选择体外受精（试管婴儿）的胚胎充满不确定性。这个过程只有35%的成功率，而且，为了增加移植的成功率，植入一个以上的胚胎增加了妇女怀上多胞胎或需要选择性堕胎的机会。

　　通过分析受精卵发育过程的长期录像，斯坦福大学医学院的一个研究小组确定了受精卵要想形成胚囊——一个关键阶段——所必须达到的三个特别的里程碑。这个小组创建了一个监测胚胎进度的算法，并表示，该算法可以预测哪些胚胎将会发育成胚囊，哪些将会死去，准确度为93%。这项技术可用于帮助临床决策，而目前这种决策要依赖于对胚胎质量的主观评价。

　　由于尚不清楚的原因，人类胚胎具有特别高的失败率，超过一半至三分之二的体外受精胚胎都无法达到胚囊阶段。目前，胚胎的选择往往仅基于他们的视觉外观，并在其发育的一些特定阶段点进行核查。斯坦福大学干细胞生物学和再生医学研究所的蕾妮·瑞霍·佩拉（Renee Reijo Pera）是这项新成果的主要作者，论文发布在《自然生物技术》（Nature Biotechnology）杂志上，她说，尽管临床上以视觉线索来评估胚胎，但还是缺乏其进化发育过程的完整影像数据。

　　为了更好地了解胚胎随时间变化的样子，她的小组研究了242个受精后被冷藏12至18个小时的单细胞胚胎。现在，胚胎通常会在发育3至5天后被冷冻一阵。解冻后观察仍在单细胞阶段的胚胎，可以使研究人员们跟踪他们发育最初阶段的进展。

　　该小组使用暗视野显微镜观察细胞的时间推移图像，这种技术对活细胞成像很有用。第一作者王康妮（Connie Wong）领导了对图像的分析，确定了在第五天成功存活并形成胚囊相关的视觉参数。所研究的10个参数中，研究人员们发现，其中三个是成功的关键。所有这三个关键参数都与时机有关：细胞分裂（细胞实体一分为二）的最后阶段；第一和第二细胞分裂周期之间的间隔期；以及第二和第三次细胞分裂的间隔期。

　　凯文·楼克（Kevin Loewke）现在是加州门洛帕克Auxogyn公司的博士后研究员，他研制出用一种图像分析算法自动测量三个参数的方法。楼克说，跟踪细胞发育过程的关键，是将二维的显微镜图像转化为胚胎三维结构的信息，特别是多个细胞可能会挡住彼此被观察到的视线。他的解决办法是，创建一个每个胚胎细胞可预测的模型，并用该模型来确定达到每个里程碑的时间。该算法已被授权给Auxogen公司，该公司计划开发一种产品，将用这种方法来确定胚胎的生存能力。

　　研究小组发现的所有参数都发生在胚胎发育的第二天之前。许多临床实例都让胚胎生长到进入胚囊阶段的第五天。但一些科学家认为，在培养液中生存时间过长，可能会提高婴儿基因表达变异的风险。“它的优点是，如果你可以在第二天就预测到胚泡形成的情况，你就可以更快地将胚胎从人工环境里取出来”，马塞勒·赛达斯（Marcelle Cedars）说，他是加州大学旧金山分校（University of California, San Francisco）生殖内分泌和不孕科主任，没有参与这项研究。

　　但是，赛达斯说，“即使在最年轻的受孕者中，可以达到胚囊阶段的胚胎中约有50%不能移植。”问题是，预测到发育成胚囊是否就能够预测成功的移植呢？“这只完成了一半，但它还不能告诉你，胚胎会不会发育成一个婴儿”，她说。筛选胚胎的其他方法包括：对活检切片的基因分析，或者在胚胎周围的培养基中测量分子因素。赛达斯说，所有这些都尚未证实能够成功地提高怀孕率。

　　作为研究的一部分，斯坦福大学的研究人员们还分析了在胚胎发育不同阶段细胞中的基因表达。他们发现的所有参数都发生在一个时间点，这时，胚胎尚未激活自身的基因，而是依赖于卵子的遗传指令。赛达斯说，这一发现加强了早先“成为良好胚胎的最大驱动力是卵子”的说法。

　　科学家们还发现，在这些发育的早期阶段，胚胎细胞的行为是自发的，并在不同时期进行基因表达。这种协调缺失可有助于解释为什么有些胚胎发育得如此糟糕。