试管婴儿技术的发展与探讨
2010 年诺贝尔生理学或医学奖授予了“试管婴儿父”罗伯特 ·爱德华兹 。试管婴儿技术是一项影响深远的重要技术 , 为人类辅助生育技术带来了重大变革。试管婴儿技术主要是融合了体外受精技术与胚胎移植技术, 旨在帮助各种不孕不育症夫妇繁育后代 。30 多年来 , 在原有基础上 , 试管婴儿技术还发展演变出了胞内单精子注射以及胚胎移植前遗传诊断等其他方法, 使得其功能大幅扩展。本文将对试管婴儿技术, 发展历程和引发的伦理社会问题作一个简要介绍。
1.第一例试管婴儿的诞生
在 20 世纪 70 年代 , 有这样一对普通的英国夫妇 :约翰 ·布朗和莱斯利, 他们感情深厚 , 却被无法繁育后代的问题所困扰 。莱斯利女士因为患有输卵管堵塞病症 , 9 年来一直没有怀孕, 虽然多次就医但仍不见好转的迹象, 迫切想拥有可爱宝宝的愿望与残酷的现实让他们无比痛苦 。在那之前世界上像这样患有无法治愈的不孕不育症夫妇还有很多 , 可是当时医学技术的局限性只能让他们留下绝望和遗憾 。然而布朗夫妇无疑是幸运的 , 他们遇到了致力于试管婴儿研究的罗伯特 ·爱德华兹(Rober t G .Edwards)和帕特里克 · 斯特普托(Patrick Steptoe)。虽然被告知试管婴儿技术可能会带来风险 , 但是布朗夫妇不愿放弃哪怕是一丝一毫的希望, 于是莱斯利在 1977 年 11 月 10 日接受了试管婴儿手术 。令她无比惊喜的是 ,她竟然真的成功受孕了 。1978 年 7月 25 日 , 莱斯利在英国曼彻斯特的奥尔德姆医院成功地产下了世界上第一个试管婴儿———路易斯 ·布朗 。4年后, 布朗夫妇的第二个孩子娜塔莉 ·布朗也同样通过试管婴儿技术出生 。就这样 , 试管婴儿技术为一个原本可能面临不幸命运的家庭带来了新生 , 也标志着一个崭新的时代由此拉开了序幕。
2.第一代试管婴儿技术
第一代试管婴儿技术 ,又被称为体外受精联合胚胎移植技术(in vitro fertilization , 以下将简称为 IVF)。它是借助内窥镜或 B 超 , 从妇女卵巢中取出成熟卵子,并与精子在试管或培养皿中一起培养以生成受精卵, 受精卵进一步发育成胚胎后 ,再将胚胎移植到未来母亲的子宫内 , 使胚胎在母体子宫内继续发育直至成为成熟儿（见图2）。可见, 试管婴儿并不是在试管中长大的婴儿,只是使原本应发生在人体内输卵管处的自然受精过程改由在体外试管环境中进行, 这也正是试管婴儿这个名称的由来 。当胚胎移植回子宫着床后的发育过程就和正常受孕没有区别了 。
早期 IVF 技术形成与发展的目的 , 是为了解决因为女性疾病原因而导致的不孕症, 例如输卵管堵塞 , 子宫内膜异位等。这些不孕症通常采用辅助生育技术是无法治愈的, 因此可以说 , IVF 技术是人类生殖技术的一个重大突破 。
一般来说, IVF 技术主要有以下步骤 :诱发超排卵 ,取卵, 取精 , 体外受精, 胚胎移植 。诱发超排卵主要是采用药物促进的办法, 使卵细胞发育不受自然周期限制 ,目的是能获得多个健康成熟的卵子。取卵、取精后 , 将它们共同置于模拟人体内环境的培养基中 , 完成体外受精过程 。待受精卵分裂至 4 ～ 16 细胞期胚胎后 , 挑选若干个发育较好的胚胎, 移植到母体的子宫内 , 待胚胎着床后继续发育 。其中, 精子 、卵子可取自夫妻双方, 也可由他人提供 。
3.第二代试管婴儿技术
如果说 ,第一代试管婴儿技术解决的是女性不孕的问题, 第二代试管婴儿技术则是针对男性精子受精能力的问题而发展起来的。
