t5と、8細胞への卵割の時間、t8との間の時間ピリオドの尺度であり、該第2の予め定義された発生段階が、2細胞への卵割の時間、t2と、8細胞への卵割の時間、t8との間の時間ピリオドの尺度であり、その結果、該相対継続時間が、(t8−t5)/(t8−t2)の尺度であり、該予め定義された範囲が、0.2未満、0.3未満、0.4未満、0.5未満、および0.6未満を含む群から選択される、こと
    とを含み、
    該第1の閾値量と該予め定義された閾値継続時間とが異なる、方法。
  2. (i)前記第1のパラメータが、前核衰退、tPNfと、3細胞への卵割の時間、t3との間の時間ピリオドの尺度であり、前記第1の閾値量が、5時間、6時間、7時間、8時間、9時間、10時間、11時間、12時間、13時間、および14時間を含む群から選択され;または
    (ii)前記第1のパラメータが、2細胞への卵割の時間、t2と、3細胞への卵割の時間、t3との間の時間ピリオドの尺度であり、前記第1の閾値量が、1時間、2時間、3時間、4時間、5時間、6時間、7時間、8時間、9時間、10時間、および11時間を含む群から選択され;または
    (iii)前記第1のパラメータが、4細胞への卵割の時間、t4と、5細胞への卵割の時間、t5との間の時間ピリオドの尺度であり、前記第1の閾値量が、0.1時間、1時間、2時間、3時間、4時間、5時間、6時間、7時間、8時間、9時間、10時間、および11時間を含む群から選択され;または
    (iv)前記第1のパラメータが、3細胞への卵割の時間、t3と、4細胞への卵割の時間、t4との比の尺度であり、前記第1の閾値量が、0.9、0.8、0.7、および0.6を含む群から選択される、
    請求項に記載の方法。
  3. 前記胚の予め定義された発生段階の継続時間の尺度が予め定義された閾値継続時間を超えるか否かを判定することが、
    (i)2細胞への卵割の時間、t2の尺度が、27時間、28時間、29時間、30時間、31時間、32時間、33時間、34時間、および35時間を含む群から選択される時間を超えるかどうかを判定すること;または
    (ii)3細胞への卵割の時間、t3の尺度が、38時間、39時間、40時間、41時間、42時間、43時間、44時間、45時間、46時間、47時間、および48時間を含む群から選択される時間を超えるかどうかを判定すること;または
    (iii)4細胞への卵割の時間、t4の尺度が、41時間、42時間、43時間、44時間、45時間、46時間、47時間、47時間、48時間、49時間、および50時間を含む群から選択される時間を超えるかどうかを判定すること;または
    (iv)5細胞への卵割の時間、t5の尺度が、55時間、56時間、57時間、58時間、59時間、60時間、61時間、62時間、および63時間を含む群から選択される時間を超えるかどうかを判定すること
    を含む、請求項1または2に記載の方法。
  4. 前記第2の予め定義された発生段階に対する前記第1の予め定義された発生段階の前記相対継続時間が、予め定義された範囲の外側にある前記胚について、該相対継続時間が、該予め定義された範囲超または未満であるかどうかを判定することと、該相対継続時間が該予め定義された範囲の一方の側に対して該予め定義された範囲の外側にある胚を、該相対継続時間が該予め定義された範囲の他方の側に対して該予め定義された範囲の外側にある胚についてよりも低い発生潜在力を示す順位を用いて順位付けすること
    とをさらに含む、請求項1〜のいずれかに記載の方法。
  5. 直接卵割事象を起こしたと判定される前記胚について、該胚の予め定義された発生段階の継続時間の尺度が予め定義された閾値継続時間を超えるか否かを判定することと、直接卵割事象を起こしたと判定され、該予め定義された発生段階の該継続時間が該予め定義された閾値継続時間を超えると判定される胚を、直接卵割事象を起こしたと判定され、該予め定義された発生段階の該継続時間が該予め定義された閾値継続時間を超えると判定されない胚についてよりも低い発生潜在力を示す順位を用いて順位付けすること
    とをさらに含む、請求項1〜のいずれかに記載の方法。
