体外受精・胚移植において、胚や卵子を凍結保存する技術は生殖補助医療(ART)の根幹を支えています。中でも急速冷却によってガラス化させる「ガラス化保存(ビトリフィケーション)」法は、細胞内に氷結晶ができるのを防ぎ、融解後の高い生存率と良好な妊娠成績をもたらすことから、緩慢凍結法に代わる標準的な手法として世界的に定着しています。
ただし、この技術の成否は依然として胚培養士の手技に大きく依存しています。代表的な手法であるCryotop法では、濃度の異なる複数の凍結保護剤(CPA)溶液に、胚を決められた時間内で順に浸していく必要があり、多段階かつ労働集約的な作業です。手技の熟練度によって結果にばらつきが生じやすく、標準化を難しくしてきました。半自動化システムの開発も進んできましたが、既存の装置は検査室への組み込みや処理能力の面で課題を抱え、普及は限定的でした。
こうした背景のもと、ハイドロゲルを用いた新しい半自動ガラス化保存システム(Biorocks社、中国)の臨床的な有効性と安全性を検証するための研究計画が、BMJ Open誌(2026年)に発表されました(doi:10.1136/bmjopen-2025-114988)。この論文はまだ結果を報告するものではなく、これから実施される多施設共同無作為化比較試験(RCT)と、出産までを追う延長追跡研究の設計そのものを示すプロトコル論文です。何を、どう調べようとしているのかを読み解きます。
“手作業のわざ”を、ジェルとタイマーに置き換える
このシステムは、標準的なART作業台に組み込める小型の装置と、基質、最大3本の容器を保持するホルダー、Cryotopと同サイズで胚を1個収める容器(オープンシステム)、そして凍結保護剤をハイドロゲルとして保持するチップの、5つの要素から構成されます。従来の液体状のCPAを用いる方式と異なり、胚は先に容器へ載せられ、その後にCPAへ曝露される仕組みになっており、CPA曝露後に胚を別の容器へ移し替える工程そのものが不要になります。CPAの負荷は自動で、あらかじめ設定された時間どおりに進みます。
胚盤胞の場合、平衡化用ゲルへの曝露はおよそ14分、ガラス化用ゲルへの曝露はおよそ60秒とされ、その後容器は液体窒素に直接投入されます。冷却速度は毎分およそ3万1900℃、昇温速度は毎分およそ2万4700℃に達し、1台の装置は4つの独立したチャンネルを持ち、最大12本の容器を同時に処理できます。人の手技に依存してきた工程を、ゲルとタイマーによる自動制御に置き換えることが、このシステムの狙いです。
176人を2群に分け、“劣らないか”を確かめる
検証の枠組みは、多施設共同・並行群間・1対1割り付けの無作為化比較試験です。中国の4施設(南京鼓楼医院、空軍軍医大学第二付属医院、深圳市妇幼保健院、広東省妇幼保健院)で、20歳から39歳、BMI 18〜30、体外受精‐胚移植(IVF-ET)または顕微授精(ICSI)の適応があり、培養5日目または6日目にガードナー分類でステージ3以上かつ内細胞塊・栄養外胚葉のグレードがC以外の良好胚盤胞が得られた女性176人(各群88人)が組み入れられます。参加者は新しい半自動システム群と、Cryotop法(Kitazato社、日本)を用いる対照群のいずれかに無作為に割り付けられます。
主要評価項目は、融解後の胚盤胞生存率です。融解1〜2時間後に細胞の75%以上が保たれているか、あるいは胚盤胞が再拡張していれば「生存」と判定されます。この試験は優越性ではなく非劣性を検証する設計で、両群の生存率を97%と仮定したうえで、非劣性マージンは-10%に設定されました。2012年のAlphaコンセンサスが示す許容下限(80%)とベンチマーク(95%)を踏まえた数値です。Farrington-Manning法を用いたサンプルサイズ計算では、片側有意水準0.025、検出力80%の条件で1群あたり78人が必要と算出され、脱落率10%を見込んで合計176人(各群88人)という目標症例数が設定されました。
生存率だけでなく、着床・妊娠、出産まで追う
副次評価項目には、移植5±1週での着床率・臨床妊娠率、10+1週での継続妊娠率、早期流産率に加え、術者による装置性能の主観評価(優・良・不良)が含まれます。安全性については、装置の不具合率や、装置に関連する有害事象・重篤な有害事象の発生率が集計されます。
