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试管婴儿技术的发展与探讨彭靖卢大儒博士教授复旦大学遗传学研究所遗传工程国家重点实验室上海关键词罗伯特?爱德华兹试管婴儿胞内单精子注射胚胎移植前遗传诊断年诺贝尔生理学或医学奖授予了“试管婴儿之父”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。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。刖吾在世纪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?爱德华兹和帕特里克?斯特普托。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年月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。年月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。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。时过境迁年之后诺贝尔奖评委会宣布将年诺贝尔生理学或医学奖授予罗伯特?爱德华兹以表彰他在体外受精技术领域的开创性贡献并称其研究成果是现代医学发展的里程碑。爱德华兹早在世纪年代就开始进行体外授精方面的研究由于其开?创性的工作、卓越的成就和引起的争议而备受世人瞩目更被誉为“试管婴儿之父”。那么为何距世界上第一例试管婴儿诞生之后的年这一造福于人类、为人类生殖技术带来深远影响的技术才终于得到诺贝尔奖的肯定试管婴儿究竟是什么样的技术它的发展又都经过了哪些历程呢由它带来的社会伦理方面的问题又有哪些本文将为您就这些问题一一解答。试管婴儿技术的发展历程从世纪年代爱德华兹与帕特里克?斯特普托合作成立世界上第一个体外受精研究中心到年世界上第一例试管婴儿诞生。到现今全世界约有万人通过试管婴儿技术出生并繁衍他们自己的后代试管婴儿技术走过了其独特的发展道路试管婴儿至今不仅在数量上超过了万而且试管婴儿的技术也不断发展历经了三代挑战了一个又一个技术难度。试管婴儿技术的起源人们对于试管婴儿相关技术的研究由来已久甚至可以追溯到世纪人们对动物生育技术的研究。真正拉开这道序幕的是源于世纪人们对于哺乳动物排卵、男女不孕不育症、内分泌学、胚胎学和遗传学研究的兴起。有意思的是最开始人们对辅助生育技术的研究竟然是出于避孕研究的目的其中关键的内容是对卵细胞发育周期的深入认识。世纪初科学家们在研究了不同动物的卵细胞在体外发育成熟的过程后推测人卵万方数据自然杂志第卷第期诺贝尔奖简介细胞的发育成熟需要。但遗憾的是这一估计是错误的并导致了后续一系列人卵细胞体外受精的实验都失败了因为人卵细胞的实际成熟时间远不止。直到年才由爱德华兹对这一实验结果做出了纠正指出某些哺乳动物包括灵长类动物的卵细胞在体内或体外环境发育成熟的时间是固定的即在出现黄体生成素峰或注射人绒毛膜促腺性激素后卵细胞发育成熟一。试管婴儿技术起源的另一重要基础。是对脑垂体腺和促性腺激素作用的深入认识并开始能够利用生物制品诱发超排卵反应。年首次在成熟的哺乳动物体内成功诱发超排卵。卵子数目的增加提高了产下后代的数量川。之后爱德华兹使用枸橼酸氯米芬和来控制卵母细胞成熟时间使得取卵时机变得更容易把握。与此同时。改进了刺激卵细胞发育周期的方法。增加使用了促卵细胞生成素来控制卵细胞发育?这一方法后来被称作控制性超排卵。此外该领域的另一个进步是促性腺激素释放素促效剂?。的使用它能避免卵母细胞早熟让卵母细胞的发育周期变得更有规律。当时科学家们对人卵细胞的发育周期有了全面的认识甚至还叮以对这一发育过程进行人为的控制但是他们还需要解决一个问题那就是如何将这些成熟的卵细胞从人体内安全的取出来。在这一时期爱德华兹遇到了他职业生涯中的一位重要合作者来自奥尔德姆的妇产外科医生帕特里克?斯特普托图。斯特普托擅长利用在当时看来同样饱受争议的腹腔镜检技术从患有输卵管性不孕的妇女体内取出成熟的卵细胞。这种技术避免了传统剖腹术取卵对患者造成的创伤。胞进行体外受精实验这一过程似乎进行得很顺利。然而在接下来的受精卵和胚胎体外培养中又遇到了问题因为人们一直找不到条件合适的培养液成分直到丙酮酸脂的出现。