中國8對育齡夫婦中就有1對存在不孕不育問(wèn)題,當科學(xué)家利用小鼠胚胎干細胞,在體外培育出具有繁殖能力的人工精子,到臨床應用雖還有漫長(cháng)的道路,但這無(wú)疑傳遞了一個(gè)好消息,在未來(lái),無(wú)精癥患者能不靠捐精而擁有遺傳了自己基因的孩子。
2016年2月底,一支由中國科學(xué)院、南京醫科大學(xué)等組成的聯(lián)合科研團隊,在權威科學(xué)期刊《細胞?干細胞》(CellStemCell)上發(fā)表了一項重磅科研成果,科學(xué)家利用小鼠的胚胎干細胞,在體外培育出了具有生殖功能的精子細胞,并成功用其繁衍出小鼠后代。
這對精子合格率不高的現代人而言,無(wú)疑是個(gè)利好消息。
全國各地捐精者數據顯示,中國成年男子的精子合格率不到30%。不合格精子主要表現在精子濃度、活力、存活率、形態(tài)等方面。中國每8對育齡夫婦中就有1對存在不孕不育問(wèn)題,不孕不育發(fā)病率在12.5%-15%左右,患者人數超過(guò)4000萬(wàn)。
這項在基礎研究上取得的突破,雖然尚未實(shí)現用人體干細胞誘導分化出人工精子,臨床應用還遙遙無(wú)期,但這一消息無(wú)疑給輔助生殖領(lǐng)域與廣大的不育患者帶來(lái)新的希望。
不過(guò),技術(shù)的兩面性,也引發(fā)醫學(xué)界一連串的疑問(wèn),人工精子與睪丸中天然生成的精子是否實(shí)質(zhì)等同,攜帶的遺傳基因是否正常,是否會(huì )發(fā)生基因突變,子代的安全性是否可靠,若未來(lái)技術(shù)成熟至可用于臨床,其背后的醫學(xué)倫理將如何考量?
沒(méi)有尾巴的“人工精子”功效如何
由中國科學(xué)院院士、中科院動(dòng)物所研究員周琪領(lǐng)銜的這支科研團隊,首次在體外模擬了精子的發(fā)育過(guò)程,并將得到的精子細胞直接注入小鼠卵細胞中,產(chǎn)生的健康小鼠后代已經(jīng)存活了15個(gè)月,這批小鼠已經(jīng)成功生育了下一代。
動(dòng)物精子在精巢中形成,精巢中生有原始的、尚未成熟的精原細胞,每個(gè)精原細胞都含有與體細胞內數目相同的染色體。在發(fā)育過(guò)程中,一部分精原細胞分裂增殖為初級精母細胞。初級精母細胞經(jīng)過(guò)兩次連續的減數分裂,才成為成熟的雄性生殖細胞——精子。
“人工精子”的培育過(guò)程是:科研人員將小鼠胚胎干細胞誘導分化成原始生殖細胞,然后將其植入一個(gè)人工模擬的“自然組織環(huán)境”,原始生殖細胞分裂產(chǎn)生功能性精子細胞。
普通的精子像小蝌蚪似的,這些人工精子不同,是圓的,并沒(méi)有那條細長(cháng)的尾巴。
體外模擬的重點(diǎn)是,找到能夠模擬減數分裂過(guò)程的關(guān)鍵因子。在經(jīng)過(guò)一些嘗試后,科研人員“幸運”地在較短的時(shí)間內得到了這些缺一不可的關(guān)鍵因子。
減數分裂是一個(gè)非常關(guān)鍵的過(guò)程,也是體外誘導形成功能性精子的一個(gè)主要障礙。減數分裂,使性細胞配子的染色體數目減半,兩性配子結合后,合子的染色體數目又重新恢復到親本水平。這一過(guò)程使有性生殖的后代始終保持親本固有的染色體數目,保證了遺傳物質(zhì)的相對穩定。
為了證明減數分裂確實(shí)在體外發(fā)生了,研究人員必須在研究結果中提供減數分裂特定時(shí)期的核DNA含量、正常的染色體數目和形態(tài),以及體外誘導形成的精子細胞產(chǎn)生健康后代的能力等證據,這是“黃金標準”。
這一團隊培育的人工精子只有一套染色體,說(shuō)明整個(gè)培育過(guò)程確實(shí)經(jīng)過(guò)了減數分裂關(guān)鍵的發(fā)育階段。
