輔助生殖是點(diǎn)亮生育希望的一項(xiàng)重要技術(shù)。然而，胚胎移植失敗（RIF）的病因診斷如同“大海撈針”。

中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所近日發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》上的一項(xiàng)科研成果顯示，基于微流控芯片的人類胚胎3D植入模型（3D子宮胚胎植入模擬芯片），首次在實(shí)驗(yàn)室里完整復(fù)刻人類胚胎著床的全過程，有望探明輔助生殖反復(fù)失敗的病因。

檢測(cè)流程簡(jiǎn)化：模擬胚胎著床的病理異常

在接受輔助生殖技術(shù)治療的患者中，約有10%的個(gè)體在經(jīng)歷3次胚胎移植后，仍無法實(shí)現(xiàn)臨床妊娠。胚胎、子宮內(nèi)膜、免疫系統(tǒng)等都有可能是失敗因素。

“新技術(shù)創(chuàng)新構(gòu)建子宮內(nèi)膜模擬體系，再通過模擬胚胎著床的病理異常，更精準(zhǔn)查找病因。”中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所研究員于樂謙說，研究發(fā)現(xiàn)RIF患者的子宮內(nèi)膜細(xì)胞多存在凋亡細(xì)胞增多、增殖能力下降等異常，“也就是說，孕育種子的土壤比較貧瘠”。

人類植入和植入失敗3D體外模型總覽圖。（研究團(tuán)隊(duì)供圖）

此外，RIF患者的子宮內(nèi)膜組織囊胚植入率、植入后胚胎形成羊膜腔和卵黃囊的比例均不及健康人群，這與臨床患者“移植成功但胚胎停育”的表現(xiàn)完全吻合。

研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)驗(yàn)證：來自經(jīng)血的子宮內(nèi)膜細(xì)胞與活檢樣本的基因表達(dá)相似度達(dá)94%，用其構(gòu)建的“人工子宮內(nèi)膜”，囊胚植入率與活檢樣本構(gòu)建的模型差異在5%以內(nèi)。

“這意味著，未來患者只需提供少量子宮內(nèi)膜樣本，就能構(gòu)建體外植入模型。”于樂謙說，相比傳統(tǒng)宮腔鏡活檢可能帶來的出血、感染風(fēng)險(xiǎn)，經(jīng)血取樣無創(chuàng)、無痛，患者接受度大幅提升。

觀測(cè)胚胎發(fā)育：解鎖胚胎與母體的“對(duì)話密碼”

此前，科學(xué)家雖能觀察到胚胎與子宮內(nèi)膜接觸，卻無法明確兩者間的信號(hào)交流，如胚胎分泌什么因子“告知”母體準(zhǔn)備著床，母體又以何種方式“回應(yīng)”胚胎。

我國(guó)研究團(tuán)隊(duì)還解析了胚胎在附著階段和入侵階段的“對(duì)話信號(hào)”：附著階段，胚胎分泌的因子與子宮內(nèi)膜受體結(jié)合，打造了促進(jìn)“附著位點(diǎn)”形成和抑制上皮細(xì)胞凋亡的兩條通路，若阻斷，囊胚附著率將下降68%；入侵階段，胚胎與子宮內(nèi)膜相互分泌因子，促進(jìn)滋養(yǎng)層細(xì)胞增殖。

首次實(shí)現(xiàn)人類胚胎著床全過程體外模擬。（研究團(tuán)隊(duì)供圖）

研究團(tuán)隊(duì)成員之一、中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所研究員王紅梅說，在我們構(gòu)建的首個(gè)體外人類3D子宮模型中，“胚胎主動(dòng)入侵、母體主動(dòng)配合”的動(dòng)態(tài)對(duì)話被首次解析。

此外，研究團(tuán)隊(duì)還基于微流控技術(shù)構(gòu)建了分層培養(yǎng)體系，將胚胎發(fā)育模擬延伸至“著床后”關(guān)鍵時(shí)期，不僅能讓胚胎完成“定位、附著、入侵”的完整流程，還能觀測(cè)并判斷出胚胎是否真正發(fā)育。

高效藥物篩選：推動(dòng)輔助生殖技術(shù)更精準(zhǔn)

據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，全球約六分之一成年人受不孕不育影響。

“對(duì)于整個(gè)生殖醫(yī)學(xué)領(lǐng)域而言，3D子宮胚胎植入模擬芯片技術(shù)實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)研究與臨床應(yīng)用的無縫銜接，將為臨床醫(yī)生提供更實(shí)用的診療工具。”王紅梅說。

從破解著床失敗難題到探索生命起源奧秘，人類輔助生殖技術(shù)方興未艾。有業(yè)界專家表示，中國(guó)團(tuán)隊(duì)的新發(fā)現(xiàn)將助力人類探索早期發(fā)育異常、妊娠并發(fā)癥乃至部分先天疾病的起源。

體外構(gòu)建人類3D子宮模型。（研究團(tuán)隊(duì)供圖）

王紅梅表示，研究團(tuán)隊(duì)已完成對(duì)1119種美國(guó)食品和藥物管理局批準(zhǔn)的藥物測(cè)試，未來有望為患者提供個(gè)性化藥物篩查，推動(dòng)輔助生殖技術(shù)邁入更加精準(zhǔn)的新階段。

前方的道路，通往的是對(duì)人類生命之初更系統(tǒng)、更深刻的認(rèn)知，也孕育著守護(hù)生命健康的嶄新可能。