  6. 直接卵割事象を起こしたと判定される前記胚について、該胚の第2の予め定義された発生段階に対する該胚の第1の予め定義された発生段階の相対継続時間の尺度が、予め定義された範囲の外側にあるか否かを判定することと、直接卵割を起こしたと判定され、該相対継続時間が該予め定義された範囲の外側にある前記胚を、直接卵割事象を起こしたと判定され、前記相対継続時間が前記予め定義された範囲の外側にない胚についてよりも低い発生潜在力を示す順位を用いて順位付けすること
    とをさらに含む、請求項1〜のいずれかに記載の方法。
  7. 直接卵割事象を起こしたと判定されず、前記予め定義された発生段階の前記継続時間が前記予め定義された閾値継続時間を超えると判定される前記胚について、該胚の第2の予め定義された発生段階に対する該胚の第1の予め定義された発生段階の相対継続時間の尺度が、予め定義された範囲の外側にあるか否かを判定することと、直接卵割を起こしたと判定され、該予め定義された発生段階の該継続時間が該予め定義された閾値継続時間を超えると判定され、該相対継続時間が該予め定義された範囲の外側にある胚を、直接卵割事象を起こしたと判定され、該予め定義された発生段階の該継続時間が該予め定義された閾値継続時間を超えると判定され、該相対継続時間が該予め定義された範囲の外側にない胚についてよりも低い発生潜在力を示す順位を用いて順位付けすること
    とをさらに含む、請求項1〜のいずれかに記載の方法。
  8. 前記第2の予め定義された発生段階に対する前記第1の予め定義された発生段階の前記相対継続時間が前記予め定義された範囲内であると判定される前記胚について、それぞれの胚が予め定義された時間内に予め定義された数の細胞へと発生したか否かを判定し、該予め定義された時間内に該予め定義された数の細胞に発生しなかった胚を、該予め定義された時間内に該予め定義された数の細胞へと発生したと判定される胚についてよりも低い発生潜在力を示す順位を用いて順位付けする、
    請求項1〜のいずれかに記載の方法。
  9. 前記予め定義された数の細胞が8細胞であり、前記予め定義された時間が、64時間、65時間、66時間、67時間、68時間、69時間、70時間、71時間、および72時間を含む群から選択される、請求項のいずれかに記載の方法。
  10. 前記値が、タイムラプス顕微鏡観察によって得られる、請求項1〜のいずれかに記載の方法。
  11. 互いに対する前記胚の少なくとも一部についての前記順位を表す表示を出力することをさらに含む、請求項1〜10のいずれかに記載の方法。
  12. 胚を順位付けして胚の発生潜在力を示すための機器であって、
    観察期間中に該胚の形態学的発生に関する複数の特性についての値を得るように構成されたデータ入力エレメント;および
    該胚のそれぞれの特性について、該胚が直接卵割事象を起こしたか否かを判定し、直接卵割事象を起こしたと判定される胚を、直接卵割事象を起こしたと判定されない胚についてよりも低い発生潜在力を示す順位を用いて順位付けし、胚が直接卵割事象を起こしたかどうかを判定することが、該胚の発生に関連した第1のパラメータが第1の閾値量未満であるかどうかを判定すること、および、そうである場合、該胚が直接卵割事象を起こしたと判定することを含み、
    ここで、該第1のパラメータが、
    前核衰退の時間、tPNfと、3細胞への卵割の時間、t3との間の差、
    2細胞への卵割の時間、t2と、3細胞への卵割の時間、t3との間の差、および
    4細胞への卵割の時間、t4と、5細胞への卵割の時間、t5との間の差、
    を含む群から選択され
    直接卵割事象を起こしたと判定されない該胚について、該胚の予め定義された発生段階の継続時間の尺度が、予め定義された閾値継続時間を超えるか否かを判定し、該予め定義された発生段階の該継続時間が、該予め定義された閾値継続時間を超えると判定される胚を、該予め定義された発生段階の該継続時間が、該予め定義された閾値継続時間を超えると判定されない胚についてよりも低い発生潜在力を示す順位を用いて順位付けし;
    該予め定義された発生段階の該継続時間が、該予め定義された閾値継続時間を超えると判定されない該胚について、該胚の第2の予め定義された発生段階に対する該胚の第1の予め定義された発生段階の相対継続時間の尺度が、予め定義された範囲の外側にあるか否かを判定し、該相対継続時間が該予め定義された範囲の外側にある胚を、該相対継続時間が該予め定義された範囲の外側にない胚についてよりも低い発生潜在力を示す順位を用いて順位付けし、該胚の第2の予め定義された発生段階に対する該胚の第1の予め定義された発生段階の相対継続時間の尺度が予め定義された範囲の外側にあるか否かを判定する際に、
