柳叶刀：世界首例，AI助力不孕不育夫妇成功怀孕

题图 | Pixabay

撰文 | 王聪

在生殖医学中心，当医生对一对夫妇说出“无精症”诊断时，这意味着他们拥有自己的孩子的可能性几乎为零。因此，“无精症”，被认为是男性不育症中最难治疗的类型。

2025年10月31日，哥伦比亚大学研究人员在《柳叶刀》（The Lancet）期刊上发表了一篇题为：First clinical pregnancy following AI-based microfluidic sperm detection and recovery in non-obstructive azoospermia 的研究论文。

该研究开发了精子追踪与回收系统（STAR），这是一个人工智能（AI）引导的微流控平台，能够对被归类为“无精症”的精液样本中的稀有精子进行高速实时识别和分离。

研究团队利用STAR系统，从一位被诊断为“无精症”的男性中快速找到2个活动精子，并通过试管婴儿技术使其妻子成功受孕。

这是全球首例通过AI引导的方法实现临床妊娠的案例，这标志着AI引导的微流控精子回收技术在治疗严重男性不育方面取得了里程碑进展。

图：论文截图

在这项最新研究中，研究团队开发了一种名为“精子追踪与回收”（STAR）的系统，利用高功率成像技术对无精症男性的精液样本进行扫描，可在不到一小时内拍摄并实时分析识别数百万张图像。

STAR 系统的核心在于将高速成像、微流控芯片和深度学习算法三者完美结合。STAR 系统工作时，精液样本以每小时 400μL 的速度流经微流控通道，高速成像系统以每秒 300 帧的速度连续捕获图像。定制训练的深度学习模型，实时分析每一帧图像，识别精子候选对象。为增强可靠性，该系统还引入了时间一致性过滤器——只有在连续十帧图像中至少三帧识别为精子，才确认为阳性检测。一旦识别出精子，微流控门控机制会将精子分选隔离在 300 纳升的体积中。在运行结束时，所有分选隔离的精子都会被转移到胚胎学实验室进行卵胞浆内单精子注射。

研究团队将 STAR 系统用于一对夫妇，他们组建家庭近 20 年，经过各种努力，始终未能成功怀孕。该男性 39 岁，其染色体正常、激素水平正常，但双侧睾丸萎缩伴微石症，此前经历过多次人工搜寻精子和两次睾丸穿刺取精手术，但仅找到极少量精子。该女性 37岁，其存在严重的卵巢储备功能下降，她在四家生育中心经历了 19 次取卵周期，仅获得过一枚可移植胚胎，但未能成功怀孕。

研究团队对该男性患者提供的精液样本（3.5 毫升）进行了人工搜寻，显示无精子。然后，研究团队使用了 STAR 系统，大约两小时后，STAR 系统扫描了 250 万张图像，从中检测到了 7 个精子，其中 2 个活动，5 个不活动。研究团队将这 2 个活动精子注入两成熟卵子（一个新鲜取卵，一个冻融卵），均成功发育为胚胎，这 2 个胚胎在培养 3 天后移植，13 天后，这对夫妇迎来了 19 年来的首次阳性妊娠，最终确认成功受孕。

与传统方法相比，STAR 系统具有非侵入性、全自动化和高精度的优势。所有微流控组件均为一次性使用，确保无菌状态并消除交叉污染风险。系统全封闭运行，最大限度减少环境暴露，增强生物安全性。

虽然这只是单个成功案例，但这证明了——AI 引导的微流控技术能够克服男性不育领域长期存在的障碍，这一突破可能意味着从“无路可走”到“有望得子” 的根本转变，为广大不育不育患者带来了新的希望。据悉，研究团队正在进行更大规模额临床研究，以评估 STAR 系统在更广泛患者群体中的可重复性和有效性。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/S0140-6736(25)01623-X

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