人类辅助生殖技术中胚胎质量评估方法的应用研究进展

杨曾瑜

【摘 要】目的：胚胎质量评估方法是否优质可直接影响辅助生殖的临床妊娠结局。就目前而言，对配子、胚胎各时期的形态特征予以形态学评分是应用比较广泛的质量评估方法。近年来，将形态学评分系统结合实时成像分析系统观察胚胎发育过程的方法备受关注，其应用价值较为肯定。代谢组学法由于受检测技术手段限制，而无法广泛应用于临床之中，并且，不论是形态学还是代谢组学分析，都无法对异常染色体进行诊断，因此，PGS（胚胎植入前遗传学筛查）和PGD（胚胎植入前遗传学诊断）成为了选择染色体正常的胚胎的有效方式，但是，该种方式产生的结果仍然可能存在偏差。本文采用文字阐述的形式就人类辅助生殖技术中胚胎质量评估方法的应用研究进展情况进行研究。

【关键词】人类辅助生殖技术;胚胎质量;评估方法;应用研究

【中图分类号】R714.8 【文献标识码】B 【文章编号】1002-8714（2020）02-0-01

人类辅助生殖技术中，当前的研究热点在于如何快捷且有效选择出最具有发育潜能、并且遗传基因正常的胚胎，主要的评估方式涉及3种：形态学评分系统（配子、胚胎形态学特征）、代谢组学分析系统（配子、胚胎代谢产物）、基因组学检测系统（卵母细胞、胚胎方面的染色体、基因检测）[1-2]。本文采用文字阐述的形式就人类辅助生殖技术中胚胎质量评估方法的应用研究进展情况进行研究。

1 形态学评分系统

1.1卵子的质量

卵母细胞存在致密卵丘或存在放射冠层，同时伴随放射冠-卵丘复合体扩张则代表该种卵母细胞不成熟，则卵子不可用。成熟卵母细胞代表具有旭日样放射冠和充分卵丘扩张，并且一般处于MⅡ阶段，若放射冠有极度扩张形成，则可显像出第一极体（Pb1）。除此之外，高质量的卵母细胞都具有颗粒层和卵丘细胞的黏附倾向。行卵胞质内单精子注射的过程中，在受精前准确评价卵子形态，可以作为胚胎移植中选择胚胎的主要依据[3-4]。一般情况下，正常的成熟卵子具有形态完整的第一极体，卵子大小正常，色泽正常，卵周隙大小正常，无碎片，胞质不存在空泡。

1.2精子形态

正常精子形态率下降多提示睾丸生理机能不良。睾丸生理机能不良不但影响精子的正常形态，还有可能直接影响精子的正常功能，从而导致生育能力下降。借助高倍光学显微镜技术与微分干涉相差光学技术观察精子（精子放大到6300倍），以此进行选择，可以对精子核、顶体后致密板等结构筛选正常精子[5-6]。随着医学技术不断发展，通过胞质内形态学筛选精子注射技术还可以对精子细胞器进行分辨，尤其是观察圆头精子顶体情况。在胞质内形态学筛选精子注射技术下观察精子的细胞器，其精子暴露光线下时间不会高于1s，因此，导致精子产生不良反应的几率较低;用放大13 000 倍的显微镜观察不活动精子，可以观察到精子的精子核、高线粒体、最少DNA 碎片[7-8]。

2 实时成像系统的胚胎形态分析

胚胎发育的过程是动态且复杂化的，需要从取卵到移植各时期的胚胎情况进行评价，且胚胎评分体系要具有连续性，以此选择出最为适宜的胚胎进行移植。在目前的临床应用中，常见应用技术有：偏振光显微镜系统、实时成像系统，将上述技术应用于研究仓鼠卵子多层透明带结构的试验之中，发现偏振光显微镜系统、实时成像系统可以有效预测卵子和胚胎活力，因此，借鉴证明了使用振光显微镜系统、实时成像系统技术可以通过纺锤体预测卵子和胚胎活力，这是由于：纺锤体对环境pH、温度的敏感性均极强，异常的pH與低温会瞬间分解纺锤体。因此，借助偏振光显微镜系统、实时成像系统观察纺锤体有利于提供出最佳的胚胎实验室培养环境;实时成像系统对预测胚胎发育成囊胚或发育停滞的准确度较高，最高可至93%，该种方式将受精卵放置于封闭恒定环境之中，借助实时图像对每一时刻的胚胎发育状态进行系统采集，既可以评估胚胎的整个发育过程，还大大降低了由于人为操作所带来的损害性[9-10]。各发育阶段卵裂时间是判断是否形成囊胚的重要指标;还有研究学者开发了非侵入性早期胚胎活力评价系统来判断囊胚形成与囊胚生成情况，经多个生殖中心研究发现其系统技术具有一定的应用价值，属于当前最具有前景的无创胚胎质量评价技术，该种系统技术主要是通过使用滴中孔培养胚胎，并监测胚胎，可以有效提高囊胚生成率[11-12]。

