人類的生殖效率非常低。其他動物（如小鼠）的受精卵通常會發展到更復雜的胚胎階段，而人類的受精卵往往在早期就失敗了。在一項最近發表於《基因組醫學》的研究中，科學家分析了近 1000 個來自體外受精（IVF）程式的胚胎，以瞭解原因。
科學家們知道，染色體異常的人類胚胎——那些染色體多於或少於 46 條的胚胎——通常不會植入子宮，如果植入，由此產生的妊娠可能會以流產或死產告終。
其中一些異常源於卵子或精子。在其他情況下，健康的卵子和精子形成胚胎，但其分裂異常；例如，一個細胞不是分裂成兩個，而是可能變成三個。“有很多證據表明，在最初的細胞分裂過程中，人類胚胎會犯很多錯誤，”布魯塞爾自由大學研究生殖和遺傳學相關問題的克勞迪婭·斯皮茨說。
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研究作者發現，這些異常分裂會導致新的染色體異常，與源於卵子或精子的異常相比，這些異常對胚胎髮育的危害更大。約翰·霍普金斯大學進化生物學家拉吉夫·麥考伊是該研究的主要作者，他說，新的錯誤可能是“災難性的”。“很多時候，你會發現缺失了三、四、五條染色體。”
麥考伊和他的同事使用了延時影片和顯微鏡來記錄試管嬰兒胚胎的首次細胞分裂。然後，他們測試了存活下來的胚胎和失敗的胚胎的異常情況。
斯皮茨說，受精後異常的影響“是我們一直認為理所當然的事情，但沒有人像[麥考伊和他的團隊]那樣透過分析如此大量的胚胎，幷包括被丟棄的胚胎來提供證據”。
這項新研究還發現，分裂相關的錯誤在所有年齡段女性的卵子形成的胚胎中都同樣常見，而卵子和精子的異常則隨著年齡的增長而增加。研究人員懷疑，這一發現可能有助於解釋為什麼即使對於許多年輕、健康的夫婦來說，懷孕也如此困難。“也許我們從研究中發現的一些機制將與理解人類生育力低下的原因有關，”該研究的共同作者、倫敦婦女診所生殖醫學顧問邁克爾·薩默斯說。這項工作也可能有助於闡明麥考伊所說的“早期妊娠丟失的黑匣子”。
科學家們表示，他們希望利用他們的研究結果來改進試管嬰兒技術。例如，薩默斯說，如果改變細胞環境可以降低分裂錯誤的發生率，“那麼你就有可能為試管嬰兒目的挽救大量胚胎，因為這些錯誤是在培養皿中發生的。”