高龄女性卵母细胞的纺锤体观察与受精时机

实验室按第一极体是否排出判断卵母细胞是否成熟。ESHRE 与 ALPHA 2025 年发布的伊斯坦布尔共识更新指出，带第一极体的卵母细胞中有一部分仍处于第一次减数分裂的末期，只有在细胞质内观察到中期 II 纺锤体，才能确定卵母细胞的减数分裂成熟状态。偏振光纺锤体观察与随之调整的受精时机由此进入讨论。

判断卵母细胞成熟的现行方法

促排卵周期的最后一步是扳机，即注射促使卵母细胞完成最终成熟的药物，常用人绒毛膜促性腺激素（hCG）或促性腺激素释放激素激动剂。多数中心在扳机后 36 小时左右取卵。

取卵得到的是卵丘－卵母细胞复合体。做单精子卵胞浆内注射（ICSI）前，实验室用透明质酸酶与机械吹打去除卵丘细胞，这一步称为脱颗粒。脱颗粒之后，卵母细胞在倒置显微镜下暴露出来，胚胎学家按细胞核的形态判断它处于哪个阶段：细胞核仍以生发泡（GV）形式存在的属于未成熟；生发泡已破裂但未排出极体的处于第一次减数分裂中期（MI）；卵周隙内出现第一极体的判为第二次减数分裂中期（MII），进入 ICSI 程序。

这套判据的依据是第一极体的排出标志着第一次减数分裂完成。它简便、无需额外设备，是全球实验室的常规做法。

第一极体判据在何处失效

2025 年欧洲人类生殖与胚胎学会（ESHRE）与 ALPHA 生殖医学科学家协会联合发布伊斯坦布尔共识更新，重新梳理了卵母细胞与胚胎的形态学评估。该文件指出，卵周隙中出现第一极体的卵母细胞里，有一部分仍处于第一次减数分裂的末期（Telophase I）。[1] 末期 I 的卵母细胞已经完成染色体分离、已经排出极体，但第二次减数分裂的纺锤体尚未组装完成，染色体还没有在赤道面重新排列。共识的表述是：只有在细胞质内观察到第二次减数分裂的纺锤体，才能确定卵母细胞的减数分裂成熟状态。

按第一极体判断，末期 I 的卵母细胞会被计入 MII 并立即注射精子。精子进入一个尚未完成核成熟的卵母细胞，受精过程与随后的染色体分离都在非正常的时序下进行。

纺锤体的结构与偏振光成像

减数分裂纺锤体由微管构成，两极之间的微管束连接染色体的着丝粒，在分裂时牵引染色体分离。微管是高度有序排列的分子聚合体，具有双折射：偏振光通过时，沿不同方向的折射率不同，产生可测量的相位延迟（retardance）。双折射是微管排列本身的光学性质，不需要外加荧光标记。

观察纺锤体的传统方法是把卵母细胞固定后做微管蛋白免疫荧光染色或透射电镜。固定意味着卵母细胞不能再用于治疗，这类方法无法进入临床。偏振光显微镜不需要固定与染色。Keefe 等在 2003 年 Reproductive BioMedicine Online 的方法学论文中说明，液晶偏振光显微镜（LC-PolScope）采用接近圆偏振的照明，使测得的双折射值不依赖标本在成像平面内的朝向，灵敏度足以显示哺乳动物纺锤体的低水平双折射；该系统在包括接受 ICSI 的女性卵母细胞在内的哺乳动物卵母细胞上已完成安全性验证，所提供的结构信息与免疫染色接近。[2]

成像在加热载物台上进行，通常维持 37℃。整个观察过程在数秒内完成，卵母细胞随后照常进入 ICSI。

偏振光下纺锤体的可见比例

已发表的偏振光可见率数字分布在 78% 至 86% 之间。各研究的人群年龄、观察时点与设备不同，数字之间不能直接换算。

Fang 等 2007 年发表于 Journal of Assisted Reproduction and Genetics 的比较性观察研究中，来自 15 位患者、平均年龄 31.6±2.97 岁的 134 枚体内成熟卵母细胞，偏振光下纺锤体可见率为 83.6%；来自 11 位多囊卵巢综合征患者、平均年龄 31.09±1.13 岁的 105 枚体外成熟卵母细胞，可见率为 77.1%。[3]

Konc 等 2012 年在 TheScientificWorldJournal 报告的冷冻－复苏队列中，每枚卵母细胞在冷冻前与复苏培养后各接受一次偏振光检查，259 枚中检出纺锤体 221 枚（85.3%）。[4]

