优质胚胎反复移植失败？哈工大团队《Nature》子刊成果依托美中宜和开展多中心研究：一滴废弃液测出胚胎“真实活力”

答案或许很简单——显微镜只能看见外表，却看不见内在的“代谢活力”。

要看透这层“隐形的活力”，需要极其前沿的医工交叉技术。

为了让这项顶级实验室成果真正惠及临床，近期，天津美津宜和妇儿医院联合哈工大（深圳）科研成果孵化企业——大略科技，正式启动了胚胎代谢物无创检测技术的深度多中心临床科研项目。

通过此次多方产学研合作，这项前沿技术正式迈入临床验证阶段。

过去40余年间，辅助生殖领域的胚胎筛选主要依赖形态学评分——胚胎学家在显微镜下根据细胞数目、碎片率、对称性、囊胚扩张程度等指标给出等级。

然而，这种基于胚胎“外貌”的判断，预测准确性有限。

临床中常出现这样的尴尬：优质评分的胚胎着床失败，而“相貌平平”的胚胎却成功妊娠。

近年来，时差培养联合AI技术从发育动力学角度提供了补充信息，但其本质上仍属形态学延伸；而植入前遗传学检测（PGT）则需对胚胎进行活检，一定程度上存在操作风险，且难以覆盖所有临床场景。

