试管婴儿的前世今生（上）

随着结婚年龄越来越晚，生育年龄更不断延后，不孕不育问题日渐突出，相应的体外受精IVF在我国也越来越热。本文编写自一份F1000生物学报告，介绍了IVF领域的技术现状，并展望了一些新兴技术的未来应用。

　　

生物通报道：在大多数发达国家，夫妇结婚年龄越来越晚，生育年龄更不断延后，这一趋势在中国各大城市也越来越明显。有研究指出由于种种因素，中国的不孕不育患者已超过5000万，并且这一数据还在不断增长。

目前也有不少辅助生育的医疗方式，包括激素治疗增加女性排卵期所释放的卵子等等，但当这些方式不适用或者失败时，想要共同孕育下一代的夫妇往往只借助体外受精IVF，即试管婴儿。然而，IVF并不是一个轻松简单的过程，对于女性来说甚至称得上颇为痛苦。在为期一个月的准备过程中，女性必须每日注射促性腺激素，并且需要医生频繁监控，以确保身体对激素产生适当反应。

当卵子成熟并准备排卵时，医生们将其从女性卵巢取出并与精子在体外共同孵育。尽管医生们会根据一些标准来筛选发育得最好的胚胎，IVF的成功率并不算高：三十五岁以下女性的成功率只有30%至40%，而进入四十岁的女性成功率更低。这使许多夫妇都要经历几轮失败的IVF，不仅耗费了大量金钱还会由于多次激素治疗而有损女性健康。此外，人们为了增加IVF成功率通常一次植入多个胚胎，而这又往往会造成多胎妊娠，增加了母子患上严重并发症的风险。

总的来说，目前亟需开发出更好的胚胎筛选技术。科学家们也以此为目标不断研究，并预计在未来几年内，展开一些新筛选技术的临床试验。

形态学筛选

第一个IVF婴儿出生于1978年，但自那以来医生们筛选胚胎的工具还是十分有限。对胚胎进行形态学评估是最传统也是用得最广泛的筛选方法。医生们利用简单的光学显微镜，可以在不同发育阶段评估一些反映胚胎质量的参数。第一天可通过受精卵两个原核仁的形态进行分级，这两个原核仁分别含有父母的一套遗传物质。这时医生们衡量的是原核仁的尺寸和数量，以及其中核仁的定位。在第二或第三天，原核仁融合受精卵开始卵裂，医生就会评估卵裂球的数量、形状以及碎片程度。最后，在第五或第六天胚胎发育成为囊胚，医生就能对滋养层、囊胚腔、将发育成胎儿的突出细胞团进行评估，以选择最要好的胚胎。

形态学评估成本低也易于应用，不过这一方法也存在一定缺陷。胚胎形态学分级比较主观，需要专业而且有经验的操作者。而且有时经验丰富的专业人士也不一定能保证筛选结果，有研究表明一些形态学评级低的胚胎其实也具有很高的发育潜力。于是，人们又进一步开发了一些新的筛选方法来检测可能影响胚胎活力的疾病，甚至还可以检测一些潜在的严重儿童疾病。这些方法包括遗传学分析、蛋白组学分析和代谢组学分析。

遗传学筛选

如果父母携带一些潜在的遗传学疾病，通常会采用胚胎植入前遗传学诊断PGD，从卵裂球阶段（受精后的第二或第三天）取一两个细胞或者从滋养层取一些细胞（第五、第六天）进行检测。在绝大多数情况下，这两种方式都不会对胚胎造成伤害。医生们用这些细胞做PCR分析或荧光原位杂交FISH，来诊断特定基因突变和染色体异常等。近来，PGD还包括比较基因组杂交或单核苷酸多态性芯片分析，能够分析胚胎的整个基因组，提供更为全面的信息。

其他筛选技术

上述遗传学筛选技术都需要从发育中的胚胎中取样，这总令人有所顾虑。因此一些新型分析方法渐渐流行起来，例如代谢组和蛋白质组分析。这些分析方法只需要从胚胎生长的培养基中取样，不会干扰细胞团。研究人员可以通过分析培养基中丙酮酸和葡萄糖浓度的变化，来衡量胚胎的代谢情况，不过其有效性还存在争议。幸运的是，已有研究证明培养基中的其他变量可以作为更可靠的衡量指标，例如耗氧量等等。现在，胚胎代谢物和分泌蛋白的图谱分析已经取代了单个代谢物的分析。许多研究都已证实，胚胎的代谢状态与其活力密切相关，说明这类分析在IVF临床应用中颇具潜力。不过这类分析的仪器比较昂贵，而结果分析也有较高的专业要求，影响了这类技术的广泛使用。

（下接：试管婴儿的前世今生 下）

注：本文章编写自一份F1000生物学报告，DOI:10.3410/M3-15 (open access).作者：Anna Ajduk、Magdalena Zernicka-Goetz

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生物通编辑：叶予编译