Kratochvilova 等 2026 年发表于 Reproduction & Fertility 的回顾性研究纳入捷克一家辅助生殖中心 2018 至 2024 年的 209 个周期，女方平均年龄 38.46±3.86 岁，其中 85% 超过 35 岁。1,879 枚卵母细胞在扳机后 36 至 39 小时首次接受偏振光检查，1,480 枚（78.8%）可见纺锤体，277 枚（14.75%）未检出纺锤体，122 枚（6.5%）表现为纺锤体微管与第一极体之间存在连接桥。[14]

另一组常被混用的数字来自固定染色研究。Coticchio 等 2006 年在 Human Reproduction 报告，104 枚未经冷冻的新鲜 MII 卵母细胞在共聚焦显微镜下，76 枚（73.1%）显示正常的双极纺锤体伴染色体赤道排列。[5] 这一比例衡量的是纺锤体的结构是否正常，与偏振光能否检出双折射信号不是同一指标。

纺锤体不可见对应的三种情形

一、卵母细胞尚未完成核成熟。处于末期 I 或正在从第一次减数分裂向第二次减数分裂过渡的卵母细胞，纺锤体正在解体或尚未重新组装，此时没有稳定的微管排列可供检出。Kratochvilova 等把这类卵母细胞与“连接桥”形态合并归入未完全成熟组。[14]

二、微管因温度下降而解聚。Yang 等 2010 年在 Journal of Experimental & Clinical Assisted Reproduction 的实验中，16 枚在 37℃ 下可见纺锤体的新鲜 MII 卵母细胞，在不加冷冻保护剂的条件下降温至 20℃ 后纺锤体信号消失；同一批卵母细胞在 37℃ 下与 1.5 M 丙二醇、1.5 M 乙二醇、1.5 M 二甲亚砜或 10 μM 紫杉醇平衡后再降温，纺锤体在 20℃、10℃ 乃至 0℃ 仍然可见，部分变得更清晰。作者据此建议卵母细胞冷冻的平衡温度不低于 33℃。[9]

温度引起的解聚在复温后可逆。Chen 与 Yang 2009 年在 Taiwanese Journal of Obstetrics & Gynecology 的综述指出，微管在热变化下解聚、在恢复培养后重新聚合；玻璃化冷冻后的纺锤体恢复快于慢速冷冻，孵育 3 小时后两种方法的恢复程度接近。[10]

三、纺锤体结构异常。微管排列紊乱、纺锤体多极或染色体未在赤道面排列的卵母细胞，双折射信号弱或不成形。Tilia 等 2020 年发表于 Fertility and Sterility 的前瞻队列把 ICSI 时的纺锤体形态分为正常、畸形、半透明、不可见与末期五类，共分类 2,056 个纺锤体，“不可见”在该分类体系中与“畸形”并列，属于结局较差的一组。[11]

这三种情形在一次静态观察中无法区分。Kratochvilova 等的处理方式是对首次检查未见纺锤体或呈连接桥的卵母细胞在约一小时后重复观察，最终评估安排在 ICSI 前约 20 分钟。重复观察可显示纺锤体信号的变化，但信号重新出现并不能单独区分成熟进程与复温后的微管重组。

第一极体与纺锤体的位置关系

ICSI 的常规操作把第一极体置于 12 点或 6 点位置，从 3 点位置进针，前提是纺锤体紧邻第一极体。这一近似定位不能保证针头避开纺锤体。

Hardarson 等 2000 年在 Human Reproduction 记录了第一极体与中期 II 纺锤体的实际空间关系，以卵母细胞中心、纺锤体与第一极体三点构成的夹角表示（该文摘要未说明成像方法）。54 枚体内成熟卵母细胞的纺锤体相对第一极体位置的平均偏离为 41.7°，43 枚体外成熟卵母细胞为 26.6°，两组差异有统计学意义（P=0.005）。两组的多数纺锤体与第一极体位于同一半球。[6]

同类比较在 2004 年的《第一军医大学学报》重复过一次。Zhu 等用 LC-PolScope 观察，体内成熟与体外成熟卵母细胞的角度差异同样显著（P=0.006），结论是第一极体不能预测中期 II 纺锤体的确切位置。[7]

女方年龄与纺锤体位置相关。Inoue 等 2024 年在 Reproductive Medicine and Biology 的回顾性分析中，以纺锤体正位于第一极体下方定义为 0°，多分类 logistic 回归显示年龄较大的女性中，纺锤体位于 30°<θ≤60°、60°<θ≤90°、90°<θ≤180° 相对于 θ=0° 的比值比分别为 1.020、1.030 与 1.060。[12]

纺锤体状态与受精率、胚胎发育及整倍体

受精率

Fang 等 2007 年的研究中，纺锤体位于第一极体正下方或紧邻位置的卵母细胞受精率为 93.3%，显著高于其他各组；未检出纺锤体的卵母细胞受精率在体内与体外成熟两类中均明显下降。[3] Inoue 等 2024 年的回顾性分析中，在长方案、短方案、拮抗剂方案与高孕激素状态下促排（PPOS）四种促排方案下，可见纺锤体的卵母细胞正常受精率均显著高于未见纺锤体者；受精率在 0°≤θ≤180° 的各位置区间之间未检出差异。[12]