第二代试管婴儿技术也叫胞质内单精子注射技术(intracytoplasmic sperm injection , 以下称 ICSI), 又称显微受精 , 它是 IVF 技术发展应用中的重要拓展 。这一技术在 1992 年首次临床应用成功，ICSI 技术特点是通过显微操作技术 , 直接将单个精细胞注入卵细胞来帮助卵细胞受精。
传统的 IVF 技术除了要求有成熟的卵母细胞外, 还对男性提供的精子数量和质量都有很高的要求, 如果男性精子受精存在功能问题 ,传统的第一代 IVF 就无能为力了。ICSI 技术打破了这一限制 ,理论上只要取到一个精子就可以使卵细胞受精, 提高了卵子受精的成功率。因此它适用那些由于男性精子原因造成的不孕症, 如畸
形活精子症, 精子数目过低, 克氏综合症(Klinefelter's syndrome)等 。ICSI 技术成功率与 IVF 相当, 约25 %, 也就是增加了由于男性原因不育患者的 25 %的怀孕机会 。
4.第三代试管婴儿技术
第三代试管婴儿技术又称为着床前胚胎遗传诊断(preimplantation genetic diagnosis , PGD), 或叫胚胎筛选。20 世纪80 年代,随着IVF技术的长足发展, 对某些遗传病病因的深入了解, 以及在聚合酶链式反应(PCR)技术上取得的突破, PGD 技术应运而生。它的方法概括来讲, 就是对体外受精后培育而成的多个胚胎 ,根据解剖学、生理学或遗传学特征来进行诊断并做出筛选, 从中选择最符合优生学原理的胚胎植入母体, 目的在于避免植入存在遗传缺陷风险的胚胎 (图 4)。首例通过 PGD 技术检测的试管婴儿于 1990 年顺利诞生。
PGD 技术带来的意义是革命性的 , 它使得 IVF 的应用不再是仅仅解决不孕不育的问题 , 而且还能够提高生育质量 。PGD 技术可以被看作是另一种意义上的产前诊断和一种优生学方法 。
PGD 技术主要包括两个操作步骤 :活体组织检查和遗传诊断 。
活体组织检查是指在胚胎的极体期、卵裂期或囊泡期, 通过机械 、化学或激光方法打开卵透明带 , 通过挤压或抽吸技术取出一个(或多个)细胞待检查。遗传诊断主要是依靠聚合酶链式反应(PCR)相关技术或荧光标记原位杂交(FISH)技术 , 前者主要用来诊断单基因遗传病 , 后者主要用来诊断染色体异常 。随着分子生物学技术的进步 , 其他诊断方法如全基因组扩增 、比较基因组杂交等也在发展中 。这些诊断方法的进步使得 PGD 检测的敏感度和精确度都大大提高。
PGD 技术适用于那些想要繁育后代 、本身却患有高遗传风险疾病的人群, 包括患单基因遗传病(如常染色体隐性遗传病 、常染色体显性遗传病和 X 染色体连锁遗传病等)和染色体结构畸变(如非整倍体、染色体易位等)。那些有可能通过 PGD 技术规避的遗传疾病包括:常染色体隐性遗传病如囊性纤维病 、地中海贫血 、镰状红细胞贫血 ;显性遗传病如肌强直性营养不良 、亨廷顿舞蹈病 ;X 染色体连锁遗传病如脆性 X 染色体综合症、A 型血友病、进行性假肥大性肌营养不良等。
在 PGD 的基础上 , 还发展起来了相似但应用更普遍的着床 前胚 胎遗 传分 析(preimplantation geneticscreening , PGS)方法 。它并非以规避遗传疾病为目的,而是运用 PGD 方法选出相对比较健康的胚胎来植入母体 , 避免由于疾病或先天缺陷造成的妊娠终止 , 其目的是增加胚胎移植后的受孕成功率 。因此主要适用于想
要怀孕的高龄妇女、有复发性流产史或多次胚胎植入不成功的妇女。
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