夜雨聆风
今年7月，路易丝·乔伊·布朗将迎来她48岁的生日。她是世界上第一个借助体外受精（IVF）技术出生的人。自那以后，又有数百万试管婴儿来到这个世界。这部分归功于技术的进步，使试管婴儿变得更安全、更有效。
但它仍不完美。这个过程可能缓慢、痛苦且昂贵——而且这还是对那些有幸能够接触到这项技术的人来说。而且，至少从某项指标来看，近年来试管婴儿的成功率一直在下降。
生殖是复杂的，胚胎学家和妇科医生仍有许多未知和无法控制之处。例如，他们不知道为什么许多看起来健康的胚胎无法在子宫内"着床"。他们并不总能解释为什么患者无法怀孕。他们也无法解释不同个体之间以及不同生育诊所之间试管婴儿成功率的巨大差异。
科学家们正在研究所有这些问题以及更多。他们正在努力解决复杂的伦理问题，关于如何使用新的基因工具来分析甚至改变胚胎。与此同时，旨在标准化治疗、消除人为错误、提高成功率并使试管婴儿更易获得的技术，已经开始为辅助生殖带来一个新时代——一个由AI和机器人辅助的时代。
1. 帮助胚胎着床
其中一些技术正在西班牙瓦伦西亚的卡洛斯·西蒙基金会开发。今年3月我参观时，研究人员带我参观了实验室，并向我展示了一种首次用于在体外保持人类子宫存活的设备。
虽然团队中的一些人梦想建造人造子宫，希望有一天能够承载胎儿直至足月，但他们首先想利用这些设备来更多地了解着床——即受精卵与子宫内膜接触、钻入其中并基本"孵化"的那一刻，触发妊娠的开始。
尽管试管婴儿技术已有数十年的进步，这个过程仍然知之甚少。即使是看起来健康的胚胎，着床率也只有40%到60%。
在今天的试管婴儿技术中，诊所可以培育早期胚胎，并等到子宫被认为最容易接受的时候，但一旦将胚胎植入子宫，就只能听天由命了。卡洛斯·西蒙基金会的高级临床科学家泽维尔·桑塔玛利亚及其同事正在试验一种不同的方法。他们开发了一种设备，只需按下一个按钮，就能将胚胎注入子宫内膜。
在我观看的一次原型演示中，桑塔玛利亚拿起窥阴器，转向他的"患者"的阴道口——这实际上只是一个真实器官的模型：一个塑料臀部，带有阴唇、阴道、子宫和卵巢，两根短桩代表通常放在马镫中的一双腿。
他俯身向内窥视。"胚胎，"他喊道。他的同事玛丽亚·帕尔多，一位胚胎学家，递给他一根细针，里面装着她刚从培养皿中采集到的小鼠胚胎。
桑塔玛利亚的设备允许装有胚胎的针连接到一个输送管。这个管子还带有摄像头、光源和传感器，让医生知道针何时到达子宫内膜。一旦送入子宫，妇科医生就能看到器官内部，并引导管子到达内膜。
"当一切准备就绪，你只需按下按钮，"桑塔玛利亚说着，用脚踏板激活了设备，让胚胎被注入。"它进去了。"
该团队刚刚开始试验这种设备；到目前为止，接受该手术的女性不到10人，而且还没有人因此怀孕。但基金会主任卡洛斯·西蒙充满希望，他指出，试管婴儿的发明者在路易丝·布朗出生之前必须进行超过160个周期（1969年至1978年间，该团队在250人身上进行了457个周期，仅 resulting in 两次活产）。"试验正在进行中，"他说。
2. 挑选"最佳"卵子、精子和胚胎
试管婴儿长期面临的挑战之一是选择。假设你成功从一方收集了10个卵子，从另一方获得了看起来不错的精液样本。你如何选择使用哪些细胞？当 resulting 胚胎在培养皿中培养几天后，同样的问题也会出现：应该将哪个移植到子宫？
传统上，这些判断是通过肉眼完成的。胚胎学家 literally 挑选在形状上看起来最好的，或者在精子的情况下，看它们如何游动。但科学家们一直在研究替代方案。在过去十年左右，许多人转向基因测试来暗示哪些胚胎有最大的机会发育成健康的婴儿。
最常用的测试称为PGT-A，即胚胎植入前非整倍体遗传学检测。非整倍体本质上意味着染色体数目"不正确"，人们认为具有这种特征的胚胎更有可能流产，或者可能发育成患有遗传病的婴儿。
一旦胚胎学家在实验室中创造出胚胎，他们就可以切下几个细胞并检测非整倍体。波士顿试管婴儿中心的生殖内分泌学家艾伦·彭齐亚斯说，这些测试对38岁以上的女性特别有益。"你开始看到改善：更多的婴儿和更少的流产，"他说。这些测试可以缩短怀孕时间。
这种基因测试之所以成为可能，得益于多项技术进步——不仅在基因组学方面，还在于将胚胎在培养皿中存活五到六天的能力，以及在细胞接受检测时冷冻胚胎并在结果出来后解冻的技术。它已经变得非常流行——有些诊所对所有胚胎都进行PGT-A测试。
但PGT-A并不能给你未来婴儿基因的完美读数，纽约市人类生殖中心的生殖内分泌学家索尼娅·加耶特-拉富恩特说。而且一些异常可能会随着时间的推移自我纠正。加耶特-拉富恩特和她的同事已经将一些"异常"胚胎移植到患者子宫中，并看到它们发育成完全健康的孩子。
