自1978年首个试管婴儿诞生以来，全球已有超过500万试管婴儿降生。随着不孕不育人群发病率的不断增高，体外受精逐渐成为治疗不孕不育疾病的核心技术，并在过去的30年里不断得到改进与完善，那么影响胚胎体外发育阶段的因素都有哪些呢？
有研究表明，体外培养的胚胎对周围环境中的化学和物理变化都及其敏感，在不同阶段的敏感度也不一样，受精卵比早期卵裂胚胎敏感度更高，在胚胎早期发育的所有阶段中，囊胚受这些因素的影响最小，具体影响如下图所示。
01
氧气
细胞功能的各个方面都有氧气参与，其对胚胎移植前的每个阶段都产生重要影响，这包括：表观遗传、染色体失活、蛋白质折叠和细胞衰老等。关于转录组和蛋白组学的进一步研究表明，氧气也会同时影响胚胎的新陈代谢。当氧气浓度为20%时，卵裂胚胎的丙酮酸摄取率和氨基酸转换率都较高；而当氧气浓度降为5％时，桑椹胚或囊胚对葡萄糖和大多数氨基酸的摄取率显著增加。目前绝大多数氧气对胚胎培养影响的研究集中在5％的浓度条件下，人类胚胎发育的最佳氧浓度尚未阐明。
02
铵
铵不仅影响囊胚形成，还能改变胚胎的代谢活性和随后的基因表达；在已有的培养体系中添加氨基酸，可以在很大程度上有助于人类体外受精（IVF）成功率。铵和氧都能影响胚胎发育或生理状况，而氧气的影响力似乎更大。随着植入前胚胎的不断发育，其对铵的耐受性也逐渐增强。
03
挥发性有机物
IVF体外操作环境中空气的质量与最终配子和胚胎的质量息息相关，IVF实验室中挥发性有机化合物（VOC）和化学空气污染物（CAC）等会对发育中的胚胎造成潜在危害。为了减少实验室、培养箱和培养基中有害气体含量（如、二氧化氮等），在装修时应尽量喷刷味道小的专业油漆，减少密封剂和有毒胶的使用，完善空气净化系统。
04
温度
对于温度调节的需求，卵母细胞第一，其次是早期分裂胚胎，最后才是桑椹胚或囊胚，其耐热性随着胚胎发育不断增加。目前胚胎通常在37℃条件下培养，操作过程中要多加注意操作台及培养设备温度的精确调控。
05
pH
利用经典的碳酸氢/二氧化碳缓冲系统调节pH值，能有效降低pH偏差对胚胎造成的影响。除了培养箱中的二氧化碳，添加到培养基中的氨基酸和蛋白质也会影响培养体系中的pH值。
06
培养体系
实验室内，人的胚胎通常使用试管或四孔板进行培养，培养体积从几微升到1毫升不等。随着植入前遗传筛查（PGS）和延时显微镜的出现，单一胚胎培养技术已经实现。动物模型研究表明，与大体积相比，小培养体积中的胚胎活力和囊胚细胞数都显著增加。
07
光
自然受孕时，卵母细胞和精子的受精过程以及后续的胚胎发育都是在完全无光照的情况下进行；而在实验室条件下进行IVF时，配子和胚胎多次暴露于不同波长、强度和来源的光照下，致使胚胎后期的发育和分化受到影响。
除了以上最重要的7种因素，石蜡油覆盖情况、移液产生的吸力、白蛋白等都将在一定程度上影响体外受精的结果。
体外受精技术已经成为不育治疗的 “主流选择”，科研工作者需要对相关的所有因素的相互作用进一步研究，更大程度地实现对植入前胚胎发育的精确调节，让不孕不育患者，通过“试管婴儿”技术诞生更健康的宝宝！
参考文献：
1. Wale P L, Gardner D K. The effects of chemical and physical factors on mammalian embryo culture and their importance for the practice of assisted human reproduction[J]. Human reproduction update, 2015, 22(1): 2-22.
声明：本文来源于生殖医学空间。
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