因此，开发一种无创、客观且能反映胚胎生理功能状态的评估手段，成为辅助生殖领域亟待突破的重点方向。

哈尔滨工业大学（深圳）陈华英教授团队联合朱永刚教授团队转换了思路：

理论虽好，团队在实操时却面临重重障碍。

传统的代谢检测方法如质谱、高效液相色谱等，往往需要复杂的前处理和昂贵的大型仪器，且难以处理微升级别的微量样本。

由于试管婴儿过程中可用的胚胎培养液极少，这让相关技术很难真正走进日常的门诊和实验室。

哈工大陈华英教授团队研发的微流控芯片技术一举打破了这一僵局。

这是一枚集成了介电润湿阀的毛细管驱动化学发光微流控芯片，仅有几平方厘米大小。你可以把它想象成一个微型化验室。

它仅需3微升囊胚培养后的废弃培养液，就能同时定量检测葡萄糖、乳酸和丙酮酸三种关键能量代谢物。

而这些培养液，在常规胚胎培养流程结束后原本就会被弃置，检测过程完全不会触碰或干扰胚胎。

这枚芯片利用了物理学上的毛细现象——就像纸巾碰到水会自动吸上去一样，医生只需把含有胚胎代谢物的极微量培养液滴在芯片入口，液体就会自动往里钻。

液体流经一段后，会在芯片内部设定的拒水关卡前自动停下。

只有科研人员按下开关、通上微弱电流，原本拒水的通道表面瞬间变得亲水，液体才会继续向前走，完成整个检测流程。

在这个微型化验室里，科研团队提前放置了特定的生物酶——大家可以理解为针对葡萄糖、乳酸、丙酮酸等不同指标的专用“试纸”。

当培养液流过时，其中的代谢物与这些酶相遇，发生氧化反应，生成能够用发光进行标志的物质。

不同浓度的代谢物会产生强弱不同的光信号，机器只需拍下光的亮度，就能计算出胚胎到底消耗了多少营养、产生了多少代谢产物。光越亮，说明胚胎代谢越旺盛。

这项技术的精妙之处在于：把原本需要大实验室、大机器才能完成的复杂化验，浓缩到了一枚小小的芯片上。

它默默记录下胚胎的生理代谢日记，帮助医生拿到胚胎代谢活动是否活跃的科学证据，从而把最有种植潜力的那个胚胎挑选出来。

研究团队纳入了169例人类单囊胚移植病例（训练集61例、验证集108例），对胚胎培养后的废弃培养液进行代谢分析，并结合移植后的妊娠结局进行统计。

结果显示，最终成功妊娠的胚胎与未妊娠胚胎在3种关键能量代谢物上存在显著差异：

这三种代谢物覆盖了胚胎能量代谢的核心通路。

葡萄糖和丙酮酸是细胞的主要能量底物，乳酸则是糖酵解代谢的产物。

上述差异提示：代谢活跃度较高的胚胎，可能具有更健全的线粒体功能和更活跃的细胞分裂能力，从而具有更高的着床潜能。

通俗地说——真正有活力的胚胎，能量代谢更旺盛，它们在体外培养时就在努力展示自己的强壮，只是以前医生用肉眼看不出来。

① 仅需3微升，全程无创安全

秉持微型化、低成本的设计思路，研究团队创新研发的检测方法仅需3微升胚胎培养液——即常规培养中原本废弃的液体。

无需对胚胎进行任何侵入性操作，胚胎自始至终未受到任何额外影响，却提供了完全独立的代谢维度信息。

② 灵敏度极高，降低潜力胚胎误判风险

这枚芯片能同时精准检测葡萄糖、乳酸和丙酮酸三项关键指标。

其对葡萄糖、乳酸和丙酮酸的检测限分别低至0.16μM、0.15μM和0.55μM，且具有宽达三个数量级的线性范围。

相比以往检测手段，灵敏度大幅提升，极大降低了因为信号太弱而误判任何一个有潜力胚胎的风险。

③ 5分钟信号增强，捕捉极微量代谢物

研究发现，仅需短短5分钟的温育时间，芯片就能捕捉到显著增强的化学发光信号。这意味着，哪怕胚胎只分泌了极微量代谢物，也能一次看准，避免因数据不准而导致的反复检测或盲目移植。

④ 长效稳定，支持临床推广

芯片在冷藏条件下具有良好的储存稳定性。

临床验证：高分胚胎妊娠率84.7%，联合评估准确率高达92.0%

基于大量临床数据，研究团队为胚胎的代谢能力建立了0至3分的代谢评分标准——分数越高，说明代谢越旺盛，生命力越强。

真实追踪结果令人振奋：高评分胚胎的临床妊娠率达84.7%，活产率达73.0% ；而低评分胚胎的临床妊娠率仅为13.8%，活产率仅8.6%。

更值得关注的是：研究团队将代谢评分与传统形态学评分整合，建立了胚胎植入潜能预测模型。数据显示，这套联合模型的预测准确率（AUC）达到92.0% ，显著优于单纯形态学评估方法。

通俗来说：单看“长相”选胚胎，准确率有限；再加上代谢评估这双“慧眼”，准确率跃升至92%——这项技术的成熟，将为未来大大减少胚胎错选和漏选、帮患者少走弯路提供强大的科技支撑。

目前，该胚胎代谢无创检测的临床科研项目已在天津美津宜和妇儿医院正式启动。

作为该项前沿技术的重要临床研究合作基地，中心现面向40岁以下、正在进行试管婴儿治疗的患者开放科研入组。

入组患者的胚胎培养液代谢检测部分由科研经费承担，不额外收取费用。

目前，该项技术主要聚焦囊胚阶段的废弃培养液检测，全程对胚胎无创伤、不影响现有的试管流程。

本次检测仅利用您常规流程中原本就会废弃的培养液，检测结果用于前沿科研数据积累与模型验证，对形态学评分相同的胚胎，优先移植代谢评分高的胚胎，尽早达到临床妊娠和活产。

您的常规诊疗流程与胚胎筛选标准将完全按照天津美津宜和妇儿医院现有最高标准执行，不受任何影响。

如果您符合以下条件，我们诚挚邀请您成为这项前沿技术的“科研共建者”：

• 年龄在40岁以下，正在天津美津宜和妇儿医院进行试管婴儿治疗；

   

• 愿意在不改变现有治疗方案、不对胚胎造成任何额外影响的前提下，授权我们使用“废弃培养液”进行代谢检测。

•  0 费用： 参与项目的废弃培养液代谢检测费用，将全额由专项科研经费承担。

   

• 科学贡献： 您的这一滴废弃培养液，将成为验证“生命活力密码”的宝贵数据，为未来千千万万个家庭的“好孕”贡献一份科学力量。

在美中宜和，我们始终相信：每一个胚胎都是独一无二的生命个体。

此次依托哈工大团队前沿技术开展多中心临床科研，正是为了在未来给胚胎学家多配一双“慧眼”，让科学的微光，照亮更多家庭的“好孕”之路。

用科学的力量，致敬每一个生命的潜能。