近年来，随着辅助生殖技术(assisted reproductive technology，ART)的发展，临床妊娠率不断提高，但是多胎率也随之增加。如何在维持妊娠率的同时又降低多胎率成为ART相关研究的重要内容。故对非侵入性、耗时短的评估胚胎发育潜能的方法提出了新挑战。在ART的临床实践中已经建立多种胚胎质量评估方法，包括配子、胚胎形态学、胚胎代谢组学、胚胎内源性因子及胚胎基因组学等评估方法。笔者从胚胎形态学评分系统、胚胎代谢组学、胚胎基因组学3方面对胚胎发育潜能即，胚胎质量评估方法进行综述如下。

正常卵子的形态具有完整的第一极体(first polar body，Pb1)、正常大小的卵周隙及细胞质不含空泡与包涵体，如果卵母细胞中出现细胞质中含有大小不一的胞质颗粒、空泡、折光小体、坏死区域、细胞器聚集或异常增大的卵周隙等现象时，授精后胚胎的发育潜能将下降。正常卵母细胞的受精率、卵裂率及优质胚胎率显著高于形态异常的卵母细胞^[1]。2002年，Ebner等^[2]报道，完整、光滑的Pb1可作为预测胚胎发育潜能的判断标准。

胚胎形态学评分方法是对不同发育时期的胚胎进行形态学评分，包括授精后16～20 h原核期胚胎、移植后第3天(day 3，D3)胚胎及囊胚。

胚胎原核期通常出现在授精后16～20 h。原核(pronucleus，PN)评分方法包括对PN的数目、大小、相互位置与核仁前体的数量、大小、分布以及细胞质等情况进行评估。Z评分系统是根据原核期PN及核仁的大小、数目及分布情况对胚胎发育潜能进行评分，其评分等级简述如下。Z1级的胚胎特征为2个PN并列相连，大小一致；核仁大小、数目相同，线性排列于原核连接处，核仁数量为3～7个。Z2级为2个PN并列相连，大小一致；核仁数目相同，分散排列于PN中，核仁数量为3～7个。Z3级为2个PN并列相连，大小一致，核仁数目相同或不同，大小均匀或不均匀；其中一个PN中核仁呈线性排列于原核连接处，另一个PN中，核仁分散不规则，核仁数量为3～7个。Z4级为PN大小不等或分离。Z1、Z2级合子通常会发育为较优质的胚胎，可获得较高的妊娠率；Z3级合子为低质胚胎，移植潜力低下；Z4级合子为胚胎染色体异常，不用于移植^[3]。由于PN评分方法简单快速且无创伤，已成为预测胚胎发育潜能的常用方法。Arroyo等^[4]研究结果显示，PN评分方法有利于优质胚胎的选择。但James等^[5]认为PN评分方法并不能准确预测胚胎发育潜能。

胚胎移植时，主要将D3胚胎评分作为胚胎移植的选择标准。Wetzels等^[6]将胚胎生长速度及其形态学等评分指标相结合，将D3胚胎分为以下5种等级：I级(优质)胚胎：≥8细胞，无碎片；Ⅱ级胚胎：细胞数为奇数(≥7细胞)或细胞大小不均匀，碎片比例<10%；Ⅱ～Ⅲ级胚胎：细胞数少(细胞数为奇数或细胞大小不均匀)，碎片比例为10%～25%；Ⅲ级胚胎：细胞数少(细胞数为奇数或细胞大小不均匀)，碎片比例为25%～50%；Ⅳ级(劣质)胚胎：细胞数少(细胞数为奇数或细胞大小不均匀)，碎片比例>50%。Dennis等^[7]认为应用D3评分标准对胚胎进行分级，能够高度预测胚胎移植潜能。妊娠率与胚胎形态及其发育速度关系密切^[8]。Scott等^[9]认为移植胚胎细胞数为8细胞时临床妊娠率最高。Borini等^[10]研究结果显示，D3移植8细胞胚胎的临床妊娠率高于非8细胞胚胎。但仅靠D3胚胎的形态来预测胚胎发育潜能尚不够精确^[11]。Graham等^[12]对符合传统D3胚胎选择标准的胚胎与不符合选择标准的剩余胚胎分别进行囊胚培养后发现，其囊胚率(48.0% vs 41.7%)相比，差异无统计学意义(P>0.05)。临床实践中选择胚胎应联合PN评分方法、第1次卵裂及D3胚胎形态以综合判断胚胎的发育潜能。

