AI遥操人工受精，美国初创已促成首例AI试管婴儿诞生

时隔不久，那家曾帮助一对夫妇产下世界首个 AI 辅助试管婴儿的美国生物技术公司 Conceivable Life Sciences（下称 Conceivable 公司）宣布获得 5000 万美元（折合人民币 3.6 亿元）的最新一轮融资。

（来源：资料图）

几个月前，这对 40 多岁的夫妇借助 AI 技术成功受孕，并产下全球首例由 AI 辅助培育的试管婴儿。这也是全球首个使用全自动数字控制卵胞浆内单精子注射（ICSI，intracytoplasmic sperm injection）系统受孕，并顺利产下婴儿的案例。这名婴儿的出生依托了 Conceivable 公司的帮助，并证明在试管婴儿实验室通过远程控制机器人技术进行胞浆内单精子注射操作创造出胚胎的可能性。

图 | Conceivable 公司的设备（来源：Conceivable 公司）

这一技术结合了机器人技术和 AI 算法，使得即使操作团队相隔数千里也能够操作这一流程，同时能够确保一致的处理方式，从而能够带来较高的精确度。相比目前的人工操作方法，这一方法在卵子和精子的结合上更加可控。任何人在任何地方都可以通过按下按钮来启动这一过程，同时还能观看整个流程的直播。关于这一婴儿诞生的全过程，该公司已于 2025 年 4 月在生殖医学国际期刊 Reproductive BioMedicine 发表相关论文。

（来源：https://www.rbmojournal.com/article/S1472-6483）

据介绍，这名夫妇之前一直在备孕但始终无法成功，原因在于男方精子无法正常游动，而女方在排卵方面也存在一定问题。这名女性此前尝试过体外受精治疗，但却以失败告终——其仅仅产生了一个成熟卵子因而无法形成胚胎。为此，在参与该公司的治疗时，她使用了捐赠的卵子。治疗过程中，有 5 个卵子采用自动化卵胞浆内单精子注射受精的方法，有 3 个卵子作为对照组采用了标准手动卵胞浆内单精子注射的方法。

期间，该公司结合了 AI 技术和机器人技术，将体外受精过程中创建胚胎所需的 200 多个步骤进行自动化，并以自动方式完成了标准卵胞浆内单精子注射程序的全部 23 个步骤。需要说明的是，这些步骤既可以通过 AI 完成，也可以通过远程操作员来控制。治疗在希望试管婴儿墨西哥中心（Hope IVF Mexico）完成，在此之前 Conceivable 公司在这家治疗中心进行了系统安装，随后分别由该治疗中心和 Conceivable 公司位于美国纽约总部的远程操作人员通过数字界面发出指令（两地相距 3700 公里），借此为每个卵子执行全部 23 个显微注射步骤，期间总计完成 115 次操作，每个卵子的操作过程平均耗时 9 分 56 秒，由于其具有实验性质，所以耗时略长于常规手动卵胞浆内单精子注射，预计手术时间在未来有望得到大幅缩短。

（来源：资料图）

在其中一个步骤中，系统会利用 AI 技术根据精子细胞的外观挑选出最健康的精子细胞以用于受精。机器还会通过使用激光照射精子的尾部来使其无法移动，以便更容易地收集精子。随后，系统会将精子注入已采集的卵子中。在这一自动系统中，5 枚注射卵中有 4 枚实现了正常受精，手动对照组中有 3 枚实现了正常受精。

然后，该公司利用 AI 根据胚胎染色体的外观挑选出两个最佳的胚胎。这两种胚胎都是通过自动化系统培育的，但这并不一定意味着这种方法培育出的胚胎比人工卵胞浆内单精子注射培育出的胚胎更健康。由于涉及的卵子数量较少，因此当时 Conceivable 公司无法对此进行评估。而当将其中一枚胚胎植入该女性子宫时胚胎未能发育，但第二个胚胎获得了成功。最终，一个在培养中发育至囊胚阶段的高质量胚胎，通过这种远程控制的自动化系统完成了受精。随后，这个囊胚在后续周期中被移植，接着这名女性成功实现了妊娠，并顺利分娩出一名健康男婴。通过捐赠卵子治疗以及使用该公司的技术，这名女性终于得以成为一名母亲。

（来源：资料图）

可以说，利用自动化卵胞浆内单精子注射程序实现活产，是迈向全自动体外受精实验室的重要一步。与此同时，这种高度自动化的体外受精技术的优势在于，能够降低此类手术中出现人为错误的风险，还有潜力提高卵子存活率并优化注射时间。需要说明的是，由于是将 AI 技术用于试管婴儿，因此这对夫妇在接受治疗时也接受了治疗中心审查委员会的监督，同时他们所接受的治疗也是 Conceivable 公司的生育实验室自动化流程试点研究的一部分。