在過(guò)去的20多年里,科學(xué)界一直嘗試在實(shí)驗室里培養出人工精子細胞,各國科學(xué)家各顯神通。
1994年,美國賓夕法尼亞州大學(xué)獸醫學(xué)院的研究人員發(fā)展了在小鼠間移植精原干細胞的方法;1996年,科研人員將健康雄性老鼠的冷凍精原干細胞,植入了不能生育的雄性老鼠體內之后,后者順利產(chǎn)生了精子。
此后數年,人工精子研究一度沒(méi)有突破性的進(jìn)展。直到2003年初,日本一個(gè)科研小組宣布,他們成功地把實(shí)驗鼠的胚胎干細胞變成了精子細胞。
2012年,中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院研究員李勁松研究團隊建立了小鼠孤雄單倍體胚胎干細胞系,這一細胞能使卵細胞“受精”,生產(chǎn)出半克隆小鼠,但問(wèn)題是隨著(zhù)細胞的傳代,受精能力會(huì )逐漸丟失。三年后,法國一家生物技術(shù)公司Kallistem的研究人員宣稱(chēng),他們從6個(gè)患有不育癥的男性睪丸中提取出精原細胞,成功培育出成熟的人造精子細胞。
然而,這些研究都沒(méi)能達到“黃金標準”,減數分裂指標不夠,而且所獲得的單倍體生殖細胞的功能性也沒(méi)有得到驗證。
“(我們的)研究最大差別是實(shí)現了生殖細胞在體外完成減數分裂過(guò)程,這是一個(gè)新起點(diǎn)。”周琪團隊成員之一、如今已在南方醫科大學(xué)任職的趙小陽(yáng)接受《財經(jīng)》采訪(fǎng)時(shí)表示。
最新的研究成果也還是有不足之處。如對于人工精子沒(méi)有尾巴的特征,有專(zhuān)家就擔憂(yōu),這樣的人工精子無(wú)法自己游向卵子,只能借助外部注入來(lái)實(shí)現結合。
在周琪看來(lái),人工精子的尾巴沒(méi)有那么重要,“人工精子有可能發(fā)育出尾巴,但是從發(fā)育的角度來(lái)看,對小鼠是不需要的;人類(lèi)在未來(lái)的應用中是否需要人工精子的尾巴,還需要進(jìn)一步研究。”他說(shuō),精子有不同的發(fā)育階段,培育出的小鼠精子是還沒(méi)有變形的階段,但其已經(jīng)具有了精子的功能了,這是最重要的。
美國斯坦福大學(xué)博士維托里奧?塞巴斯蒂亞諾認為,這項科研進(jìn)展是一個(gè)里程碑,盡管距離臨床應用尚有不小距離,但是我們無(wú)法預料用這種方法得到的配子會(huì )對后代產(chǎn)生怎樣的影響,這個(gè)話(huà)題非常值得討論。
周琪團隊也在關(guān)注“人工精子”會(huì )否基因突變,相關(guān)的研究也在跟蹤進(jìn)展。“任何生命科學(xué)研究,包括干細胞研究,存在變異的可能性都很大,這個(gè)問(wèn)題是回避不了的,也是這個(gè)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題。”周琪告訴《財經(jīng)》記者,現在取得的成果還只是在基礎研究、針對基本知識層面的挑戰,“目前的人工精子培育技術(shù)還不是解決無(wú)精癥的實(shí)際通道”。
有了試管嬰兒技術(shù),還需要人工精子
在等待培育人工精子的路上,各種輔助生殖技術(shù)已走得很賣(mài)力了,如接受捐精做試管嬰兒的技術(shù),就在各國被頻繁應用??烧{查顯示,一些獲得捐精的家庭并不快樂(lè ),這使人工精子技術(shù)的需求極為迫切。
30歲的劉川(化名),是山東省濟寧市一家工廠(chǎng)的老板。今年初,妻子生下了體重6斤8兩的兒子,這個(gè)很吉利的數字,讓劉川很開(kāi)心。
