Randomized controlled trial comparing embryo culture in two incubator systems: G185 K-System versus EmbryoScope

隨機對照試驗：比較兩種培養箱系統中胚胎的培養情況（G185 K 系統與胚胎觀察儀系統）

來源：Fertility and Sterility Vol. 109, No. 2, February 2018 0015-0282

 

一、 論文摘要

論文摘要簡要說明了一項隨機對照試驗，該試驗比較了兩種胚胎培養箱：帶時差成像功能的封閉式培養系統（EmbryoScope，簡稱TLI組）和臺式培養箱（G185 K-System，簡稱G185組）。主要結論是：兩種培養箱在新鮮胚胎移植周期的著床率上沒有顯著差異。然而，研究發現TLI組在第2天的優質胚胎比例顯著更高，并且可冷凍保存的胚胎總數也顯著多于G185組。摘要指出，需要進一步研究這些胚胎形態學和冷凍胚胎數量的差異是否會轉化為更高的累積妊娠率（即包括后續凍融胚胎移植后的總成功率）。

二、 研究目的

本研究的主要目的是確定封閉式培養系統（EmbryoScope）相較于一個具有相似培養條件（如小腔室體積、干燥空氣）的臺式培養箱（G185），是否能對ICSI（卵胞漿內單精子注射）的結局產生積極影響。研究旨在隔離“培養系統的封閉性”這一變量，而不是同時評估時差成像的選擇功能，以探究單純更穩定的培養環境對胚胎發育的影響。

三、 研究思路

這是一項前瞻性、隨機對照、單中心研究。

 

研究對象：招募了386名進行ICSI且至少獲得6個成熟卵母細胞的患者。

隨機分組：在取卵日，將患者的卵母細胞通過在線系統按1：1的比例隨機分配到TLI組（培養在EmbryoScope中）或G185組（培養在G185 K-System中）。分組考慮了年齡、取卵日（決定移植日）和嘗試次數等因素進行分層。

干預與控制：

 

TLI組（干預組）：胚胎在EmbryoScope中培養，這是一個封閉系統，胚胎評估無需取出，通過內置顯微鏡成像。

 

G185組（對照組）：胚胎在G185培養箱中培養，這是一個開放式系統，需要將胚胎取出并在外部顯微鏡下進行常規形態學評估。

 

盲法：雖然胚胎學家在評估時知道分組（無法盲法），但進行數據分析的數據經理和統計學家是不知道分組的。

 

評估方法：關鍵的一點是，對兩組的胚胎評估都嚴格使用相同的、傳統的形態學標準（依據Alpha/ESHRE共識）。TLI系統提供的額外動力學信息在本研究中未被用于胚胎選擇，以確保比較的公平性。

 

四、 測量了哪些方面的數據及研究意義？

研究測量了多個方面的數據，這些數據及其意義如下：

 

胚胎發育與形態學數據（主要來自正文中的表1）：

 

數據：記錄了第2天、第3天和第5/6天的胚胎細胞數、碎片化程度、卵裂規則性、多核化以及優質胚胎（TOP胚胎）的比例。

 

研究意義：這些是直接反映培養環境對胚胎早期發育質量影響的核心指標。結果顯示，TLI組的胚胎在第2天發育更快（<4細胞的胚胎更少）、碎片更少（0-10%碎片的胚胎更多），并且優質胚胎比例顯著更高（TLI組40.4% vs. G185組35.2%）。這表明更穩定的封閉培養環境（減少溫度、氣體和PH值的波動）有利于胚胎的早期發育質量。

 

冷凍胚胎數據（主要來自正文中的表1）：

 

數據：記錄了第3天和第5/6天冷凍的胚胎數量，以及可存活胚胎（被移植或冷凍的胚胎）的總比例。

 

研究意義：TLI組的總冷凍胚胎比例顯著更高（29.5% vs. 24.8%），意味著每個周期能獲得更多可供后續使用的胚胎。這提示封閉系統可能通過提高胚胎質量，增加了患者獲得多次移植機會的可能性，從而可能提升最終的累積活產率。

 

臨床結局數據（主要來自正文中的表2）：

 

數據：主要終點是著床率（通過超聲確認有胎心的孕囊數/移植胚胎數）。次要終點包括臨床妊娠率（有孕囊）、持續妊娠率（妊娠≥12周）和流產率。

 

研究意義：本研究最重要的發現之一是，盡管胚胎質量有差異，但兩組在著床率、臨床妊娠率和持續妊娠率上均無統計學顯著差異。這說明在新鮮周期移植中，選擇最優質胚胎進行單次移植時，兩種系統的最終成功率相似。

 

多變量分析結果（主要來自正文中的表3）：

 

數據：分析了影響臨床妊娠和著床的獨立因素，包括培養箱類型、女性年齡、嘗試次數和移植胚胎質量。

 

