如何在体外培养出好的胚胎,一直都是生殖医学上很重要的研究重点,除了培养的技术之外,胚胎的培养液也扮演相当重要的角色。
胚胎培养的过程中,难免会有氧化压力的存在,这些氧化压力可能来自于:精虫处理过程中的离心、卵子的冷冻、光害、shear stress(指胚胎观察过程移动的压力)等,而过多的氧化压力,会导致胚胎发育缓慢,或是染色体异常,或是DNA的片段化,进而影响胚胎发育的结果,因此减轻胚胎培养过程中所造成的氧化压力,或许也能帮助胚胎培养。
在过去的研究当中,有使用含有三种抗氧化剂乙醯左旋肉碱 (Acetyl-L-Carnitine (ALC))、α-硫辛酸 (a-Lipoic acid (ALA))、乙酰半胱胺酸 (N-acetyl-L-cysteine) 的培养液体,进行胚胎培养的研究,此种培养液统称「A3 medium」。
在 2014 与 2017 年的研究中,使用 A3 medium 培养在老鼠的胚胎,有效帮助老鼠的胚胎培养,包含提高囊胚细胞数目与冷冻存活率,并且提高内细胞团的等级评定,另外抗氧化剂也会帮助受精卵的氧化压力减少,提高胎儿与胎盘的发育。
2019 年有一篇研究使用 A3 medium,进行人类的胚胎培养,研究中观察到加入抗氧化剂培养液的胚胎,其发育至第三天的胚胎细胞数目有增多,但是对于并不影响后续囊胚形成速度,此篇研究后续将统计族群锁定在 35~40 岁之间,分析此区间囊胚植入后续成果,统计发现其区间的植入怀孕率有增加的趋势。
本次在欧洲生殖年会上,墨尔本生殖中心也分享了使用抗氧化培养液的实验结果,本次实验用于人类胚胎的培养,其研究区间為单一个生殖中心进行,2019 至 2021 年,总共搜集 1547 个胚胎。实验设计上,排除植入超过一颗的个案,或是没有胚胎可以进行植入的个案以后,最终共有 1482 个有效个案,进行统计分析 (图一)。胚胎受精后以胚胎缩时摄影监控培养箱 (TimelapseIncubator) 进行观察与培养,并在第五天进行新鲜植入,分析怀孕率。

图一
在实验结果分析方面,首先比较一般培养液与使用 A3 medium 的组别,其受精状况的差异,统计发现使用 A3 medium 的组别,不论是以组别进行比较,或是单一个案单独比较,其受精率皆有提升 (图二)。

图二
接著作者细分使用 A3 medium 对于不同受精方式是否会有不一样的影响,统计结果发现,在显微受精的族群,使用 A3 medium 其受精率有显著提高,并且受精后不存活率 (DG rate) 也有显著降低 (图三)。

图三
使用 A3 medium 的族群,在后续第五天或是第六天胚胎发育速度与囊胚的品质,与使用一般培养液的族群无明显差异,此结果在显微受精与自然受精皆相同 (图四)。

图四
在囊胚的利用率或是无囊胚可植入率的比较上,两种族群也并无明显差异,但是在显微受精的个案无囊胚可植入的统计结果较低,作者推测是因為使用抗氧化剂的组群受精率较高的原因。(图五)

图五
总合此次的研究,使用抗氧化剂可以帮助显微受精的受精率增加,作者推测可能的原因為,进行显微受精的卵子通常暴露在培养箱外的时间较久,卵子承受的氧化压力较大,且使用显微受精的客户,其男性精虫状况通常较不佳,故抗氧化剂对于其受精率会有所帮助。
另外作者并探讨此研究中,使用抗氧化剂对于怀孕率并无显著影响的原因,推测因胚胎培养过程中皆使 Timelapse培养,对于胚胎所造成的氧化压力比传统培养箱小,因此使用 A3 medium 的族群,其怀孕率与一般培养液族群并无统计差异。最后作者也提出,A3 medium 组别中的显微受精族群,因受精率提高,所以相对而言,利用率也会增加,但利用率增加对于新鲜植入的怀孕率并无显著差异。
作者也提出未来会持续追踪后续的出生率,并且会继续分析抗氧化剂对于冻卵的影响,以及计算累积怀孕率,而在未来针对受精状况不佳的客户,使用抗氧化剂培养液,也可以帮助这些客户的胚胎培养。
参考资料:
1. Antioxidants improve mouse preimplantation embryo development and viability.
2. Prospective randomized multicentre comparison on sibling oocytes comparing G-Series media system with antioxidants versus standard G-Series media system.
3. Eshre 2023-Antiocidenats in culture medium improve ICSI fertilisation rate results from a randomised controlled trial.






