人类的生殖效率非常低。其他动物（如小鼠）的受精卵通常会发展到更复杂的胚胎阶段，而人类的受精卵往往在早期就失败了。在一项最近发表于《基因组医学》的研究中，科学家分析了近 1000 个来自体外受精（IVF）程序的胚胎，以了解原因。
科学家们知道，染色体异常的人类胚胎——那些染色体多于或少于 46 条的胚胎——通常不会植入子宫，如果植入，由此产生的妊娠可能会以流产或死产告终。
其中一些异常源于卵子或精子。在其他情况下，健康的卵子和精子形成胚胎，但其分裂异常；例如，一个细胞不是分裂成两个，而是可能变成三个。“有很多证据表明，在最初的细胞分裂过程中，人类胚胎会犯很多错误，”布鲁塞尔自由大学研究生殖和遗传学相关问题的克劳迪娅·斯皮茨说。
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研究作者发现，这些异常分裂会导致新的染色体异常，与源于卵子或精子的异常相比，这些异常对胚胎发育的危害更大。约翰·霍普金斯大学进化生物学家拉吉夫·麦考伊是该研究的主要作者，他说，新的错误可能是“灾难性的”。“很多时候，你会发现缺失了三、四、五条染色体。”
麦考伊和他的同事使用了延时视频和显微镜来记录试管婴儿胚胎的首次细胞分裂。然后，他们测试了存活下来的胚胎和失败的胚胎的异常情况。
斯皮茨说，受精后异常的影响“是我们一直认为理所当然的事情，但没有人像[麦考伊和他的团队]那样通过分析如此大量的胚胎，并包括被丢弃的胚胎来提供证据”。
这项新研究还发现，分裂相关的错误在所有年龄段女性的卵子形成的胚胎中都同样常见，而卵子和精子的异常则随着年龄的增长而增加。研究人员怀疑，这一发现可能有助于解释为什么即使对于许多年轻、健康的夫妇来说，怀孕也如此困难。“也许我们从研究中发现的一些机制将与理解人类生育力低下的原因有关，”该研究的共同作者、伦敦妇女诊所生殖医学顾问迈克尔·萨默斯说。这项工作也可能有助于阐明麦考伊所说的“早期妊娠丢失的黑匣子”。
科学家们表示，他们希望利用他们的研究结果来改进试管婴儿技术。例如，萨默斯说，如果改变细胞环境可以降低分裂错误的发生率，“那么你就有可能为试管婴儿目的挽救大量胚胎，因为这些错误是在培养皿中发生的。”