辅助生殖是点亮生育希望的一项重要技术。然而，胚胎移植失败（RIF）的病因诊断如同“大海捞针”。
中国科学院动物研究所近日发表于国际学术期刊《细胞》上的一项科研成果显示，基于微流控芯片的人类胚胎3D植入模型（3D子宫胚胎植入模拟芯片），首次在实验室里完整复刻人类胚胎着床的全过程，有望探明辅助生殖反复失败的病因。
检测流程简化：模拟胚胎着床的病理异常
在接受辅助生殖技术治疗的患者中，约有10%的个体在经历3次胚胎移植后，仍无法实现临床妊娠。胚胎、子宫内膜、免疫系统等都有可能是失败因素。
“新技术创新构建子宫内膜模拟体系，再通过模拟胚胎着床的病理异常，更精准查找病因。”中国科学院动物研究所研究员于乐谦说，研究发现RIF患者的子宫内膜细胞多存在凋亡细胞增多、增殖能力下降等异常，“也就是说，孕育种子的土壤比较贫瘠”。
人类植入和植入失败3D体外模型总览图。（研究团队供图）
此外，RIF患者的子宫内膜组织囊胚植入率、植入后胚胎形成羊膜腔和卵黄囊的比例均不及健康人群，这与临床患者“移植成功但胚胎停育”的表现完全吻合。
研究团队已经验证：来自经血的子宫内膜细胞与活检样本的基因表达相似度达94%，用其构建的“人工子宫内膜”，囊胚植入率与活检样本构建的模型差异在5%以内。
“这意味着，未来患者只需提供少量子宫内膜样本，就能构建体外植入模型。”于乐谦说，相比传统宫腔镜活检可能带来的出血、感染风险，经血取样无创、无痛，患者接受度大幅提升。
观测胚胎发育：解锁胚胎与母体的“对话密码”
此前，科学家虽能观察到胚胎与子宫内膜接触，却无法明确两者间的信号交流，如胚胎分泌什么因子“告知”母体准备着床，母体又以何种方式“回应”胚胎。
我国研究团队还解析了胚胎在附着阶段和入侵阶段的“对话信号”：附着阶段，胚胎分泌的因子与子宫内膜受体结合，打造了促进“附着位点”形成和抑制上皮细胞凋亡的两条通路，若阻断，囊胚附着率将下降68%；入侵阶段，胚胎与子宫内膜相互分泌因子，促进滋养层细胞增殖。
首次实现人类胚胎着床全过程体外模拟。（研究团队供图）
研究团队成员之一、中国科学院动物研究所研究员王红梅说，在我们构建的首个体外人类3D子宫模型中，“胚胎主动入侵、母体主动配合”的动态对话被首次解析。
此外，研究团队还基于微流控技术构建了分层培养体系，将胚胎发育模拟延伸至“着床后”关键时期，不仅能让胚胎完成“定位、附着、入侵”的完整流程，还能观测并判断出胚胎是否真正发育。
高效药物筛选：推动辅助生殖技术更精准
据世界卫生组织统计，全球约六分之一成年人受不孕不育影响。
“对于整个生殖医学领域而言，3D子宫胚胎植入模拟芯片技术实现了基础研究与临床应用的无缝衔接，将为临床医生提供更实用的诊疗工具。”王红梅说。
从破解着床失败难题到探索生命起源奥秘，人类辅助生殖技术方兴未艾。有业界专家表示，中国团队的新发现将助力人类探索早期发育异常、妊娠并发症乃至部分先天疾病的起源。
体外构建人类3D子宫模型。（研究团队供图）
王红梅表示，研究团队已完成对1119种美国食品和药物管理局批准的药物测试，未来有望为患者提供个性化药物筛查，推动辅助生殖技术迈入更加精准的新阶段。
前方的道路，通往的是对人类生命之初更系统、更深刻的认知，也孕育着守护生命健康的崭新可能。
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