囊胚形成

Lee 等 2026 年在 Frontiers in Endocrinology 的前瞻队列纳入 2024 年 8 月至 2025 年 8 月台湾一家生殖中心的 581 枚来自 38 岁及以下女性的 MII 卵母细胞。可见中期 II 纺锤体的卵母细胞可用囊胚形成率为 46.1%，未见纺锤体者为 15.6%。纺锤体与透明带双折射信号均高的卵母细胞可用囊胚率最高，为 53.7%。该研究提出纺锤体与卵母细胞整体的相位延迟比值（SOLRR）作为量化指标，多因素分析中 SOLRR 与抗缪勒管激素分别为可用囊胚形成的正向与负向预测因子（校正比值比 1.148 与 0.939），SOLRR 单独使用时的受试者工作特征曲线下面积为中等水平。[13]

整倍体率

Tilia 等 2020 年的前瞻队列中，正常形态的纺锤体与囊胚整倍体正相关，在校正女方年龄、囊胚质量与发育阶段之后这一关联仍然成立。[11] 这说明纺锤体形态携带的信息与年龄提供的信息并不完全重叠。

Kratochvilova 等 2026 年的研究中，1,879 枚卵母细胞里有 462 枚（24.5%）发育为胚胎并接受胚胎植入前非整倍体检测（PGT-A）。来自可见纺锤体卵母细胞的 434 枚胚胎中 182 枚为整倍体（42%）；来自未见纺锤体或呈连接桥卵母细胞的 28 枚胚胎中 4 枚为整倍体（14%）。后一组的分母为 28，估计精度有限。该研究为单中心回顾性设计，PGT-A 并非对所有胚胎实施，而是在高风险患者中选择性进行，存在选择偏倚。[14]

“延长培养”包含两个不同的操作

围绕受精时机的研究分属两类，二者延长的是不同区段。

第一类延长的是扳机到取卵的间隔，卵母细胞在卵泡内继续成熟。这一区段有随机对照试验与系统综述。Wang 等 2011 年在 Journal of Assisted Reproduction and Genetics 的荟萃分析纳入 5 项随机对照试验共 895 名参与者，报告长间隔组的成熟卵母细胞比例高于短间隔组；受精率（RR 0.99，95% CI 0.94–1.04）、着床率（RR 0.91，95% CI 0.40–2.04）与妊娠率（RR 0.79，95% CI 0.58–1.08）未检出统计学显著差异。[15]

Bosdou 等 2015 年在 Reproductive BioMedicine Online 的随机对照试验把 156 名正常排卵女性随机分配至扳机后 36 小时或 38 小时取卵。取卵率的组间差值为 +1.2%（中位数差的 95% CI −4.5 至 +12.1），获卵数中位数 5.5 与 6.0，受精率中位数 57.7% 与 50.0%，活产率 20.5% 与 16.7%（率差 +3.8%，95% CI −8.5 至 +16.1）。在这项试验的人群与终点上，把间隔从 36 小时延长到 38 小时未检出结局差异。[16]

按个体情况选择性延长的思路在更早的随机研究中出现过。2,650 个 ICSI 周期中，有 72 个周期的未成熟卵母细胞占比达到或超过 47%（Raziel 等，Fertility and Sterility 2006）。这些患者在下一个周期被分配到相同间隔或提前 3 至 4 小时注射扳机药物，实际实现的扳机到取卵间隔为 38.6±1.2 小时与 35.3±0.7 小时，未发生提前排卵。该设计按上一周期的成熟情况决定是否延长，适用对象是既往未成熟卵比例高的患者。[17]

按纺锤体状态调整受精时机的队列数据

Kratochvilova 等的操作流程是：扳机后 36 至 39 小时完成首次偏振光检查；对未检出纺锤体或呈连接桥的卵母细胞，约一小时后复查；周期中若含有这两类卵母细胞，则推迟该周期的受精时间；扳机到 ICSI 的间隔控制在 36 至 44 小时之间，不超过 44 小时，作者给出的理由是卵母细胞老化风险。[14]

经过这一流程，可见纺锤体的卵母细胞比例从首次检查的 78.8%（1,480/1,879）升至最终检查的 92.2%（1,733/1,879），未检出纺锤体者从 14.75%（277 枚）降至 6.2%（116 枚），呈连接桥者从 6.5%（122 枚）降至 1.6%（30 枚）。这一信号变化可能反映卵母细胞继续成熟，也可能与复温后的微管恢复有关；仅凭重复观察无法区分。