研究意義：分析確認，培養箱類型本身并不是著床或臨床妊娠的獨立預測因子。而女性年齡和移植胚胎是否為優質胚胎（TOP胚胎） 才是更關鍵的因素。同時，另一項多變量分析（正文中提到，補充表5）顯示，在考慮了年齡、嘗試次數和吸煙狀況后，培養箱類型對胚胎形態學質量仍有獨立且顯著的影響（TLI vs. G185: 優勢比=1.27）。這強化了“封閉系統提升胚胎質量”的結論。

 

按年齡分組的亞組分析（主要來自補充材料中的附圖1）：

 

數據：展示了不同年齡組（<37歲和≥37歲）患者在兩種培養箱中獲得的優質胚胎比例。

 

研究意義：TLI在提升胚胎質量方面的優勢在年長女性（≥37歲）中更為明顯。這可能是因為年長女性的卵子線粒體功能減弱，對外界環境壓力（如培養箱開關門造成的波動）更敏感，因此更能從封閉、穩定的培養環境中受益。

 

五、 總結

 

主要結論：對于ICSI后的新鮮胚胎移植周期，使用封閉式的時差成像培養箱（EmbryoScope）與使用條件相似的臺式培養箱（G185）相比，著床率和臨床妊娠率沒有顯著差異。

次要但重要的結論：封閉式培養系統（EmbryoScope）能顯著改善胚胎的早期形態學質量，表現為發育更快、碎片更少、優質胚胎比例更高。同時，該系統能產生更多可冷凍保存的胚胎。

 

最終推論：研究認為，雖然單次新鮮移植的結局無差異，但由于TLI系統產生了更多高質量的可冷凍胚胎，其優勢可能會體現在后續的凍融胚胎移植中，從而可能提高患者的累積妊娠率。這一點需要進一步的研究來驗證。

 

六、 詳細解讀使用丹麥Unisense電極測量出來的數據有什么研究意義

首先需要做一個重要的澄清：這篇論文中使用的EmbryoScope是由丹麥Unisense FertiliTech公司生產的時差成像系統，其核心是一個內置顯微鏡和成像系統，用于持續監測胚胎發育。文中并未提及使用Unisense公司另一著名產品——各種微電極（如耗氧量測量電極） 來直接測量胚胎的代謝數據（如耗氧率）。

因此，對“使用丹麥Unisense電極測量出來的數據”的解讀，應理解為對使用Unisense公司的EmbryoScope時差成像系統所獲得的培養環境穩定性優勢的研究意義進行解讀。

其研究意義非常重大，主要體現在以下幾個方面：

 

成功隔離了關鍵變量：本研究的設計巧妙之處在于，它將“培養環境的穩定性”（封閉系統 vs. 開放系統）與“胚胎選擇方法”（時差動力學參數 vs. 靜態形態學）這兩個通常被捆綁在一起的變量分離開來。之前許多研究無法判斷TLI的好處是來自更優的胚胎選擇，還是更穩定的培養環境。本研究明確證明，即使不使用時差成像數據進行胚胎選擇，僅僅依靠其創造的封閉、穩定的培養環境，就能對胚胎質量產生積極的、可測量的影響。

證實了培養環境穩定性的極端重要性：研究結果強有力地支持了胚胎學的一個基本理念：胚胎對外界環境極其敏感。G185組胚胎需要被取出約7次進行評估，每次都會經歷溫度、氣體濃度的波動。而TLI組僅取出1次。盡管G185系統能快速恢復參數，但頻繁的、短暫的擾動依然對胚胎（尤其是發育速度和碎片化）造成了顯著的負面影響。這為 IVF 實驗室投資于能最大限度減少胚胎干擾的技術提供了直接的科學依據。

指出了對特定患者群體的潛在更大價值：亞組分析提示，對于預后可能較差的患者，如高齡女性，封閉培養系統的益處可能更大。這意味著在制定個性化治療方案時，可以考慮為這類患者優先使用更穩定的培養系統，以最大化其獲得可用胚胎的機會。

 

為“累積妊娠率”作為更佳終點指標提供了支持：本研究的新鮮周期結局無差異，但冷凍胚胎數有差異，這凸顯了在輔助生殖技術研究中，僅關注新鮮周期移植的妊娠率可能不足以全面評估一項技術的價值。累積妊娠率/活產率 才是更重要的終點。Unisense EmbryoScope通過提升整體胚胎隊列的質量，可能正是在這個更宏大的目標上發揮其關鍵作用。

 

總結來說，這篇論文通過嚴謹的隨機對照試驗證明，丹麥Unisense公司的EmbryoScope系統，其作為一個封閉式培養箱的價值（提供穩定環境）甚至先于其作為時差成像系統的價值（提供動力學數據）。它告訴我們，一個波動更小的培養環境是培育出更多高質量胚胎的基礎，而這可能是提高患者最終成功率的基石。