胚胎体外培养与体内发育的最大区别是氧浓度不同。氧气在参与新陈代谢、线粒体呼吸和氧化磷酸化的同时也产生一些有毒性的中间产物等较氧活泼的自由基或非自由基统称为活性氧(reactive oxygen species, ROS)。正常生理条件下,活性氧在体内虽不断产生,但也不断被清除。因此,平衡状态的ROS浓度是极低的,不仅不会损伤机体,而且可显示其独特的生理作用。体外发育的胚胎由于周围环境的变化,导致ROS浓度升高,胚胎氧化代谢物或培养液成分氧化产物得不到及时清除,在胚胎内堆积或扩散到培养液中,对胚胎的发育产生毒性作用。胚胎碎片对胚胎质量的评估、妊娠结局的预测有重要作用,有大量碎片的胚胎比有少量碎片或没有碎片的胚胎有更低的植入率,ROS在人类卵母细胞的发育潜能的作用存在争议。有研究表明：有更多碎片的胚胎在培养基中检测到更多ROS。然而,最近的关于这一机制的分析表明氧化应激的生物标志物和胚胎碎片之间没有关联。因此,有必要对ROS与胚胎碎片的关系进行研究。现已发现,体外发育受阻现象在许多动物中存在。在体外条件下,内部调控机制的改变与外部环境的不适,可能是导致胚胎发育受阻的基本原因。研究表明：来自氧代谢的ROS很可能参与小鼠胚胎2细胞期的体外发育阻滞,然而其是否参与了人胚胎的发育阻滞则未见相关报道。在研究早期胚胎发育的过程中发现,胚胎在20%氧气的条件下比在5%氧气的条件下培养,ROS的浓度明显提高。降低氧浓度能够减少胚胎中ROS的产生量。低氧分压环境似乎更有利于早期胚胎的发育。本研究对不同氧浓度下进行胚胎培养的部分临床及实验室资料进行分析,比较5%的低氧和20%生理氧条件下培养后胚胎碎片及发育阻滞的所占比率,进一步探讨胚胎碲片及发育阻滞产生的可能机制。本研究通过测定第三天废弃的人胚胎ROS的变化,初步探讨其与胚胎碎片及发育阻滞的关系,对部分临床及实验室资料进行分析进一步探讨胚胎碎片及发育阻滞产生的可能机制。第一部分胚胎碎片及发育阻滞与ROS相关性研究目的本研究通过对不同形态人类废弃第三天胚胎的研究,探讨ROS与胚胎碎片、胚胎发育阻滞等形态异常的相关性。材料与方法1.标本来源与分组：本研究收集2011年10月至2012年2月于我中心因单纯输卵管因素首次进行体外受精-胚胎移植患者的第三天废弃胚胎。经患者知情同意后收集同期各组废弃胚胎。实验一：第三天废弃的三原核(3PN)来源的胚胎,按有无碎片及碎片多少分为四组：①无碎片胚胎；②碎片<20%；③碲片20%～50%；④碎片>50%。实验二：分为三组：①发育正常无碎片3PN胚胎；②未受精MII卵母细胞：常规IVF受精失败的成熟MII卵母细胞(可见第一极体,无原核形成)；③发育阻滞的3PN胚胎。2.实验方法：用DCFHDA对不同形态胚胎进行荧光染色,测量胚胎中ROS,后在荧光显微镜下观察荧光强弱并保存图像。通过ZEN2009Light Edition软件进行荧光定量分析。3.统计学方法：采用SPSS17.0统计学软件对实验数据进行统计学分析。实验数据以均数±标准差(x±s)或百分率(%)表示,均数的比较采用t检验和方差分析,率的比较采用卡方检验。多组比较满足参数条件(正态性和方差齐性)则采用单因素方差分析；不满足参数条件采用K个独立样本检验。组间差异的比较采用LSD-t检验(最小有意义差异t检验)。α=0.05为检验水准,P<0.05为差异有统计学意义。结果1.ROS平均荧光强度在碎片大于50%的胚胎中(15.28±0.32)显著高于没有有碎片的胚胎(7.79±0.23)和少量碎片的胚胎(8.97±0.51),P<0.01。2.发育阻滞的胚胎中ROS平均荧光强度(9.01±0.33)大于正常发育速度没有碎片的胚胎(4.38±0.12),P<0.05。结论1.人类胚胎的碎片越多,ROS浓度也越高,推测ROS与胚胎碎片的产生可能有着重要联系。2.ROS水平的增高可能对细胞和胚胎造成损伤,可能引起胚胎发育阻滞的发生。第二部分早期低氧培养对体外受精患者胚胎质量及妊娠结局的影响目的探讨胚胎发育早期行5%02培养对体外受精患者胚胎质量及妊娠结局的影响。方法观察两种气体培养环境对619名行常规体外授精胚胎移植患者的受精率、卵裂率、优质胚胎率、胚胎碎片及发育阻滞的所占比率和临床妊娠率等的影响。结果胚胎发育早期给予5%02培养可提高优质胚胎率和临床妊娠率,降低碎片胚胎及发育阻滞胚胎所占比率(P<0.01),对辅助生殖中的其它参数,如受精率、卵裂率等均无显著性影响(P>0.05)。结论对于第三天移植的胚胎,胚胎发育早期给予5%O2培养环境可提高胚胎发育潜能,降低碎片胚胎及发育阻滞胚胎所占比率,有助于临床妊娠率的提高。这个过程中ROS的水平可能有一定作用。