城大與內地研究團隊開發精子優選新技術 貢獻輔助生殖領域

香港城市大學（城大）高級副校長（創新及企業）、楊建文講座教授（生物醫學）楊夢甦教授團隊，與內地跨院校、跨學科研究團隊合作，利用微流控液滴技術與智能轉化凝膠技術，研發單細胞水準的無標記細胞代謝平衡分析系統「BLASTO-Chip」，並完成高通量、無損生化精子分選，為患有不孕症的夫婦、尤其是嚴重或完全精子無力症的患者帶來新希望。

研究成果已於國際知名出版社Cell Press旗下的綜合性醫學旗艦期刊《Med》發表。

細胞的分選通常須利用細胞表面或細胞內的蛋白質或其他分子作為標記。然而，細胞標記在某些情況的應用受到限制，例如細胞異質性使單一標記物無法鑑定某些細胞類型（例如循環腫瘤細胞和間充質幹細胞等），或分析後須要對標記物進行洗脫。

研究團隊利用微流控液滴技術與智能轉化凝膠設計，基於單細胞的代謝平衡水準，無須利用細胞標記，達至對特定細胞群體進行分離和富集的效果。BLASTO-Chip系統的首個應用案例，是在輔助生殖中篩選不動精子。

精子篩選是輔助生殖技術中的關鍵步驟，目前都是運用基於精子運動能力和形態學的物理方法。由於精子無力症患者的精子活動能力極差或完全欠奉，現有技術無法判斷此類患者精子的活性，只能根據形態「盲選」可能的活精子進行體外受精。在臨床實踐中，透過「盲選」進行的輔助生殖受精率僅約10-20%，大大低於超過80%的正常受精率。

因此，開發精子優選新技術極為重要。棘手的是，優選後的精子要進一步用於後續的受精和胚胎發育，因此開發的技術必須具備「無標記、無損」的特點。既要檢測精子的生化活性，又要不侵入和損傷精子，技術難度極高，是目前臨床上亟需填補的空白。

楊教授說︰「開發非侵入式和無損的精子篩選技術，是多年來輔助生殖領域的瓶頸。是次研究利用創新的生物分析技術和生物材料技術，突破了傳統技術的盲點，為精子無力症患者帶來轉機。」

BLASTO-Chip系統可以從極少的活精子樣本中，篩選出高比例的活性精子。例如在精液樣本篩選前，只得約1%活性精子；使用系統篩選後，即大幅增加至76%活性精子。另外，BLASTO-Chip系統篩選出的活性精子的受精率、卵裂率、早期胚胎率和囊胚率均有顯著的提高。

此研究的共同通訊作者、華中科技大學同濟醫學院生殖健康研究所肖先金教授表示，項目以創新方式，結合微流控系統、水凝膠動態響應體系及精子生理活性，實現了自動化、高通量、無標記式單精子生化分選，填補了臨床空白，應用廣泛，前景可觀。

另外，楊教授指BLASTO-Chip系統亦成功應用於單細胞確定性包裹、高通量單克隆挑選，以及脂肪幹細胞分離富集等領域。目前團隊已完成開發平台原型，下一步將與醫院合作，進行試驗。他補充，團隊期望借助粵港澳大灣區國際科技創新中心發展的契機，結合國內產業鏈和市場的優勢，儘快完成臨床驗證，將產品推出市場，造福人類健康。