按扳机到 ICSI 间隔分组的整倍体率为：36 至 39 小时组 230 枚胚胎中 76 枚整倍体（33%），40 至 44 小时组 232 枚胚胎中 110 枚整倍体（47%），P=0.039557。

该队列的女方平均年龄 38.46 岁，85% 超过 35 岁，结果对应的是高龄人群。

纺锤体观察在其他场景中的应用

常规 IVF 受精失败后的早期补救 ICSI

Gao 等 2025 年在 Journal of Assisted Reproduction and Genetics 的回顾性队列纳入 332 个早期补救 ICSI 周期，按是否在补救前进行偏振光纺锤体观察分为两组。观察组的正常受精率为 82.55%，对照组为 71.49%（P<0.01）；三原核率分别为 3.17% 与 8.89%（P<0.01）。在 35 岁以上亚组中，观察组的正常卵裂率为 38.60%，对照组为 22.47%（P<0.05）。两组的胚胎发育与着床潜能未检出统计学显著差异。[18]

卵母细胞冷冻的时机选择

Mašata 等 2024 年在《Česká gynekologie》报告的个案中，38 岁女方的卵母细胞按偏振光结果分类，纺锤体与第一极体夹角不超过 30° 或纺锤体显示不清的卵母细胞在评估后再培养 4 小时（取卵后 8 小时）才实施玻璃化冷冻，解冻后完成成熟并受精，最终足月分娩。个案报告不提供比较，只说明操作方式。[20]

纺锤体形态的分级

Buderatska 等 2026 年在 Journal of Assisted Reproduction and Genetics 提出 MOL 评分，用三位编码分别记录纺锤体形态（桶状、改变、增大、显示不清、缺失）、相对第一极体的朝向与角位移。该研究同时记录冷冻复苏对三项分布的影响，报告特定 MOL 组合与受精及整倍体囊胚形成相关。[19]

纺锤体与极体夹角的自动量化

一项 2026 年的预印本用基于 U-Net 的深度学习模型自动测量 81 枚扳机后约 40 小时成像的 MII 卵母细胞的纺锤体－极体夹角，报告落在 8° 至 32° 区间的卵母细胞来源胚胎整倍体率为 72.2%，区间外为 31.1%（P=0.000236），患者聚类逻辑回归的比值比为 5.76（95% CI 2.03–16.31）。该文为概念验证研究，样本 81 枚，尚未经同行评议。[21]

目前的证据状态

偏振光纺锤体成像的安全性在方法学层面已有验证（Keefe 等 2003；Zhu 等 2004）。它与结局的关联在受精率与胚胎发育层面重复出现于多个独立队列（Fang 等 2007；Tilia 等 2020；Inoue 等 2024；Lee 等 2026；Kratochvilova 等 2026）。

临床终点层面的证据弱得多。Inoue 等 2024 年的回顾性分析中，妊娠率、活产或持续妊娠率与流产率在纺锤体可见与不可见之间、在纺锤体各位置区间之间均未检出差异。Gao 等 2025 年的研究中，受精率与卵裂率的组间差异达到统计学显著，胚胎发育与着床潜能未检出差异。涉及活产终点的随机对照试验目前没有。

对高龄患者而言，可以从现有数据中读出的内容是：仅凭第一极体可能把部分末期 I 卵母细胞计作 MII；偏振光观察能够识别出其中一部分尚未完成核成熟的卵母细胞；在单中心回顾性数据中，对这部分卵母细胞推迟受精后，可见纺锤体的比例上升，相应周期的胚胎整倍体率高于按常规间隔受精的周期。推迟的上限在该中心设为扳机后 44 小时。

文献与证据表

21 项文献的设计、样本与主要结果

表注：文献 [3][4][5] 的百分比分别对应偏振光可见率与共聚焦下的结构正常率，两类指标不可直接比较。文献 [15][16][17] 延长的是扳机到取卵的间隔，文献 [14] 延长的是扳机到 ICSI 的间隔，后者包含取卵后的体外培养时间。证据检索截至 2026 年 9 月 22 日，经 Europe PMC 逐条核对作者、期刊与卷期页码；未进行注册系统评价。

医学声明

本文为医学科普内容，按已发表文献整理，不替代面诊、不构成诊疗建议，也不针对任何具体患者的治疗方案。文中涉及的纺锤体观察、受精时机调整与实验室流程由各生殖中心按自身条件与所在地法规决定。

文中所有量化结果均来自文末表列文献的原文摘要或全文，设计与样本量随结果一并标注。单中心回顾性数据与随机对照试验的证据强度不同，表中已分别注明。

本文配有五张医学信息图和三张 AI 生成的概念插画；网页封面采用其中一张概念插画。所有配图均非真实显微图像或临床资料。