其他形式的PGT更具争议性。PGT-P测试旨在预测胚胎发展复杂性状的几率，这些性状依赖于多个基因，包括医学疾病，也包括身高等身体特征或智商等认知因素。这些测试是新的，在一些国家包括英国是非法的。但它们在美国正在获得 ground。Nucleus Genomics——一家邀请客户"拥有[你的]最佳婴儿"的公司——承诺预测从眼睛颜色、智力到左撇子和阿尔茨海默病风险的性状。
当我问试管婴儿从业者，如果患者要求这项服务他们会如何回应时，大多数人回避了这个问题，告诉我没有足够的证据表明这些测试实际上有效。他们还警告说，选择一种性状可能会无意中引入新的风险。似乎没有人特别热衷于将基因测试用于预防严重疾病以外的任何用途。
3. 用AI加速
有些人似乎对AI的潜力更感兴趣。毕竟，AI工具通常擅长识别模式。许多研究人员尝试训练工具来识别健康的精子、卵子和胚胎。
他们取得了一些成功。纽约哥伦比亚大学医学中心的一个团队开发了一种设备，使用AI检查只有极少数健康精子的男性的精液样本。胚胎学家可能在这种样本中很难找到单个健康精子。但精子追踪与回收（STAR）系统可以在一小时内分析超过一百万张显微镜图像。它已经用于创造健康的胚胎。该团队在去年11月宣布了首例通过该治疗怀孕的病例。
其他团队正在以更 dramatic 的方式使用AI工具推进试管婴儿。大约十年前，一位名为亚历杭德罗·查韦斯-巴迪奥拉的生殖内分泌学家开始开发一种AI工具，用于对胚胎进行排名，另一种对卵子进行排名，还有一种用于选择精子。他回忆说，他被一个 realization 所震撼，即这些工具是"未来有可能驱动机器人的大脑"，他说。
4. 使用机器人标准化试管婴儿
在2020年代初，查韦斯-巴迪奥拉和他的同事决定结合技术，开发一种试管婴儿自动化系统。理论上，一个装载了AI工具的机器人系统可以承担试管婴儿过程中所需的大部分步骤：选择卵子和精子、使卵子受精以创造胚胎、在培养皿中培养这些胚胎，并选择"最佳"的一个进行移植。这样的系统可以"以标准方式完成所有事情"，而且永远不会疲倦，他说。
查韦斯-巴迪奥拉现在是Conceivable的创始人兼首席医疗官，他开始通过将常规试管婴儿设备电动化并连接到计算机来构建原型。他和他的同事开始用动物细胞测试他们的系统，最终转向人类细胞。"我们能够证明，将机器人整合到试管婴儿的不同步骤自动化中是可行的，"他说。
该设备现在用于准备精子和卵子并创造胚胎。至少有19名儿童在自动化试管婴儿后出生。现在还为时尚早，但查韦斯-巴迪奥拉希望未来版本的机器每年可以处理数千个试管婴儿周期，有可能使该程序更实惠、更易获得。
该领域的许多人对Conceivable等自动化设备的潜力感到兴奋。"这为胚胎学家节省了所有时间，"意大利IVIRMA生育中心网络的临床胚胎学家和科学主任劳拉·里恩齐说。她还希望这将有助于标准化试管婴儿治疗。"自动化[将允许]每位患者在世界上每个实验室中以相同的方式接受治疗，"她说。
5. 有争议的编辑已摆上桌面
然而，有一个问题：所有这些技术都依赖于至少有一些健康的精子、卵子和胚胎可用。胚胎学家和试管婴儿患者必须使用他们所拥有的。而且有时，他们所拥有的不会产生健康的婴儿。
这就是为什么一些科学家提出一个有争议的想法：使用CRISPR等基因编辑技术在胚胎植入前对其基因组进行修改。生物物理学家贺建奎臭名昭著地采用了这种方法，在2010年代末创造了 resulting in 三个儿童出生的胚胎。他受到科学界的广泛谴责，最终在中国监狱服刑三年。
他的前浪漫伴侣凯茜·铁，现在领导初创公司Origin Genomics，正在追求这项技术，作为预防儿童严重疾病的潜在方法。在最近在Hastings生物伦理中心举行的一次活动中，铁提出了使用胚胎编辑来预防囊性纤维化、亨廷顿病和镰状细胞病等疾病的理由。
从技术、法律或伦理角度来看，这都不会是直截了当的。已知由单基因突变引起的疾病是良好的首选候选，但正如人类生殖中心的加耶特-拉富恩特指出的，大多数疾病远比这复杂。"我希望我们能够理解每种疾病的遗传基础，以便能够预防它，"她说。到目前为止，我们还不能。此外，大多数疾病可能受到我们的饮食、行为和环境以及基因的影响。
就目前而言，没有人知道编辑人类胚胎以消除一种疾病的风险是否可能增加未来儿童患其他疾病的风险。一些科学家担心，这种编辑可能是基因增强或优生学的滑坡。
里恩齐希望这项技术可以在安全监管下开发，并且仅用于特定疾病清单。"它必须在法律背景下进行，"她说。"但对我来说，这是一个梦想。"
与此同时，随着已经在创造健康婴儿的新技术的发展，该领域似乎将继续转变。拭目以待。
https://www.technologyreview.com/2026/05/07/1136946/whats-next-for-ivf-ai-robot-pgt-gene-editing/
