1分钟告诉你试管婴儿胚胎“抗冻”的秘密

冷冻胚胎是一种世界上唯一一个成熟的保存生育功能的方法。这种技术是将通过试管培育技术得到的胚胎,存置于零下196℃的液氮环境中,得到长时间保存。

2017年3月16日,广州妈妈冷冻胚胎18年后,成功生下二胎宝宝。1999年被冷冻的胚胎,沉睡18年后,被唤醒……

目前,全球有冰冻胚胎的时间长达20年,而且成功妊娠。

胚胎“抗冻”的“秘密”

离体的精子、卵子还有胚胎其实是非常娇气的,对温度、湿度、CO2气体浓度要求非常严格。但是,将试管婴儿发育而成的胚胎冻进-196℃的液氮八年、十年乃至更久复苏后胚胎依然成活,移入子宫后能够发育成一个健康的婴儿。娇气的胚胎怎么这么抗冻呢?

其实胚胎抗冻与冷冻原理和先进的冷冻技术有关。

冷冻最大的伤害就是细胞内的水在冷冻过程中形成冰晶。冰晶过大就会划伤细胞膜和细胞器造成物理损伤,以及形成冰晶后改变电解质浓度造成化学损伤。

因此,尽可能的给细胞脱水减少冰晶的形成是各种冷冻保护试剂的主要作用,同样,复苏时,迅速升温给细胞复水则是解冻后胚胎存活的关键。胚胎冷冻主要有两种方法。

一种是程序化冷冻。

胚胎首先进入一个高浓度的渗透性冷冻保护剂中,因为浓度高,细胞外的渗透压远高于细胞内渗透压,水分子就在这种压力差的作用下逐渐外渗。所以,此时细胞脱水皱缩。在水分子外渗的过程中,后期渗透性保护剂也开始进入胞内,细胞由皱缩呈现膨胀状态,恢复初始大小。

然后,再将胚胎移入非渗透性保护剂中,因为是非渗透性只增加了细胞外渗透压,不进入细胞内,细胞继续脱水至平衡状态。平衡后,借助程序冷冻仪胚胎以0.2-2.0℃的速度程序降温至-80℃,此过程进一步脱水,最后移入液氮中。

另一种是玻璃化冷冻。

胚胎冷冻的原理都是脱水之后降温,相比程序化冷冻,玻璃化冷冻操作简单,不需要设备,目前应用越来越广。不同之处是,冷冻保护剂以更快的速度降温,从而使液体直接转变成玻璃状态,没有冰晶形成。

但这种冷冻试剂有浓度高、粘度大等特点同时胚胎毒性也大。因此在降温阶段,需要在几十秒内完成,这对操作提出了更高要求。

如果是囊胚冷冻,除了借助冷冻保护剂脱水,还需要人工皱缩,也就是“放水”,通过显微操作针或者激光在透明带上穿一小孔,使囊胚腔内的液体自然流出,皱缩成一团后再进行冷冻。

相比较大和含水较多的囊胚而言,精子的冷冻则容易的多。精子多数是DNA,含水少,表面积大,脱水快,最重要的是精子数量多,易获取,复苏中损失少量老弱病残也够用。而对于严重少精无精的患者,可以多次冷冻或者单精子冷冻,这就需要更高的冷冻技术。

胚胎抗冻不是胚胎的天性,而是先进的冷冻技术。目前,冷冻卵巢组织技术已逐渐成熟。

冷冻胚胎的适用对象（适应症）：

1、试管婴儿（ICSI）治疗周期过程中胚胎移植后剩余可以利用的胚胎；

2、本治疗周期母体因子宫环境不适合怀孕 (例如：发生严重卵巢过度刺激征或子宫内膜不佳等)，也可先冷冻保存暂缓植入，待适当的时机再做解冻；

3、本治疗周期有发热、腹泻等全身性疾病不能移植的；

4、对于有可能丧失卵巢机能的病人(例如：要接受化学治疗、放射线治疗或切除手术等)，也可选择冷冻胚胎来保存其生育能力。