丙酮酸脂是鼠胚胎发育代谢必不可少的成分而含有高浓度丙酮酸脂的培养液也正适合人类胚胎的体外培养。至此。在解决了上述几个方面的问题之后。试管婴儿技术初显雏形。第一代试管婴儿技术年路易丝?布朗的诞生标志着试管婴儿技术的成熟以及临床运用上的成功。随后越来越多的试管婴儿在世界各地接连诞生年月中国首例试管婴儿郑萌珠在北京医科大学第二临床医院诞生。如今这些试管婴儿有的也通过自然繁衍的方式生产了自己的后代。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以下将简称为。它是借助内窥镜或超从妇女卵巢中取出成熟卵子并与精子在试管或堵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胎图。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。图体外受精联合胚胎移植技术图解早期技术形成与发展的目的是为了解决因为圈帕特电克斯特普托左和罗伯特?爱德华兹女性疾病原因而导致的不孕症例如输卵管堵塞。子宫右拍摄于年月日伦敦内膜异位等。这些不孕症通常采用辅助生育技术是无准备就绪科学家们开始尝试将取到的成熟人卵细法治愈的因此可以说技术是人类生殖技术的一?万方数据个重大突破。一般来说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。为了提高成功率一般会取多个成熟卵子分别体外受精后培育成多个胚胎再植入母体。通常情况下会同时植入个胚胎但也随母体健康状况、年龄、有无流产史等因素改变。随着冷冻一冻融技术的发展与成熟可以将剩余的成熟卵子或胚胎保存起来以备在移植胚胎受孕不成功后可以进行再移植。技术的成功率约随着女方年龄的增长成功率明显下降。值得一提的是虽然对于辅助生育技术的研究由来已久科学家很早就用兔卵细胞成功的进行过试管内受精但是一旦想把这一技术应用在人身上却遇到了重重阻力。在那个时候爱德华兹与斯特普托的工作遭受到了来自包括科学界、宗教人士、政府等各方的激烈反对。英国医学研究理事会拒绝了他们的研究资金申请他们本人也多次遭受控诉。在这种困难的条件下他们只能依靠少虽私人捐助的资金来维持自己的研究直到第一个试管婴儿的诞生。年爱德华兹与斯特普托一起创办了博恩霍尔诊所以继续他们关于技术的研究并培养相关的专业人才。至年在博恩霍尔诊所共有例试管婴儿诞生也正是在同一年斯特普托逝世未能看到他和爱德华兹所开创的技术给现今世界带来的影响以及诺贝尔奖对他们成绩的肯定。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以下称又称显微受精它是技术发展应用中的重要拓展。这一技术在年首次临床应用成功。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。其中显微操作所?用到的设备包括显微操作器、微量注射器、微量加样器。首先用微量注射器吸附固定住成熟卵细胞然后用微量加样器取出经过去尾固定的单个精子将微量加样器穿透卵膜到达卵细胞质中释放精子实现受精图。图胞质内单精子注射图解传统的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就无能为力了。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等】。技术成功率与相当约也就是增加了由于男性原因不育患者的的怀孕机会。在自然生理状态下精子与卵子结合是有竞争过程的第一个遇到卵子的精子穿过卵膜后诱发卵膜变硬以阻止其他精子的进入。但是在技术中这一竞争过程不存在了。导致人们对所选精子质量的担忧。年一种称为的辅助技术获得试用批准在一定程度上弥补了这一缺陷。其主要方法是将透明质烷水凝胶微滴结合在培养皿上加入准备好的精子然后选取结合在微滴上的精子即可。因为透明质烷是包裹卵细胞凝胶层的主要成分健康的精子能够自己结合在透明质烷上。研究表明能够结合在透明质烷上的精子发育的更成熟而且有相对较少的链断裂和较低的非整倍性水平。技术的出现使得的应用范围得以大大拓展。对于从最开始的由于女性输卵管阻塞、子宫内膜异位等原因造成的不孕症到由于男性精子问题、自发型生育力低下等原因造成的不育症体外受精联合胚胎移植技术都成为了可能有效的最终解决方案。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万方数据自然杂志第卷第期诺贝尔奖简介或叫胚胎筛选。