시험관아기시술(IVF)에서 어떤 배아를 이식해야 임신 성공 가능성이 높을까. 난임 의료진이 오랫동안 풀어야 할 과제 가운데 하나다.
최근에는 배아의 형태와 발달 속도뿐 아니라 배아가 자란 배양액의 성분을 분석해 임신 가능성을 예측하려는 연구도 활발하다. 배아를 직접 건드리지 않고도 건강 상태를 파악할 수 있다면 보다 안전하고 정확한 배아 선택이 가능해지기 때문이다.
그렇다면 배아가 자란 배양액 속 산화스트레스 수치를 측정하면 임신 성공 여부를 알 수 있을까. 최근 국제학술지에 발표된 연구는 이러한 가능성을 검증했지만, 아직 임신 성공을 예측하는 독립적인 지표로 활용하기는 어렵다는 결론을 내놓았다.
튀르키예 이스탄불대학교와 카라데니즈공과대학교 연구진은 2026년 9월 22일 국제학술지 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’에 냉동·해동 배아의 배양액에 포함된 산화스트레스 지표와 임신 결과의 관계를 분석한 연구를 발표했다.
배아가 자란 배양액에 임신 성공의 단서가 있을까
배아는 IVF 과정에서 일정 기간 배양액 속에서 성장한다. 이 과정에서 배아는 주변 환경과 물질을 주고받으며 발달한다. 연구자들은 배아가 자란 뒤 남은 배양액에 배아의 생리적 상태를 보여주는 단서가 남아 있을 것으로 보고 있다.
특히 주목받는 것이 산화스트레스다. 산화스트레스는 체내에서 발생하는 산화물질과 이를 억제하는 항산화 방어체계 사이의 균형이 무너지는 현상을 말한다. 산화스트레스가 지나치게 높아지면 세포 기능과 발달 과정에 부정적인 영향을 줄 수 있다.
연구진은 배아 배양액에서 총항산화능(TAS), 총산화상태(TOS), 산화스트레스지수(OSI) 등 세 가지 지표를 측정했다. 총항산화능은 산화물질에 대응하는 방어 능력을, 총산화상태는 산화물질의 전반적인 수준을 나타낸다. 산화스트레스지수는 이 두 지표의 관계를 통해 산화와 항산화 사이의 균형을 평가하는 수치다.
연구진은 이러한 지표들이 배아의 발달단계뿐 아니라 실제 임신 성공 여부와도 관련이 있는지 확인하고자 했다.
5일 배아 생아출산율 47.0%…3일 배아보다 높았다
이번 연구에는 시험관아기 및 미세수정(ICSI) 시술을 받은 난임 부부 101쌍이 참여했다. 연구진은 냉동·해동한 3일 배아를 이식한 여성 50명과 5일 배반포를 이식한 여성 51명을 비교했다.
분석 결과, 5일 배아 이식군의 임상적 임신율은 52.9%로 3일 배아 이식군의 32.0%보다 높았다. 생아출산율 역시 5일 배아 이식군이 47.0%로, 3일 배아 이식군의 28.0%를 웃돌았다.
배양액의 산화스트레스 지표에서도 차이가 확인됐다. 5일 배아의 배양액은 3일 배아에 비해 총항산화능이 높았고, 총산화상태와 산화스트레스지수는 낮았다. 이는 5일 배아의 배양액이 상대적으로 산화스트레스가 낮은 특성을 보였다는 의미다.
그러나 이 결과만으로 5일 배아가 산화스트레스 때문에 임신 성공률이 높았다고 해석할 수는 없다. 배아가 5일까지 발달하는 과정에는 생물학적 선택이 작용할 수 있으며, 연구 역시 배아 발달단계에 따른 차이와 산화스트레스 자체의 예측력을 구분해 분석했다.
산화스트레스 수치가 좋다고 임신에 성공하는 것은 아니었다
이번 연구에서 가장 주목할 부분은 배아 발달단계를 고려한 추가 분석이다.
연구진이 3일 배아군과 5일 배아군을 각각 나눠 임신에 성공한 여성과 그렇지 않은 여성의 배양액을 비교한 결과, 세 가지 산화스트레스 지표 모두 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다.