作為一名無(wú)精癥患者,在醫院做過(guò)多次精液分析與睪丸穿刺確診后,劉川最終聽(tīng)從了主治醫生的建議,接受由精子庫提供的匿名精子,做人工授精手術(shù)。劉川并非孤例,僅山東省在去年就增加了7000多個(gè)周期的試管嬰兒手術(shù)。
“一想到精子不是自己的,心里就覺(jué)得別扭。”劉川接受《財經(jīng)》記者采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)。
在他的主治醫生孫秀芹看來(lái),劉川的情況并非孤例,“我們接觸到的患者中,很多在通過(guò)試管嬰兒技術(shù)生下寶寶后,都會(huì )有這樣的心態(tài)”。孫秀芹是山東濟寧第一人民醫院生殖醫學(xué)中心的主任醫師,曾組建了魯西南地區最大的生殖醫學(xué)中心,并組織實(shí)施了濟寧地區首例第一代試管嬰兒、第二代試管嬰兒、凍融胚胎試管嬰兒手術(shù)。
前不久,孫秀芹參加了一個(gè)輔助生殖技術(shù)倫理會(huì ),會(huì )上一名輔助生殖領(lǐng)域的專(zhuān)家作報告稱(chēng),在對接受供精人工授精手術(shù)的家庭進(jìn)行隨訪(fǎng)時(shí)發(fā)現,600多個(gè)受訪(fǎng)家庭,多半存在家庭不幸福的情況。
無(wú)精癥患者靠供精進(jìn)行試管嬰兒手術(shù),是目前的醫學(xué)技術(shù)下,唯一的可行手段。
如果男方精子數量稀少或活動(dòng)量不足,可以采用“第二代試管嬰兒”技術(shù),即直接將精子注射入卵母細胞胞漿內,以達到懷孕目的。卵子與精子要正常結合,一個(gè)卵子周?chē)枰獓@2萬(wàn)個(gè)精子以上才能實(shí)現,而弱精癥患者,精子數量遠遠達不到,只能用顯微注射針人工將精子注射到卵子中。
無(wú)精癥患者要想讓女方受孕,只能用精子庫里的捐贈精子,借助“第一代試管嬰兒”技術(shù),將精子與卵子放在體外共同培養,讓精子和卵子的自由結合來(lái)實(shí)現受精過(guò)程。
一般在手術(shù)前,醫生都會(huì )反復向夫妻雙方強調手術(shù)后可能的心態(tài)變化,可仍然有很多家庭會(huì )出現問(wèn)題,甚至會(huì )后悔生下試管嬰兒。
“誰(shuí)都想生一個(gè)與自己有血親關(guān)系的孩子,迫不得已靠供精生下試管嬰兒,有心理陰影這也是可以理解的。”孫秀芹說(shuō)。
北京大學(xué)人民醫院計劃生育與生殖醫學(xué)科主任醫師沈浣也常常碰到這樣的案例。她在接受《財經(jīng)》記者采訪(fǎng)時(shí)說(shuō),為了盡量避免患者手術(shù)后后悔,或者出現復雜心態(tài),他們一般不給太年輕的夫婦進(jìn)行試管嬰兒手術(shù),“有的心智不太成熟,考慮不周全”。
“人工精子”技術(shù)的推出,顯然,有望解決劉川們的煩惱。
“若干年后,這一技術(shù)成熟了,用體細胞就可以制造人工精子。臨床上患有無(wú)精癥的患者比較多,又都迫切希望要有自己血親的后代,這對于患者與輔助生殖領(lǐng)域來(lái)說(shuō)都是值得期待的。”孫秀芹表示。
沈浣期待“人工精子”的相關(guān)科學(xué)研究能有更突破性的進(jìn)展,比如用人體干細胞誘導出成熟的、有受精能力的、對子代也很安全的精子。
逃不過(guò)的倫理討論
人工精子技術(shù)用在人類(lèi)身上還有很長(cháng)的路要走,因為對實(shí)驗動(dòng)物來(lái)說(shuō),20%的健康后代或許已經(jīng)足夠好,在人類(lèi)身上就不行了??僧吘惯@項技術(shù)已經(jīng)有了,是不是未來(lái)就不需要男性了?每一次“人工精子”,甚至是每一個(gè)人工輔助生殖技術(shù)推出后,科學(xué)界與公眾都會(huì )產(chǎn)生這樣的討論。