    (i)該第1の予め定義された発生段階が、3細胞への卵割の時間、t3と、5細胞への卵割の時間、t5との間の時間ピリオドの尺度であり、該第2の予め定義された発生段階が、2細胞への卵割の時間、t2と、5細胞への卵割の時間、t5との間の時間ピリオドの尺度であり、その結果、該相対継続時間が(t5−t3)/(t5−t2)の尺度であり、該予め定義された範囲が、0.1〜0.9、0.2〜0.8、0.3〜0.7、0.4〜0.6、および0.5〜0.6を含む群から選択される;
    または
    (ii)該第1の予め定義された発生段階が、2細胞への卵割の時間、t2と、3細胞への卵割の時間、t3との間の時間ピリオドの尺度であり、該第2の予め定義された発生段階が、2細胞への卵割の時間、t2と、5細胞への卵割の時間、t5との間の時間ピリオドの尺度であり、その結果、該相対継続時間が、(t3−t2)/(t5−t2)の尺度であり、該予め定義された範囲が、0.1〜0.9、0.1〜0.8、0.2〜0.7、0.3〜0.6、もしくは0.4〜0.5を含む群から選択される;
    または
    (iii)該第1の予め定義された発生段階が、3細胞への卵割の時間、t3と、5細胞への卵割の時間、t5との間の時間ピリオドの尺度であり、該第2の予め定義された発生段階が、5細胞への卵割の時間、t5の尺度であり、その結果、該相対継続時間が、(t5−t3)/t5の尺度であり、該予め定義された範囲が、0.1超、0.2超、および0.3超を含む群から選択される;
    または
    (iv)該第1の予め定義された発生段階が、5細胞への卵割の時間、t5と、8細胞への卵割の時間、t8との間の時間ピリオドの尺度であり、該第2の予め定義された発生段階が、4細胞への卵割の時間、t4と、8細胞への卵割の時間、t8との間の時間ピリオドの尺度であり、その結果、該相対継続時間が、(t8−t5)/(t8−t4)の尺度であり、該予め定義された範囲が、0.3超、0.4超、0.5超、0.6超、0.7超、0.8超、0.9超、および0.97超を含む群から選択される;
    または
    (v)該第1の予め定義された発生段階が、前核衰退、tPNfと、3細胞への卵割の時間、t3との間の時間ピリオドの尺度であり、該第2の予め定義された発生段階が、前核衰退、tPNfと、4細胞への卵割の時間、t4との間の時間ピリオドの尺度であり、その結果、該相対継続時間が、(t3−tPNf)/(t4−tPNf)の尺度であり、該予め定義された範囲が、0.35超、0.45超、0.55超、0.65超、0.75超、0.85超、および0.95超を含む群から選択される;
    または
    (vi)該第1の予め定義された発生段階が、3細胞への卵割の時間、t3と、4細胞への卵割の時間、t4との間の時間ピリオドの尺度であり、該第2の予め定義された発生段階が、2細胞への卵割の時間、t2と、4細胞への卵割の時間、t4との間の時間ピリオドの尺度であり、その結果、該相対継続時間が、(t4−t3)/(t4−t2)の尺度であり、該予め定義された範囲が、0.3未満、0.4未満、0.5未満、0.6未満、および0.7未満を含む群から選択される;
    または
    (vii)該第1の予め定義された発生段階が、5細胞への卵割の時間、t5と、8細胞への卵割の時間、t8との間の時間ピリオドの尺度であり、該第2の予め定義された発生段階が、2細胞への卵割の時間、t2と、8細胞への卵割の時間、t8との間の時間ピリオドの尺度であり、その結果、該相対継続時間が、(t8−t5)/(t8−t2)の尺度であり、該予め定義された範囲が、0.2未満、0.3未満、0.4未満、0.5未満、および0.6未満を含む群から選択され、
    該第1の閾値量と該予め定義された閾値継続時間とが異なる
    ように構成されたプロセッサーエレメント
    を備える機器。
  13. 請求項1から11のいずれかに記載の方法を実施するための機械可読命令を持つ非一時的コンピュータープログラム製品。
  14. 請求項1から11のいずれかに記載の方法を実施するための機械可読命令を搭載され、それを実行するように操作可能である機器。
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