试管婴儿成功率不足一半。这些科学家正试图改变现状
2024年11月21日 | Chris Baraniuk

距离全球首位试管婴儿——露易丝·乔伊·布朗（Louise Joy Brown）诞生已过去45年多，但对于许多夫妇来说，这项手术仍像是一场博弈。新的研究能改变这一切吗？

胚胎学家双手稳健，拿起一个装有四个卵细胞的培养皿。每一个卵子刚刚完成受精——这些卵子将开始发育成为胚胎。理想情况下，其中至少有一个能成长为健康的婴儿。在你读到这篇文章的今天，全球成百上千甚至上万对夫妇正步出诊所，满怀着对成功的希冀。这对他们来说意味着全世界。

对于接受体外受精（IVF）的人来说，接下来的日子是一场紧张而痛苦的等待。为了走到这一步，他们在生理和心理上都付出了巨大的努力。

有些人可能会选择额外的“安心服务”。只需支付一笔费用，胚胎学家就可以将装有珍贵胚胎的培养皿滑入一台极具科技感的机器——时差监测成像设备（Time-lapse imaging device）。按下按钮，内置的显微镜和摄像头就会在接下来的几天里，每隔10分钟拍摄一张胚胎发育的照片，全程监测。诊所工作人员通常向夫妇解释说，这种分析可以增加成功分娩的机会。

遗憾的是，事实并非如此。2024年7月发表在顶级医学期刊《柳叶刀》（The Lancet）上的一项研究对比了1500多例IVF手术的结果。其中一些使用了时差成像技术，另一些则没有。“活产率并没有显著差异，”伦敦玛丽女王大学妇女健康研究中心的临床高级讲师、该研究合著者 Priya Bhide 说道。

自1978年7月25日露易丝·布朗出生以来，全球已有1000多万名儿童通过IVF诞生。布朗是人类经过十多年研究后，首位通过该技术受孕的人，这一成就最近被拍成了电影《欢愉》（Joy）——名字取自布朗的中名。

这项革命性的不孕不育治疗现在约占美国每年出生人口的2%。此外，多年来IVF周期的活产率一直在稳步提高——根据英国的数据，自90年代初以来，38岁以下女性的活产率大约翻了三倍。在美国，2020年通过辅助生殖技术（IVF占此类手术的99%）产生的活产数量比十年前增加了1.6倍。

然而，对于35岁左右的女性，在英国每个胚胎移植周期的活产率仍仅为30%，在美国为39%。而在美国所有年龄段的女性中，也只有45%的胚胎移植周期最终实现了活产（尽管这已高于2011年的36%）。

显而易见，IVF周期仍然是一场漫长而痛苦的“掷骰子”。

尽管成功率有所提高，但那些试图增加胜算的努力结果却褒贬不一。

以时差成像技术为例，对其有效性的质疑已存在多年。Bhide 曾参与过一项名为“Cochrane 回顾”的高质量证据审查，当时就已指出，几乎没有证据表明该技术能影响活产率。Bhide 表示，当时的数据不如她和同事们最新研究中所收集的那么稳健。

这项新研究似乎证实了一个事实：时差成像对接受IVF的夫妇没有显著益处。尽管如此，全球各地的生育诊所仍在广泛提供这项服务。据调查，一些英国诊所会向患者额外收取高达700英镑（约900美元）的时差成像费。在美国，这种IVF“附加服务”的平均成本约为每个周期500美元。

“人们对这项新技术感到非常兴奋，在没有确凿证据的情况下就开始使用了，”Bhide 说。

与此同时，对于经历IVF的人来说，过程依然艰辛。多个周期、每个周期耗资数千美元，最终却可能以失败告终。女性需要连续数周注射药物，忍受痛苦的手术，而心理压力之大甚至会导致夫妻关系破裂。

世界各地的科学家正致力于开发可能提高成功率的技术。虽然IVF失败的原因多种多样且交织在一起，但其他干预措施或许能带来改变，并转化数百万人的生活。

提取与处理卵子的革新

其中一个重大挑战是提取足够数量的卵子，并在处理这些脆弱细胞时不造成伤害。今年早些时候，英国的一位兽医测试了一种新方案：小心翼翼地将探针插入一头奶牛的子宫。他们正在寻找卵子，并配备了一件特殊的辅助工具。

这位来自 Paragon 兽医集团的兽医与英国诺丁汉大学合作，使用一种新型针头深入奶牛体内发育卵子的卵泡中。他们以极轻柔的手法吸取了少量的卵泡液。然而，对于每个卵泡，最初的动作并不总能取回卵子。幸运的是，这种针头的设计允许将部分液体回冲到这些难搞的卵泡中再次尝试，同时不会丢失已经取回的卵子。

