诺贝尔生理学或医学奖详解-人类体外受精与试管婴

..2010年诺贝尔生理学或医学奖——人类体外受精与试管婴RobertG•Edwards教授RobertG•Edwards，剑桥大学教授，英国生理学家，被誉为"试管婴儿之父〞。在二战中服完兵役后，1948年毕业于北威尔士大学农业和动物学专业;这期间他遇到了他未来的妻子露丝·福勒，这里顺便八卦一下他两的爱情故事，露丝•福勒也是爱丁堡大学遗传学的在读博士，他们是在听音乐会时认识的。在他们聊起了各自的生活和爱好时，爱德华兹告诉露丝，他最崇拜的四位科学家是出色的原子物理学家卢瑟福、元素周期律的发现者门捷列夫、著名生物学家孟德尔以及英国自然科学家卢克•霍华德。哪知道，卢克•霍华德是露丝的祖先，而卢瑟福是她的外祖父，除了在生活上互相关心之外，他们在学业上也相互鼓励和支持。恋爱期间，爱德华兹还和女友露丝合作，取得了小鼠生殖生物学研究领域的新成果——发现了促性腺激素可以促进成熟雌鼠排卵——之前科学界认为这种激素只能促进未成熟雌鼠排卵。这一发现为之后的试管婴儿技术的第一步研究奠定了理论根底。1963年起，开场在剑桥大学供职，并与PatrickSteptoe帕特里克•斯特普托研发出体外受精技术，1978年试管婴儿技术成功并使世界第一例试管婴儿诞生;2010年因创立了体外受精技术独享2010年诺贝尔生理学或医学奖。授予他诺奖的理由是"他使试管受精技术用于治疗不孕成为可能，为占总人口比例超过10%的不孕夫妇带来了福音。〞试管婴儿技术是什么？试管婴儿是体外受精－胚胎移植技术的俗称，是分别将卵子和精子取出后，置于培养液使其受精，再将胚胎移植回母体子宫发育成胎儿的过程。1、涉足体外受精领域——体外培养卵母细胞1935年，Pincus与Enzmann首次证实了哺乳动物卵母细胞可以在体外成熟的事实。1959年世界上第一例试管动物——试管家兔诞生。在20世纪50年代，Edwards在应邀参加剑桥大学一次生殖生理学会议时结识了Austin和民觉教授等生殖医学的奠基人并首次接触到生殖医学，他敏锐地认识到这些技术成果如能应用于人类，将对于不孕症治疗有广阔前景和重大意义。而需要在体外模拟女性体正常的卵泡发育和受精的过程，首先要解决的难题就是如何在体外获得成熟的卵母细胞。于是Edwards开场着手研究人卵体外成熟所需要的时间。之前的研究显示人类的卵子和兔子一样都可以通过12小时的体外培养发育成为成熟卵子，Edwards通过实验对这个时间做出纠正，人类的卵子需要多于24小时的时间，大多需要多于36小时的体外培养。但是后来他发现在体外发育成熟的卵子受精后，只分裂一次就停顿了发育。爱德华兹想到，如果使用已经在体发育成熟，即将进入排卵过程的卵子，可能会有更好的效果。但如何在恰当的时机平安有效地从人体提取成熟的卵子，这便是一个很麻烦的问题。有一天，他突然发现一篇文章讨论了一种称为腹腔镜的新技术，这种技术防止了传统剖腹术取卵对患者造成的创伤。而且日后他和这个技术的创造者妇科专家帕特里克·斯特普托成了最好的伙伴。2、精子获能实现体外受精Edwards成功获得体外成熟的卵母细胞，下一步那么是需要找到人类精子体外获能的简便易行的操作并实现体外受精。他成功配制了适于人类精子体外获能的缓冲液。1969年，Edwards将卵细胞培养发育至减Ⅱ中期，再取得精液并参加缓冲液使得精子成功体外获能，继而将精子与培养好的卵母细胞混合培养。他们在一些成熟卵细胞中观察到了典型受精表现，充分证明了体外受精成功。至此，Edwards在世界上首次实现了人卵体外受精，这项研究被认为是生殖医学领域的里程碑。虽然这次体外受精获得了成功，但由于胚胎太脆弱没有成活。3、胚胎培养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适宜的培养液成分,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。无机盐和有机盐外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。4、移植1978年，他们成功地使自然获得的成熟卵母细胞体外受精，待其发育至8细胞期时回输入病人体，使病人成功受孕。5、历史性的时刻——LouiseBrown的诞生1978年7月25日晚23点47分，世界上首例试管婴儿——LouiseBrown出生，各项检查说明婴儿发育根本正常。至此，生殖医学到达了新的高度，不孕症治疗迎来了新的时代。试管婴儿技术的开展经历悲剧1、前无古人在爱德华兹的研究起步之初，虽然一些国家的科学家已对动物的受精和胚胎发育进展了许多研究，发现兔子等动物的卵细胞能够在试管里受精，某些哺乳动物的胚胎移植技术也有成功的先例，但此项研究应用于人类还没有成功的报道——原因在于人类卵子的生命周期与兔子、牛等动物完全不同。人类卵子如何成熟、不同荷尔蒙如何促使卵子成熟，乃至何时适合授精、哪种精子更易被承受，这些问题都还属于尚未解开的谜团。因此这项探索是在"未开垦的处女地〞上耕耘，困难之多可想而知。假设问题仅仅出在学术领域，相对而言也还简单一些。