囊胚培养具有筛选胚胎的作用，且有助于提高临床妊娠率，囊胚移植逐渐被患者所接受。Gardner等^[13]建立的囊胚形态学评分方法简述如下。囊胚发育1期为早期有腔室囊胚，囊胚腔<胚胎总体积1/2；2期为囊胚腔体积≥胚胎总体积1/2；3期为完全扩张囊胚，囊胚腔完全占据胚胎总体积；4期为扩张囊胚，囊胚腔完全充满胚胎，胚胎总体积变大，透明带变薄；5期为正在孵出的囊胚，部分囊胚从透明带中逸出；6期为孵出的囊胚，囊胚全部从透明带中逸出。3～6期的囊胚内细胞团分级如下。A级为内细胞团细胞数目多，排列紧密；B级为内细胞团细胞数目少，排列松散；C级为内细胞团细胞数目很少。滋养层细胞分级如下。A级为上皮细胞层细胞数量较多，结构致密；B级为上皮细胞层细胞数量较少，结构松散；C级为上皮细胞层细胞组成稀疏。Apanikolaou等^[14]研究结果显示，囊胚期胚胎移植组患者的移植率和临床妊娠率显著高于卵裂期胚胎移植组，其原因可能为囊胚期胚胎与子宫内膜同步性更好，从而更有利于提高移植率和临床妊娠率。

目前，常用的胚胎形态学评分方法，需要将胚胎从培养箱中取出进行观察，这样会因为培养环境改变而不利于胚胎发育。为此，胚胎学连续观察设备可解决上述问题。目前主要有2种胚胎学连续观察设备，1种是在倒置显微镜周围外接观察装置，其通气保温并且外接高清数字摄像系统(活细胞工作站等)；另1种是放在培养箱内接入显微观测系统，即非侵入性胚胎活力评价系统(non-invasive early embryo viability assessment system, EEVA)和Primo Vision系统^[15,16]。2010年，Wong等^[17]利用非侵入性实时成像法成功预测胚胎发育成囊胚或发育停滞。Pribenszky等^[18]报道延时摄像系统筛选后的囊胚行单胚胎移植，可成功植入并获得健康新生儿。Kirkegaard等^[19]也认为使用延时摄像观察筛选胚胎，可以显著提高临床妊娠率。但延时摄像系统存在价格昂贵，单次观察的标本数量有限等缺点，限制该技术的推广应用。

通过检测胚胎代谢产物来评估胚胎发育潜能，因具有非侵入性、低风险等优点而成为目前研究热点。多项研究结果显示，采用光谱和非光谱学检测胚胎培养液中的丙酮酸摄入量^[20]、脂肪酸摄入量^[21]、氨基酸^[22]和葡萄糖^[23]等的代谢产物，可以作为评估胚胎发育潜能的新参考。Gardner等^[23]认为胚胎形态学分级较好的胚胎，移植第4天(day 4，D4)丙酮酸的摄入量显著高于未能发育成囊胚的胚胎，葡萄糖消耗量也比较高。Turner等^[24]研究结果显示，丙酮酸摄入量可能与胚胎发育潜能存在密切关系。

2002年，Fuzzi等^[25]通过检测胚胎培养基中可溶性人白细胞抗原(soluble human leukocyte antigen，sHLA-G)含量，研究结果发现，培养基中含有sHLA-G的胚胎移植后临床植入率和临床妊娠率显著高于培养基中无sHLA-G因子的胚胎。但Sageshima等^[26]认为sHLA-G无法作为评估胚胎发育潜能的生物标志物。2004年，Brison等^[27]研究结果显示，甘氨酸的代谢水平与体外受精(in vitro fertilization，IVF)的临床妊娠率和活产率有关。2002年，Roudebush等^[28]利用放射免疫法对血小板活化因子(platelet activating factor，PAF)定量测量后发现胚胎培养基所含的PAF水平较高，其临床妊娠率较高。

目前，胚胎代谢组学评分方法的相关技术平台尚未完全建立，仅有限的几种代谢物可以进行检测并作为评估胚胎发育的指标。只有当多种代谢物可以同时进行检测并全面反应胚胎代谢组学图谱的时候，胚胎代谢组学评分方法的预测价值才能完全体现^[29]。胚胎代谢组学评分方法在评估胚胎发育潜能方面才刚刚起步，仍面临诸多问题与挑战。