该公司将这一生育实验室的名字命名为 AURA，该平台能将 AI 算法用于机器人硬件，从而能够高精度地参与试管婴儿的流程，这些流程涵盖培养皿准备、精子准备、寻找卵子、精子与卵子的结合以及后续的孵化。如前所述，卵子和精子的结合需要两百多个步骤，该公司表示 AURA 都能完全跑通，并称 AURA 能让几乎所有相关的实验室流程都能得到增强，同时还能减少错误和提高一致性，以及能够扩大规模和提高成功率。此外，由于 AURA 能在全部工作流程中均采用直观的用户界面，故能减少操作员的操作时间。该公司表示，这一系统具有 51% 的成功率，使用该系统所培养的胚胎的发育潜力，与在母体子宫内发育的胚胎的发育潜力相当，从而能够产生高质量的囊胚。

图 | AURA 实验室平台（来源：Conceivable 公司）

2023 年，世界卫生组织报告，全球每 6 人中就有 1 人受到不孕不育症影响。事实上，体外受精技术经历了跨越几个世纪的发展。1878 年，奥地利科学家塞缪尔·利奥波德·申克（Samuel Leopold Schenk）进行了最早的哺乳动物体外受精实验，并提出了体外受精概念的雏形。

（来源：https://inlibris.com/de/item/bn3806_de/）

1930-1940 年代，美国科学家格雷戈里·平卡斯（Gregory Pincus）和恩斯特·恩兹曼（Ernst Enzmann）进行了兔子体外受精实验并声称取得成功，但这一实验因设计问题而引起争议。

（来源：https://jdn.ucas.ac.cn/public/uploads/files/67b6ed5）

1950 年代，美籍华人科学家张明觉通过大量研究明确了精子必须在雌性生殖道内经历一个名为“获能”的成熟过程，只有这样才能让卵子获得受精的能力，这一发现为实现可重复的体外受精奠定了关键理论基础，而在 1959 年张明觉成功实现了兔子的体外受精并将胚胎进行移植之后产下了健康的兔子幼崽，这也是第一个通过体外受精技术诞生的哺乳动物。

图 | 张明觉（来源：https://zh.wikipedia.org/zh-hans/%E5%BC%）

同样从 1950 年代开始，英国科学家罗伯特·爱德华兹（Robert G. Edwards）和英国妇科医生帕特里克·斯特普托（Patrick Steptoe）也在研究这一领域，后来他们在 1978 年促成了世界首例试管婴儿的诞生，罗伯特·爱德华兹也因此获得 2010 年的诺贝尔生理学或医学奖（帕特里克·斯特普托已于 1988 年去世）。

（来源：https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2010/edw）

而卵胞浆内单精子注射技术则是体外受精技术的一种衍生，其由比利时科学家吉安皮耶罗·D·巴勒莫（Gianpiero D. Palermo）及其团队研发并于 1992 年成功用于人类。

（来源：https://weillcornell.org/gianpiero-palermo-md）

卵胞浆内单精子注射，即通过显微操作将单个精子直接注射到实验室培养皿中的卵子内。这通常用于男性不育的情况，因为精子无需游动就能到达卵子，然后将由此产生的胚胎植入子宫。卵胞浆内单精子注射系统于 20 世纪 90 年代开发并得到广泛应用，如今已成为辅助受孕的常规手段，它通过将单个精子细胞注入成熟卵子中来实现受精。体外受精也可以通过在实验室培养皿中混合精子和卵子来促成受精，这种方法通常成功率较低，但所需的医疗干预也较少。卵胞浆内单精子注射也有其缺点，因为它依赖于医疗人员的高度精确和判断。之前，卵胞浆内单精子注射程序是由熟练的胚胎学家手动操作显微注射系统来完成的，这可能会给受精过程带来变数，因为对于试管婴儿的医务从业者来说，他们有时也会感到疲倦和分心，就像大多数职业中的其他人一样，因此会出现错误以至于降低了试管受精和生育的几率。而 Conceivable 公司的技术可以很好地解决上述问题。

不过，该公司仍然需要进行更大规模的研究，也需要做一项随机分配实验，让治疗对象随机地接受自动或手动卵胞浆内单精子注射手术，以便确定对于提高出生率的程度。由于自动化体外受精会增加额外费用，至少在最初推出时是这样，因此它也不太可能被广泛使用，但是这种情况会随时间而改善。随着该公司针对系统不断进行优化和标准化，预计患者治疗费用和诊所成本会有所下降。

另据悉，上述融资将用于实现体外受精中的 AI 自动化，以及提高机器精准度。本轮融资的投资者包括新加坡风投机构 ARTIS ventures、英国风投机构 Stride.VC、美国风投机构 ACME ventures 等投资机构。其中，ARTIS ventures 在 2024 年也投资过该公司。目前，在一项新研究中该公司正在招募新的参与者，预计将招募 120 名参与者，并将于 2025 年底完成。

参考资料：

https://www.who.int/zh/news/item/04-04-2023-1-in-6-people-globally-affected-by-infertility

相关论文 https://www.rbmojournal.com/article/S1472-6483(25)00150-6/fulltext

相关报道 https://www.newscientist.com/article/2475891-worlds-first-baby-born-by-ivf-done-almost-entirely-by-a-machine/

相关报道 https://www.genengnews.com/topics/artificial-intelligence/first-infant-conceived-and-born-using-fully-automated-intracytoplasmic-sperm-injection-system/

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