但由于此项技术不仅涉及生物学、医学，还与伦理学、社会学息息相关，加上半个多世纪之前，科技开展水平的局限、人们思想观念的封闭等不利条件的存在，都让爱德华兹的研究工作举步维艰。2、缺少实验材料。这听起来很囧。但要做人类体外受精，必不可少的就是人的卵子。而人的卵母细胞都储存在卵巢里，要取出需要进展创伤性的手术——这也意味着根本上不可能有志愿者愿意提供。爱德华兹最后的解决方案是：找熟人。全靠一位接生了爱德华兹两女儿的妇科医生莫利·露丝〔MollyRose〕帮助。莫利时不时地找时机把手术中切下来的卵巢带给爱德华兹。总之，珍贵的卵母细胞有了，虽然数量稀少，但是好过完全没有。3、实验中的失败导致着各种悲剧爱德华兹实验中遇到过屡次令人心碎的问题：有一回胎儿是三倍体——有69条染色体，正常应该是46条。另一次，胎儿在20周时自动流产了。还有一例，胚胎在输卵管着床了——也就是俗称的宫外孕，不得不在大出血前赶紧动手术拿掉……4、社会舆论的谴责他实验中导致的悲剧也验证了詹姆斯·沃森(JamesWatson)所说的话："要继续你的工作，你就得在必要时杀婴。错误是无可防止的。〞当时有人认为体外受精不可能成功，有人那么认为这种研究压根儿就不该进展。就在此时，医学行政管理机构也在甚嚣尘上的批评声中出面"干预〞。巧合的是，爱德华兹的伙伴——斯特普托医生当初也因为腹腔镜检查太过先进而在业饱受非议，过了好些年，这项技术才广受认可，这两人可真是难兄难弟。5、没钱批评太多导致的一个必然结果，就是很难申请到钱，数学研究或许一纸一根笔足矣，可生物研究全是钱堆出来的，1971年，英国医学研究委员会(BritishMedicalResearchCouncil)就出于伦理上的考虑拒绝给爱德华兹和斯特普托研究资金支持。而欧尔德哈姆总医院也认为他们的研究占用了医院的资源，决定不再为他们提供房屋和设施。当时的爱德华兹他们可真是捉襟见肘。爱德华兹只好四处筹钱，比方申请福特基金会关于避孕研究的经费，理由是体外受精的研究能更好地指导避孕——还真让他申请到了。而斯特普托作为一名产科大夫，那么常常靠着给人做流产手术来赚钱补贴。这俩伙伴又一次殊途同归了——拿着节育的钱，做着多生的研究。6、实验被误导而停滞不前1939年，美国科学家平卡斯等人报告人与兔子的卵母细胞在体外十二小时可自发成熟。1963年，爱德华兹开场尝试，他实验各种条件：改动培养液成分，添加各种荷尔蒙，换各种饲养细胞——无一成功。后来爱德华兹甚至在整个卵巢上拼命灌激素——看得出他有多绝望吧？直到1965年，老好人莫利医生又送来一个卵巢，这次爱德华兹决定耐心等久一点——他足足煎熬了25小时，然后就在他眼前，染色体开场成形，核仁逐渐消失，减数分裂终变期开场！他成功了！平卡斯是错的，十二小时对人的卵母细胞不够。不过爱德华兹为了这个错误，已经消耗了整整两年。到了胚胎植入阶段，爱德华兹又遭受了一次打击。取卵这步用的手段会导致病人黄体功能不全。为了防止早期流产，需要每日注射补充黄体酮，但这样又会留下严重的疤痕，于是爱德华兹决定用一种只需要五日注射一次的人造孕酮〔Primulot〕代替，结果一百多例植入胚胎的妇女没一个成功怀上的。后来爱德华兹的合作者才用最新研究手段证明这种人造孕酮会引发流产。而此时，爱德华兹已经又悲剧了两年。1977年，约翰·布朗与莱斯利·布朗夫妇二人来到了波恩诊所，而在莱斯利之前，爱德华兹的实验也已经失败了一百屡次。终于在植入一个八细胞阶段的女性胚胎后，莱斯利成功怀孕。7、疯狂的媒体莱斯利怀孕期间，记者们乔装成修锅炉的、修管道的、擦玻璃的……想尽一切方法混进医院试图采访她给她拍照。记者们甚至想方设法弄来莱斯利的各种检查报告，据此写出各种虚虚实实的报道。最夸的一次，是有人给诊所发来炸弹威胁——据分析可能是个希望给莱斯利拍照的狗仔，这样莱斯利就不得不走出产科大楼而被拍摄了。8、反对和群众的继续批评虽然孩子成功出生，而且一切正常，但社会反响却是剧烈的：一方面，五千对夫妇排着队签约进展同样的治疗。另一方面，非议和责难依然汹涌而来。罗马天主教廷和议会迅速反对：不道德、反自然、亵渎上帝等帽子扣在爱德华兹的头上。甚至科学界部也诸多非议：首先，这项技术的试验顺序有问题：爱德华兹甚至没有在猩猩身上试验就直接进入了在人身上的临床阶段！其次，这会不会是伪造的？我们要求看到详细的实验记录。还有，万一孩子最后被证明有极大缺陷的话，会不会连累其他前沿研究也被取缔。试管婴儿技术被广泛应用1980年，澳大利亚试管婴儿诞生。1981年，美国试管婴儿诞生。……1988年，中国试管婴儿诞生！也是在1988年，波恩诊所的第1000名试管婴儿诞生，截至2010年全球约有400万人通过试管婴儿技术出生。试管婴儿技术的研究，促进了生殖医学、胚胎学、遗传学的开展。爱德华兹的奉献，树立了人工辅助生殖技术(assistedreproductivetechnology，ART)和现代医学开展的里程碑漫漫诺奖路这是一个迟到的诺贝尔奖．从1978年让第一个试管婴儿路易丝·布朗顺利诞生算起，爱德华兹从研究成功到获得诺贝尔奖，已等待了整整32年。从1969年第一次成功完成人工授精实验算起，那么等待了超过40年。