3 代谢组学

生物机体属于复杂体系，具有整体化和网络化，在不断的代谢网络中进行调整，以此稳定自身与外界之间的互动平衡。基因和蛋白质的变化反映生命体会发生什么，代谢物质和代谢表型反映生命体已经发生什么，可以直接将生物体系生理、生化功能均直接体现出来。一个生物的代谢产物（所有）组成了代谢组，在机体的新陈代谢过程中，研究其所有低分子量的代谢产物，可以对外界刺激或基因修饰所造成的变化进行反映，这也被称之为代谢组学[13-14]。在辅助生殖领域之中，其代谢组学涉及有：卵泡液代谢组学、胚胎培养液代谢组学。

3.1卵泡液代谢组学

卵泡液属于卵母细胞发育的微环境， 组成部分有：血浆成分、颗粒细胞、卵泡膜细胞的代谢物质，内部含有卵子生长的营养物质。卵泡液代谢成分可能与卵母细胞的质量存在一定相关性[15-16]。有研究者研究发现：未成熟卵与成熟卵的培养基存在明显差异性的光谱显示，发育优质的胚胎与发育劣质的胚胎之间存在卵子培养基成分较大差异性。该研究认为：卵子培养基代谢成分与卵子核成熟度之间存在一定相关性，可以对胚胎活力进一步预测。有资料显示，在研究对人卵泡液成分采用近红外分光镜技术的过程中，发现卵泡液中的葡萄糖、乳酸等含量与年龄、正常受精率之间存在相关性，因此，分析卵泡液可以有效预测卵子质量。值得注意的是：分析每个卵泡的卵泡液时需要分开培养卵子，该步骤大大增加了体外操作时间，实际操作也十分繁琐，因此，该种应用技术还需要不断开发与改进[17-18]。

3.2胚胎代谢组学

有相关资料对质谱分析技术检测培养液进行研究，分析丙酮酸、葡萄糖、脂肪酸等情况，以此挑选有发育潜能的胚胎;还有学者通过对可溶性人白细胞抗原G的表达情况进行检测，研究发现sHLA-G 因子胚胎主要存在于植入及妊娠生于培养基之中，并且，在早期胎盘的绒毛外细胞滋养层之中有较高特异性表达，能够起到提高母-胎界面免疫耐受能力，并且，有助于提高胚胎发育质量[19-20]。

4 基因组学

染色体正常的胚胎其发育潜能一般都优于染色体异常的胚胎。有资料显示，40岁以上的患者，卵子非整倍体发生率极高，在50.00%之上。异常染色体对胚胎具可能有致死效应，因此，筛选出染色体正常的胚胎进行移植显得尤为重要，不但有助于临床妊娠率的提高，还能提高活产率和质量。PGS（胚胎植入前遗传学筛查）和PGD（胚胎植入前遗传学诊断）技术主要通过收取胚胎的部分细胞进行检测，以此筛选出染色体正常的胚胎进行移植，达到提高妊娠率和活产率的目的。

5 小结

在人类辅助生殖技术的胚胎质量评估方法中，应用的最为频繁的评价方式属于形态学评价方法，但是，随着应用技术不断发展，形态学评价方法的不足之处日益突显。因此，开发出一项标准化且无创的技术方式是关键。代谢组学、基因组学均处于不同的应用阶段。近年来，也有一些新的技术方式备受关注，如：转录组学分析、蛋白质组学分析等。在实际工作中，在不同的阶段使用不同的评估方法，多种技术联合应用，以此选择出基因正常、质量好的胚胎的评价方式值得展望。

参考文献

[1] Nagyova E. The Biological Role of Hyaluronan-Rich Oocyte-Cumulus Extracellular Matrix in Female Reproduction：[J]. International Journal of Molecular Sciences， 2018， 19（1）：283.