世纪【年代随着技术的长足发展对某砦遗传病病因的深入了解以及在聚合酶链式反应技术上取得的突破技术应运而生。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。首例通过技术检测的试管婴儿于年顺利诞生。卵子精子体外受精技术胚胎移植胚胎弃用圈着床前胚胎遗传诊断技术图解技术带来的意义是革命性的它使得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。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。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相关技术或荧光标记原位杂交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检测的敏感度和精确度都大大提高。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。那螳有可能通过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、亨廷顿舞蹈病染色体连锁遗传病如脆性染色体综合症、型血友病、进行性假肥大性肌营养不良等。在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方法。它并非以规避遗传疾病为目的而是运用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。着床前胚胎单倍型分析。是在基础上发展而来的又一临床实验方法其特点在于使用了指纹印记分析来进行遗传诊断而不再仅仅是鉴别某些具体的遗传标记。的技术关键在于单细胞或少量细胞的基因诊断在染色体水平和大片段基因变异水平进行检测相对容易但是进行单基因突变的检测具有一定的技术难度虽然目前已经发展了针对少量细胞甚至单细胞的基因扩增技术虽然理论上已经能够检测单细胞的基因突变等遗传学异常但是结果不太稳定不同实验室之间稳定性和重复性需要进一步提高和完善不是每种基因异常均可以进行检测。这有点类似精细的技术活需要指出的是以上介绍的从第一代到第三代试管婴儿技术它们的区别主要在于所适用的情况不同而并不是疗效上的差异。表三代试管婴儿技术的比较?果祧叩缁遗胞检细、嚣甲蛾箍出卵捡驭个共万方数据试管婴儿技术带来的争议试管婴儿技术从发展至今一路走来争议不断。然而在第一个试管婴儿诞生年之后得到诺贝尔奖的垂青也表明了国际社会在对试管婴儿技术进行长期的观察与讨论后开始逐渐认可了这一对全人类带来深远影响的技术。那么试管婴?际醮吹挠跋旌驼槎加心男刈陨砣毕菔紫纫蛭怨苡际醣旧泶嬖谌毕菥龆苏庖患际醯挠靡彩谴嬖诜缦盏摹缤嘶竦檬战隙嗟某墒炻炎佣蓟岫曰颊呤褂么倥怕岩镎饣岬贾侣殉补却碳酆现鹧揽诔补茉缢币部赡茉黾勇炎有湟旎虻募嘎识胰压瘫旧硪泊嬖诙耘陨硖逶斐伤鹕嘶蚋腥镜目赡堋送庥捎谑怨苡晒式系臀颂岣呤茉谐晒蚀蠖嗖捎靡淮沃踩攵喔雠咛姆椒钦饣岬贾露嗵噬仙嗵嵩黾佑绮逯毓帷懈静姆缦摘绻咛踩牒笥胁恢挂桓雠咛谡梢酝宋跆唇档投嗵实羌跆瘫旧硪餐谴嬖诜缦盏摹冉虾玫慕饩霭旆墙岷吓咛涠臣际跏凳咛浦病币桓隽瞥滩怀晒薄隼涠撑咛邢乱桓隽瞥獭淙幻挥兄苯又荼砻魇怨苡绕胀忍烊毕萋矢呋蛟谥橇矫嬗胁钜飒帷怨苡际跤绕涫羌际趵词迪痔逋馐芫薄肥翟黾恿私有娜毕莼蛞糯蟠姆缦铡叶杂谀切刹幻髟蛟斐傻牟辉胁挥褂檬怨苡际跤锌赡芑崾共幻魅毕莼蛞灿谢嵩谡鋈死嗟幕蚪斜娌鞔氯纱硕院蟠斐傻目赡苡跋烊阅岩怨兰啤硗舛杂诩际跻约坝纱搜苌隼吹摹渌际醵际腔诙远嘞赴咛械囊桓雎蚜亚蜃饕糯锒虾蟮呐卸稀怯捎谂咛旧逑馇缎拖窒蟮拇嬖谒哉锒系姆缦赵谟谘哪且桓鱿赴欠衲苷媸捣从痴雠咛奶匦浴僖跣越峁岬贾挛笱闻咛傺粜越峁够岬贾抡咛黄谩慰黾捌溲苌际醪悄芄唤饩鏊谢蛉毕莸募觳饫砺凵系囊庖逵惺痹谑导视弥性蚧岵庀氩坏降慕峁缙谂咛鄙锾灞砉垡糯薮蟾丛颖浠墓丶逼诰煌淼奶逋馐芫氖芫褋9?其胚胎发育的表观遗传学细微的差异均可能对胚胎发育及其胚后成体发育产生重要影响而这方面目前缺乏相关的研究报道。伦理问题从年第一例试管婴儿诞生至今多年来全世界已有万人通过体外受精技术出生现在这些试管婴儿也开始繁育自己的后代。试管婴儿技术的普及也会带来诸多潜在的社会问题。人类的自然繁衍一向被宗教人士视为上帝权利的禁区。试管婴儿技术的出现却挑战了