影响胚胎发育潜能的重要因素是染色体。年龄≥40岁女性的染色体异常率≥50%^[30]。随着分子生物技术和第3代"试管婴儿技术"的发展，染色体筛查可提高单基因病和染色体异常患者的临床妊娠率和降低自然流产率等^[31,32]方面已经成为共识。从20世纪90年代后期开始，移植前遗传学诊断技术(pre-implantation genetic diagnosis, PGD)逐渐得到普及。PGD活检材料主要来源于D3胚胎卵裂球、囊胚期胚胎的内细胞团或成熟卵母细胞的极体；同时PGD检测方法也不断得到发展，从最初仅可以检查个别染色体异常的荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization, FISH)技术，发展到可以反映全基因组全貌的全基因组扩增(whole genome amplification, WGA)技术。随着PGD的发展，基因芯片试管婴儿技术，即胚胎移植前遗传学诊断和筛查技术开始应用于临床，其作为PGD的表现形式之一，为区分诊断单基因疾病提供了有效检测手段，该技术亦被称为植入前遗传学筛查(pre-implantation genetic screening, PGS)。

FISH技术是20世纪80年代初期发展起来的非放射性原位杂交技术。Cremer等^[33]分别验证了将FISH技术用于间期检测胚胎细胞核染色体非整倍体检测的可行性。Colls等^[34]经过反复多次杂交、洗脱后发现FISH技术可检测染色体条数增加至12条。但Zamora等^[35]研究结果显示用FISH技术筛查IVF胚胎的染色体非整倍体并不能提高临床移植率、临床妊娠率及活产率。

1992年，Kallioniem等^[36]创建比较基因组杂交(comparative genomic hybridization, CGH)技术，CGH的出现弥补了FISH技术检测染色体数目不足的缺陷。同时可以通过计算机软件鉴定出CGH结果中荧光强度差异，从而提高染色体鉴定的精度和准确度。随着冷冻技术，特别是玻璃化冷冻技术的发展，CGH在临床上得到推广。Wilton等^[37]首次报道1例经CGH检测单卵裂球胚胎后成功妊娠且成功分娩1名健康女婴。

微阵列技术又称为DNA芯片技术，主要分为微阵列比较基因组杂交芯片(array comparative genomic hybrization array，aCGH)技术和单核苷多态性(single nucleotide polymorphism，SNP)芯片技术。aCGH可检测到传统基因组学检测技术所检测不到的DNA重复和缺失。2010年，Handyside等^[38]利用aCGH结合WGA技术，首次将aCGH技术应用于单卵裂球水平上的胚胎质量评分并成功获得临床妊娠。与传统CGH技术相比，aCGH技术能在48h内完成胚胎染色体分析，避免胚胎冷冻解冻对胚胎的损伤。SNP是单个核苷酸改变的基因标志，SNP芯片技术可检出染色体上微小差异，分辨率高达1.5 kb，准确性高^[39,40]。Treff等^[41]采用SNP芯片技术对未移植胚胎在单卵裂球水平进行检测，研究结果发现多种染色体非整倍体现象。但Harper等^[42]对该技术的可靠性提出质疑。目前芯片技术由于检测费用及各种设备条件昂贵，加之存在2%～4%误诊率，故尚未在临床应用中普及。

随着新1代高通量测序(next-generation sequencing，NGS)技术的出现及其检测费用降低，可实现胚胎的全基因组扩增与测序。活检所得胚胎样本，经全基因组扩增和测序(测序精度可视检测精度要求调节)后经相关专业软件处理，得到胚胎的染色体异常检测结果。NGS技术的优势在于其准确性，解决了基因芯片技术结果中WGA技术偏差而导致的相关问题。将NGS技术应用于胚胎染色体异常分析，为筛选遗传学正常的胚胎提供依据^[43]。2013年，Yin等^[44]对38例囊胚滋养层细胞采用大规模平行测序方法进行染色体数目异常和不平衡易位检测。研究结果显示，NGS技术可以更准确、有效地检测胚胎染色体异常，同时为利用NGS技术的PGD/PGS技术筛选胚胎诞生的全球首个婴儿。一旦渡过科研与临床转化阶段，NGS技术将在PGD/PGS技术临床应用中具有广泛的前景。

综上所述，胚胎质量是妊娠成功的关键因素之一，而现有的胚胎发育潜能评价方法的灵敏度和特异度仍有待提高，因此方便、客观、精确且价格不太昂贵的评价系统用于胚胎筛选更具临床意义。胚胎形态学评分系统仍是应用最广泛的评分方法，其他评估系统如胚胎代谢组法、蛋白质组法、转录法学及基因组法等已经有所发展，这些方法为胚胎发育潜能评分方法提供了新的方向，但其检测结果与传统的胚胎形态学评估方法结果并不完全一致，将来可能会有一个或多个新兴指标与胚胎形态学评分方法相结合，为早期胚胎发育潜能，即胚胎质量评估方法提供新标准，从而有效地提高ART的临床妊娠率并降低多胎率。