[2] 劉见桥，吴乙璇，刘海英，董静文.PDCA循环在辅助生殖技术中的应用——以胚胎污染为例[J].中国实用妇科与产科杂志，2018，34（6）：602-605.

[3] 王玉清.辅助生殖技术在生殖中的应用及对胚胎移植效率的影响[J].检验医学与临床，2018，15（12）：1800-1802.

[4] 刘红芳，谢小冬，许晓娟，毛斌，刘琳，张学红.辅助生殖及相关因素对早期自然流产胚胎染色体异常的影响[J].中华医学遗传学杂志，2018，35（3）：334-336.

[5] 史莉，罗丽燕，宋东红.辅助生殖专科全面流程管理模式在体外授精-胚胎移植术中的应用[J].中国护理管理，2018，18（12）：1697-1700.

[6] 何钰辉.辅助生殖技术在男性生殖中的应用及对胚胎移植效率的影响[J].内蒙古医学杂志，2018，50（10）：1165-1166.

[7] 乔蕾，杨晶珍，肖诚.生殖道支原体感染对胚胎停育和反复自然流产的影响探讨[J].当代医学，2018，24（34）：104-106.

[8] 徐佳慧，刘见桥，曾艳婷，刘曼婷.单纯性肥胖对女性的生殖功能及体外受精-胚胎移植结局影响的研究进展[J].实用医学杂志，2018，34（3）：503-506.

[9] 孙建霞，文罗娜，张振华，朱翠娟，欧仕益，白卫滨.羧甲基赖氨酸在方便面中含量及其对雄性生殖和胚胎发育毒性的研究[J].食品与生物技术学报，2018，37（7）：695-700.

[10] 李珊珊，刘丽英，周晓航，郭毅.辅助生殖患者植入前胚胎18/X/Y染色体异常分析[J].热带医学杂志，2018，18（4）：484-487.

[11] 王靖雷，王萌，潘阳阳，李秦，何翃闳，黄玉风，赵凌，樊江峰，崔燕，余四九.IL-1β及其受体在雌牦牛主要生殖器官和孤雌激活胚胎中的表达定位[J].西北农业学报，2018，27（10）：1395-1404.

[12] Israel S， Ernst M， Psathaki O E， et al. 66 Unexpected Protein Dynamics During the Oocyte-to-Embryo Transition in Mice： a Mass Spectrometry and RNA Sequencing Tandem Study[J]. Reproduction Fertility & Development， 2018， 30（1）：172.

[13] 杨逸尘，任海琴，刘玲，黄越，许薇.辅助生殖助孕技术中胚胎冻存年限对冻胚复苏移植临床结局的影响[J].中国优生与遗传杂志，2018，26（11）：120-122.

[14] 兰婷，赵君利.维生素D与冻融胚胎移植结局关系的研究进展[J].国际生殖健康/计划生育杂志，2018，37（2）：128-132.

[15] Kalous L， Knytl M. Karyotype diversity of the offspring resulting from reproduction experiment between diploid male and triploid female of silver Prussian carp， Carassius gibelio （Cyprinidae， Actinopterygii）[J]. Folia Zoologica -Praha-， 2018， 60（2）：115-121.

[16] 刘珊，包莉莉，冯晓晔，王冬雪，杨波.高龄卵巢功能低下女性采取改良的自然周期体外受精-胚胎移植的临床结局[J].国际生殖健康/计划生育杂志，2018，37（4）：281-284.

[17] Zhang S， Liang M， Wang n， et al. Reproduction in woody perennial Citrus： an update on nucellar embryony and self-incompatibility[J]. Plant Reproduction， 2018， 31（1）：43-57.

[18] 马水英，李城，赵海滨，张京业，张淏，吴克良，李梅.未见原核囊胚与双原核囊胚冻融移植后临床结局的比较[J].中华妇产科杂志，2018，53（11）：749-754.

[19] Frolíková M， Stopková R， Antalíková J， et al. Role of complement regulatory proteins CD46， CD55 and CD59 in reproduction[J]. Folia Zoologica， 2012， 61（1）：84-94.