さらに、親試験(ChiCTR2400093517)の追跡を完了した参加者のうち、改めて同意した人を対象に、出産までを観察する多施設共同前向き延長追跡研究(ChiCTR2500109209)が計画されています。出生後42日までの生児出生率や、母体・新生児それぞれの有害事象が探索的に評価される予定です。
バイアスを減らす工夫として、参加者本人は割り付けを知らされない一方、胚培養士や技師は装置の違い上、盲検化が困難なため、主要評価項目の判定は標準化された顕微鏡画像を用い、割り付けを知らない別の評価者が行う設計になっています。保存された胚盤胞画像の中央判定も予定されています。解析対象集団はintention-to-treat原則に基づくFull Analysis Set、主要な逸脱例を除いたPer-Protocol Set、安全性解析用のSafety Setの3種類が定義され、群間比較にはχ²検定やFisherの正確検定、施設差を調整するCochran-Mantel-Haenszel検定などが用いられます。主要評価項目の欠測データは、最も保守的な「最悪値代入」で扱われる方針です。
臨床現場への含意
日本では、Cryotop法自体がKitazato社(日本)によって開発され、世界的なガラス化保存のゴールドスタンダードとして広く使われてきた経緯があります。その意味で、日本の生殖医療の現場は、今回比較対象となっている手技そのものの発祥地でもあります。胚培養士の育成には長い訓練期間が必要とされる一方、生殖医療へのニーズは拡大を続けており、手技の均質化と省力化を両立できる技術への関心は高まっています。今回の試験が示すのは結果ではなく設計段階であるため、臨床現場が判断材料とできるのは、あくまで今後公表される生存率や妊娠成績のデータが出そろってからということになります。
研究の強みと限界
強みとして、複数施設を横断した無作為化比較試験であり、主要評価項目の判定を盲検化した評価者が担う設計になっている点、非劣性マージンの設定根拠が既存のコンセンサス基準に基づいている点が挙げられます。ハイドロゲルによる自動化という発想自体、ARTの標準化を進めるうえで参考になる技術的方向性です。
一方で限界も明確です。第一に、対象は中国国内の4施設に限られており、他の民族的背景を持つ集団への一般化可能性は今後の検証課題として残ります。第二に、この論文はあくまで研究計画であり、有効性・安全性データそのものはまだ含まれていません。第三に、この臨床試験は装置の開発・製造元であるShenzhen Biorocks Biotechnology社が資金を提供しており、装置や消耗品の提供も同社が行っています。試験の運営や結果の解釈において、この資金関係は念頭に置く必要があります。第四に、延長追跡研究は親試験とは別の同意取得が必要なため、脱落による解析対象の偏りが生じる可能性があります。
おわりに
この研究は、胚培養士の手技に依存してきたガラス化保存の工程を、ハイドロゲルと自動制御によって標準化できるかを、176人規模の無作為化比較試験というかたちで検証しようとする試みです。2024年6月に開始され、2027年2月までの実施が予定されており、患者の組み入れはすでに始まっています。融解後の生存率という主要評価項目に加え、着床・妊娠・出産までを追う枠組みが用意されている点は、単なる技術的な同等性の証明にとどまらない設計といえます。今後公表される結果によって、手技に依存してきた工程がどこまで機械に置き換えられるのかが明らかになっていくものと見られます。
参考文献
1. Wang S, Chen L, Chen L, et al.『Efficacy and safety of a novel semiautomated vitrification system for human blastocysts: a study protocol for a multicentre randomised controlled device trial with a live-birth extension study』BMJ Open 2026;16:e114988. doi:10.1136/bmjopen-2025-114988