液体通过针管上的两个微孔排出。这会在卵泡内部产生微弱的圆周流，使液体绕着卵子（卵母细胞）流动，从而让兽医能将其吸入针头。这个复杂的设计是由两位数学家及其同事构想出来的，旨在替代现有的冲洗针头——现有的针头虽然也会冲洗卵泡，但效果较差，无法在卵泡内部产生相同的广泛湍流。

> “最终，你引导的流体运动越丰富，提取到卵母细胞的可能性就越大，” 牛津大学流体力学专家 Radu Cimpeanu 说道。

他希望未来几年能在人类卵子上进行实验。“我们可以产生更多高质量的卵母细胞，”他解释说，新设计意味着医生在手术中放置针头时不需要像以前那样极其精准。如果这能增加获取卵子的数量和质量，可能会对活产率产生可衡量的影响，但这仍需通过大规模的人类临床试验来证明。

磁性技术与代谢分析

卵子和胚胎非常娇嫩。在西班牙，另一个想法正在酝酿中：通过在卵子和胚胎上粘附磁性纳米颗粒，使其无需物理抓取即可进行操控。

“我们开发了一种顶端带有磁铁的移液管，”西班牙穆尔西亚大学研究繁殖细胞生物学的 Maria Jiménez-Movilla 解释道。磁性纳米颗粒首先与一种能结合在卵子表面的蛋白质结合。2024年3月，她的团队发表了在猪和兔卵子上的测试结果：磁性颗粒专门粘附在成熟卵子上。这意味着当一组卵子被吸入移液管后，通过冲洗，只有成熟的卵子会被磁铁留住，而未成熟的则被洗掉。就像拿住熟透的苹果，丢弃青涩的。

这种方法可以帮助胚胎学家精准挑选最有可能受孕的成熟卵子。虽然在兔子实验中，该技术与常规技术相比在活产率上没有统计学上的显著差异，但研究人员表示，这能减少操作损伤。

在其他地方，研究人员正尝试通过分析胚胎发育过程来预测成功率。澳大利亚开发的一种技术利用光来测量胚胎内部的**脂质（脂肪化合物）**含量。阿德莱德大学副教授 Kylie Dunning 解释说，虽然目前仅在小鼠胚胎上测试，但这能反映胚胎的新陈代谢活性。过多的脂质可能预示着代谢活性较低。

商业化与现实的残酷

“听起来潜力巨大，”伦敦大学学院生殖科学教授 Joyce Harper 说道。但她补充道：“随后研究跟进，我们才发现它不起作用。”她对通过微调胚胎学程序就能大幅提升活产率持怀疑态度。

Harper 曾亲身经历过多次IVF治疗，深知其中的痛苦。“那是令人心碎的，”她说。她已经数不清自己做了多少轮治疗，因为过程太痛苦而停止了计数。幸运的是，她现在有三个通过IVF出生的孩子。“我花了七年时间。”

她感叹道，胚胎本身“就不太争气”——它们娇嫩、易失败、常有基因异常。Harper 认为，让IVF变得极其成功或许并不可行，但一种获取卵子和精子的新方法可能会带来转机。

真正的革命：体外配子生殖（IVG）

**体外配子生殖（IVG）**技术允许从简单的组织样本（如皮肤细胞）中生成精子或卵子细胞。日本已率先开展研究，美国也有初创公司跟进。目前研究集中在小鼠身上，人类实验被认为还需多年。

然而，其可能性令人震惊。IVG 可以让因癌症治疗或先天原因无法产生精子或卵子的人拥有孩子。同性伴侣理论上也可以在不需要捐赠者的情况下拥有孩子。甚至可能从单一女性身上取样生成精子和卵子，让她独自生育。

“如果它能实现，将是革命性的——几乎和IVF本身一样具有革命性，”俄勒冈健康与科学大学教授 Paula Amato 说道。虽然IVG产生的胚胎不一定更健康，但它能提供大量的卵子供筛选。“你将有源源不断的卵子和胚胎可以使用。”

当然，这也带来了巨大的伦理问题，例如生物材料窃取（未经许可获取他人皮肤细胞制造后代）

结语：希望与科学的博弈

牛津大学副教授 Tim Child 意识到，新技术会引起渴望孩子的夫妇的狂热关注，但只有循证研究才能证明其有效。为了对抗社交媒体上的虚假信息，56岁的他正努力成为一名Instagram博主，分享可靠的研究结果。

Child 说，IVF 在过去的45年里确实显著进步了，但这种进步是缓慢积累的：“虽然有微小的进展，但很难出现彻底的‘尤里卡’（发现）时刻。”

尽管不孕不育仍是全球性的巨大挑战，但IVF确实为许多人带来了希望。最近，一名患者给 Child 发来的信息总结了这一切：

“经过三年的尝试，他们得到了阳性检测结果，”他说，“今天早上的超声波扫描中，他们听到了心跳。”