對此,趙小陽(yáng)表示,“這項技術(shù)需要用到男性的遺傳信息(體細胞),(與自然生育)唯一的差異就是可以在體外實(shí)現,而不是體內。”
目前看,人工精子技術(shù)未來(lái)的應用可能有兩大類(lèi):一是作為科學(xué)研究的一個(gè)新載體,建立人類(lèi)不育癥的體外模型,用于人體不育機制研究和藥物篩選;二是投入臨床應用,體外獲得病人體細胞來(lái)源的功能精子。
這項成果還處于研發(fā)階段,如果未來(lái)投入臨床應用,不但需要嚴格的、漫長(cháng)的科學(xué)驗證階段,還要看是否符合倫理。
按照原衛生部于2003年修訂的《人類(lèi)輔助生殖技術(shù)倫理原則》,醫務(wù)人員不得實(shí)施生殖性克隆技術(shù),不得進(jìn)行各種違反倫理、道德原則的配子和胚胎實(shí)驗研究及臨床工作。
沈浣告訴《財經(jīng)》記者,國內進(jìn)行誘導生殖細胞的研究是可以的,但是誘導生殖細胞成功了,是否可以用來(lái)做人的胚胎,還需要通過(guò)倫理委員會(huì )進(jìn)行倫理評估,“每家醫院在臨床上運用新技術(shù),都要通過(guò)倫理委員會(huì )評估新技術(shù)對患者、后代、社會(huì )的利害”。
這樣的討論不僅涉及倫理,也有社會(huì )、法律等層面的問(wèn)題。
比如,在未來(lái)如果人工精子、人工卵子、人工卵巢、人工子宮等技術(shù)都成熟了,即使是七八十歲的夫婦也能輕易地生孩子,那么當他們接受了人工生殖技術(shù),孩子出生后還沒(méi)成年時(shí)父母就去世了,誰(shuí)來(lái)?yè)狃B?
雖然這些惱人的問(wèn)題一時(shí)都還無(wú)法解答,對于那些真正的不孕不育患者,新技術(shù)是解救的唯一出路,不得不期待。他們甚至希望的更多。
如,隨著(zhù)國家二孩政策的放開(kāi),高齡生育的人群在懷孕時(shí)面臨各種問(wèn)題,最突出的問(wèn)題就是女方?jīng)]有卵子;有的患者由于刮取子宮內膜或宮腔內容物的手術(shù)(刮宮),造成子宮發(fā)生不可逆的變化,無(wú)法生孩子,而中國法律不容許代孕;還有,中國現在30歲以下女性中,卵巢早衰的發(fā)病率為1%,要懷孕必須使用人工供卵。而現有的人工輔助生殖技術(shù)中,在精子庫找到精子很容易,但國內沒(méi)有卵子庫,要找到捐贈的卵子很困難。
面對這些生殖難題,多數患者還是寄望于生命科學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)家們有所斬獲。美國斯坦福大學(xué)遺傳倫理學(xué)專(zhuān)家漢克?格雷利,在其最新出版的《性的終結與人類(lèi)生殖的未來(lái)》一書(shū)中說(shuō):在20年到40年內,當夫妻想要孩子時(shí),父親只需要提供精子,母親只需要提供一些皮膚細胞。格雷利聲稱(chēng),干細胞技術(shù)已經(jīng)可以讓他的設想成為現實(shí)。
確實(shí),在生命科學(xué)中,尤其是干細胞領(lǐng)域,每一項科研進(jìn)展似乎都會(huì )推動(dòng)人工輔助生殖技術(shù)的發(fā)展,給不孕不育患者帶來(lái)新希望(16.29,-0.29,-1.75%)。
不過(guò)正如沈浣所言,這些技術(shù)應用于人、作用于整個(gè)社會(huì ),一定要經(jīng)過(guò)倫理的考驗才能普及。并不是所有技術(shù)層面可行的新技術(shù),就一定合理。
主要用于急性智齒冠周炎,局部牙槽膿腫、牙髓炎、根尖周炎等。
