近年来随着生殖医学与基因检测技术的蓬勃发展，胚胎着床前染色体基因筛检（PGS/PGT-A）早已成为试管婴儿（In Vitro Fertilization）疗程中必备的关键助力。借由胚胎着床前染色体基因筛检可以分析挑选出染色体正常的胚胎，进行单一胚胎植入（Single Embryo Transfer, SET），目的是避免胚胎染色体异常造成的植入失败和反复流产，还能避免同时植入多胚胎造成的多胞胎妊娠风险，以提升试管婴儿的疗程效率与成功率，被称为第 3 代试管婴儿疗程。
PGS/PGT-A 的取样方式是在胚胎受精培养到第 5 天的囊胚期，利用雷射与探针采取滋养外胚层的少许细胞（通常 3-5 颗细胞）来进行基因定序，就能分析胚胎的染色体数目是否有异常，是非常有效率的胚胎筛检方法。
但是，有部分生殖医学专业人员认为这种切片取样的过程可能对胚胎发育造成负面的影响，尤其有些较脆弱的胚甚至可能因外来侵入性刺激而导致胚胎萎缩衰亡而无法植入，因此有些接受试管婴儿疗程的夫妻不一定会采取 PGS/PGT-A 来提升疗程效率。
为了解决这样的临床困境，低侵入性或非侵入性的胚胎染色体基因检测技术也就相继应运而生，未来很有机会成为试管婴儿疗程可考虑的另外一种选择。
低/非侵入性胚胎着床前染色体基因筛检的临床需求
现行的 PGS/PGT-A 检测必须透过细胞切片对胚胎进行取样，对胚胎可能存在程度不一的外源风险。相较之下，低/非侵入性胚胎着床前染色体基因筛检（NI-PGS/NI-PGT-A）则不需要直接对胚胎进行切片。
由于胚胎在植入前需要先在细胞培养液中培养，因此透过蒐集培养胚胎一段时间的细胞培养液（Culture Medium）或透过雷射辅助孵化取得胚胎囊胚液（Blastocoel Fluid）等不同的途径作为检体来源，再纯化萃取出从胚胎释放出来的游离 DNA（cfDNA）当作定序分析样本，不仅对胚胎产生的影响程度较低，也能达成胚胎染色体筛检的目的，原理与知名的非侵入性胎儿染色体基因检测（NIPT/NIFTY）类似。
虽然低/非侵入性胚胎着床前染色体基因筛检仍是非常新颖的技术，尚未大量普遍应用于临床，但近年来已有临床研究文献证实 NI-PGS/NI-PGT-A 的敏感度和特异性已能媲美甚至超越 TE biopsy 的 PGS/PGT-A 的表现，甚至更符合胚胎整体的细胞染色体分布情况，而避免过去被诟病因为取样偏误而导致错估实际胚胎情况的问题。
同时，因为它对胚胎的影响较低，还能扩展过去生殖机构在替客户进行试管婴儿疗程时无法满足的需求：
- 胚胎外观型态欠佳或脆弱（C 级甚至以下），可能无法承受细胞切片的胚胎：在进行胚胎培养的时候，胚胎师会透过显微镜观察胚胎的外观而给予不同的评级，有些胚胎在外观型态上可能比较脆弱或其貌不扬，会得到 C 级甚至以下的评级。然而，这些比较脆弱的胚胎并不代表就是异常或是无法植入怀孕，但是过去考量细胞切片对胚胎的影响，通常会选择不做 PGS/PGT-A，或被直接淘汰或是放在最末的顺位才会选择植入，有可能错失植入正常胚胎的机会。
- 担心胚胎切片可能会伤及胚胎的试管婴儿疗程夫妻：有些夫妻可能因为高龄卵巢功能不佳，导致能取出进行受精的卵子数量极少，深怕如果对胚胎进行细胞切片可能会伤害胚胎降低着床怀孕的机会，而放弃 PGS/PGT-A 检测。他们仅能透过反复几次的尝试植入，或是一次植入二颗以上的胚胎来分散风险。
虽然不做 PGS/PGT-A 就直接挑选外观型态植入依然有机会顺利着床，但可能无法避免胚胎染色体异常导致的早孕期自然流产或怀孕中才发现胎儿发育异常的风险，而着床成功率也较低，对于求子女若渴的夫妻来说都是不可承受之重。
A. 传统的胚胎着床前染色体基因筛检（PGT-A）需要在胚胎发育到第五天的囊胚时期（约有 32-64 颗细胞）透过胚胎切片从胚胎外侧的滋胚层（Trophectoderm）取样约3-5颗细胞作为检测样本，虽然不会直接伤害未来会形成胎儿的内细胞团（Inner Cell Mass），但切片时产生的外来刺激，对有些比较脆弱的胚胎发育仍可能会受到影响，并非每一颗受精的胚胎都能适用。
B. 非侵入性胚胎着床前染色体基因筛检（Ni-PGT-A）则是在胚胎发育到第五或六天的囊胚时期直接吸取蒐集已浸润胚胎一段时间的液态培养液，将胚胎细胞代谢释放到培养液中的游离 DNA作为检测样本，对胚胎的外来刺激影响程度最低。
另外，低侵入性胚胎着床前染色体基因筛检（Mi-PGT-A）则是在胚胎发育到第五或六天的囊胚时期直接吸取胚胎囊胚内部份的囊胚腔液（Blastocoelic Fluid），或透过囊胚腔液混合浸润胚胎的液态培养液的方式取样，以取得较丰富的游离 DNA 作为检测样本，对胚胎的外来刺激影响程度次低。
不需胚胎细胞切片！仅采取胚胎囊胚腔液的游离 DNA 即可进行染色体/基因筛检
2013 年来自意大利的 Cervesi 医院和英国牛津大学团队共同发表论文，他们发现在胚胎的囊胚腔液中存在游离 DNA 样本的存在，经过 PCR 扩增之后能够侦测到位在 Y 染色体上的 TSPY1 基因和 17 号染色体上的 TBC1D3 基因，首度证实胚胎的囊胚腔液中具有胚胎体 DNA 的存在，并认为能应用于侦测一些性联遗传疾病和染色体遗传疾病胚胎，帮助接受试管婴儿疗程夫妻的遗传风险。
2014 年意大利 Cervesi 医院的 Luca Gianaroli 教授研究团队以此为基础发表了一篇前瞻性的研究论文，从 51 颗胚胎的囊胚腔液和囊胚细胞切片样本进行扩增，其中有 39 颗（76.4%）胚胎的囊胚腔液 DNA 质量得以用传统染色体芯片（Array CGH）进行染色体分析，比对结果显示，染色体结果全部吻合的比例达 82%（32/39），部分吻合的比例有 15.4%（6/39），完全不吻合的比例仅有 2.6%（1/39）。
若以每颗胚胎 23 条染色体个别分开计算，囊胚腔液和囊胚细胞切片样本的染色体分析结果也高达 96.6％（904/936）。这不仅为众人揭示出，胚胎着床前染色体基因筛检（PGS/PGT-A）将有可能透过更低侵入性的采样方法来达成近似的临床检测效果，更为生殖医学辅助技术开启了崭新的篇章。
但是这篇研究当中，仅有 76.4% 的胚胎样本能够顺利透过囊胚腔液得到染色体分析结果，等于有将近 1/4（23.5%）的胚胎样本会检测失败，对于临床的应用性仍有相当高的不确定性。为了解决检测失败率过高的问题，以提高临床应用的可能性，有许多研究团队也陆续开始提出可能的解决方案，甚至导入更高通量的次世代基因定序，成为主流的技术平台。
作者：John Hung
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