배아 발달단계를 보정한 로지스틱 회귀분석에서도 총항산화능, 총산화상태, 산화스트레스지수는 임상적 임신을 독립적으로 예측하는 요인으로 확인되지 않았다.
다시 말해 5일 배아의 배양액에서 상대적으로 양호한 산화스트레스 지표가 관찰됐지만, 같은 발달단계의 배아끼리 비교했을 때 그 수치만으로 임신 성공 여부를 구분하기는 어려웠다는 것이다.
연구진은 이러한 결과가 산화스트레스 지표가 임신 성공 가능성 자체보다는 배아의 발달단계나 발달 과정에서 나타나는 생물학적 선택을 반영할 가능성을 시사한다고 설명했다.
배아를 건드리지 않는 검사법, 가능성은 여전하다
이번 연구가 배양액 분석의 가능성 자체를 부정하는 것은 아니다. 오히려 배아를 직접 손상시키지 않고 임신 가능성을 평가하는 비침습적 검사법을 개발하려면 어떤 지표가 실제로 유용한지 더욱 정밀하게 검증해야 한다는 점을 보여준다.
현재 배아 선택에는 발달단계와 형태학적 평가 등이 활용되고 있다. 여기에 배양액의 생화학적 정보를 더하면 배아 상태를 보다 종합적으로 평가할 수 있을 것이라는 기대가 있다.
다만 이번 연구는 101쌍을 대상으로 한 전향적 관찰연구로, 표본 규모가 크지 않다. 또한 3일 배아와 5일 배아의 이식 결과를 비교했지만 무작위 배정 연구가 아니기 때문에 두 이식 전략의 우열을 확정할 수 없다.
연구진 역시 산화스트레스 지표를 실제 배아 선택에 활용하기 위해서는 더 큰 규모의 전향적 연구가 필요하다고 강조했다.
임신 성공의 열쇠, 하나의 수치보다 종합적인 배아 평가
이번 연구는 난임 치료에서 새로운 검사 기술을 어떻게 바라봐야 하는지 생각하게 한다. 특정 생화학적 지표가 임신 성공군과 실패군 사이에서 차이를 보이거나 배아 발달단계에 따라 달라진다고 해서 곧바로 임신 성공을 예측하는 검사로 사용할 수 있는 것은 아니다.
특히 배아의 발달단계, 여성의 연령, 자궁내막 상태, 배아의 형태학적 특성 등 여러 요인이 임신 결과에 영향을 미치는 만큼 단일 지표만으로 성공 가능성을 판단하는 데에는 한계가 있다.
이번 연구에서 5일 배아 이식군의 생아출산율이 높았다는 결과 역시 모든 난임 환자에게 5일 배아 이식이 유리하다는 의미는 아니다. 실제 배아이식 시기와 방법은 확보된 배아 수, 발달 상태, 환자의 치료 이력 등을 종합적으로 고려해 결정해야 한다.
배아가 자란 배양액에는 분명 다양한 생물학적 정보가 담겨 있다. 그러나 그 정보가 실제 임신과 출산을 얼마나 정확하게 예측할 수 있는지는 별개의 문제다.
이번 연구는 배양액 분석이 미래의 배아 선택 기술로 발전할 가능성을 보여주는 동시에, 임상에서 활용하기 위해서는 충분한 과학적 검증이 선행돼야 한다는 점을 다시 한번 확인시켰다.
※ 2026년 9월 22일 국제학술지 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’에 발표된 튀르키예 이스탄불대학교(Istanbul University)·카라데니즈공과대학교(Karadeniz Technical University) 연구진의 연구 ‘3일 및 5일 냉동·해동 배아의 사용 후 배양액에서 나타나는 산화스트레스 양상: 전향적 코호트 연구(Oxidative stress profiles in spent culture media of day 3 and day 5 frozen-thawed embryos: a prospective cohort study)’를 토대로 작성했습니다. 이스탄불대학교 의과대학 IVF센터가 연구에 협력했습니다. DOI: 10.1038/s41598-026-72773-8. 본 기사는 의학 연구 결과를 소개하기 위한 것으로, 개인의 배아이식 방법이나 치료 방침을 결정할 때에는 난임 전문의와 상담해야 합니다.