健客價(jià): ¥5用于急性智齒冠周炎、局部牙槽膿腫、牙髓炎、根尖周炎等。
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健客價(jià): ¥5用于急性智齒冠周炎、局部牙槽膿腫、牙髓炎、根尖周炎等。
健客價(jià): ¥5用于急性智齒冠周炎、局部牙槽膿腫、牙髓炎、根尖周炎等。
健客價(jià): ¥3.7用于急性智齒冠周炎、局部牙槽膿腫、牙髓炎、根尖周炎等。
健客價(jià): ¥11用于急性智齒冠周炎、局部牙槽膿腫、牙髓炎、根尖周炎等。
健客價(jià): ¥5.5本品在與孕激素聯(lián)合使用建立人工月經(jīng)周期中用于補充主要與自然或人工絕經(jīng)相關(guān)的雌激素缺乏。生殖泌尿道營(yíng)養性疾?。ㄍ怅庩幍牢s,性交困難,尿失禁),預防原發(fā)性或繼發(fā)性雌激素缺乏所造成的骨質(zhì)丟失。
健客價(jià): ¥78與孕激素聯(lián)合使用建立人工月經(jīng)周期中用于補充主要與自然或人工絕經(jīng)相關(guān)的雌激素缺乏:血管舒縮性疾病(潮熱),生殖泌尿道營(yíng)養性疾病(外陰陰道萎縮,性交困難,尿失禁)以及精神性疾病(睡眠障礙,衰弱)。
健客價(jià): ¥331)預防及治療深靜脈血栓及肺栓塞; 2)預防心肌梗塞后血栓栓塞并發(fā)癥(卒中或體循環(huán)栓塞); 3)預防房顫、心瓣膜疾病或人工瓣膜置換術(shù)后引起的血栓栓塞并發(fā)癥(卒中或體循環(huán)栓塞)。
健客價(jià): ¥57.5彝醫:差嫫且凱斯多,斯開(kāi)色土,卑開(kāi)塞嘟。中醫:收斂止血。用于功能性子宮出血,人工流產(chǎn)術(shù)后出血、放取環(huán)術(shù)后出血、鼻衄、胃出血及內痔出血等。
健客價(jià): ¥18彝醫:差嫫且凱斯多,斯開(kāi)色土,卑開(kāi)塞嘟。中醫:收斂止血。用于功能性子宮出血,人工流產(chǎn)術(shù)后出血、放取環(huán) 術(shù)后出血、鼻衄、胃出血及內痔出血等。
健客價(jià): ¥17.25用于防治血栓栓塞,降低心肌梗塞、腦血栓的形成以及慢性心絞痛的治療;也可用于外科手術(shù)后的心瓣膜病及人工瓣膜手術(shù)后原發(fā)性、復發(fā)性血栓靜脈炎等。
健客價(jià): ¥25千金洗液能快速抑制金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌、白色念珠菌、霉菌等致病微生物,適用于產(chǎn)褥期、經(jīng)期、人工流產(chǎn),性生活前后的保潔、抑菌、除味的護理保健。
健客價(jià): ¥12抗血栓:本品對血小板聚集有抑制作用,可防止血栓形成,臨床用于預防一過(guò)性腦缺血發(fā)作、心肌梗死、心房顫動(dòng)、人工心臟瓣膜、動(dòng)靜脈瘺或其他手術(shù)后的血栓形成。也可用于治療不穩定型心絞痛。
健客價(jià): ¥9.5彝醫:差嫫且凱斯多,斯開(kāi)色土,卑開(kāi)塞嘟。 中醫:收斂止血。用于功能性子宮出血,人工流產(chǎn)術(shù)后出血、放取環(huán)術(shù)后出血、鼻衄、胃出血 及內痔出血等。
健客價(jià): ¥34用于治療葡萄膜炎、角膜炎、鞏膜炎,抑制角膜新生血管的形成,治療眼內手術(shù)后、激光濾簾成形術(shù)后或各種眼部損傷的炎癥反應,抑制白內障手術(shù)中縮瞳反應;用于準分子激光角膜切削術(shù)后止痛及消炎;春季結膜炎、季節過(guò)敏性結膜炎等過(guò)敏性眼病,預防和治療白內障及人工晶體術(shù)后炎癥及黃斑囊樣水腫,以及青光眼濾過(guò)術(shù)后促進(jìn)濾過(guò)泡形成等。
健客價(jià): ¥7.5