多重视角下的人工生殖技术 [复制链接]

2010年10月19日

2010年的诺贝尔生理学或医学奖授予了英国生理学家、剑桥大学名誉教授、被称为“试管婴儿之父”的罗伯特·爱德华兹。因为，“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。”通过爱德华兹和帕特里克·斯特普托的共同努力，1978年7月25日,世界上第一个试管婴儿、重2700克的路易丝·布朗降临人世。

    
今天，人工生殖技术有了长足的发展，但同时这一技术本身也包含不足，因此，可以从多重视角来看待这一技术。




如同所有发现和创新一样，试管婴儿也面临着检验，最大的验证就是，这种有悖人类自然生殖过程产下的孩子是否正常，是否聪明？因为在人工操作的生殖过程中，生殖细胞可能会受到伤害，即使是冷冻精子和卵子或受精卵在冷冻过程中，也同样会对生殖细胞造成一定的损害。而且还有一些研究表明，冷冻精子和卵子比正常的精子和卵子活力小，运动速度慢以及畸形多。因此，用这样的生殖细胞孕育的孩子可能比自然方式孕育的孩子质量要差，无论是其今后的生育还是个人的智商。


路易丝·布朗的正常生长发育和成人证明了人工生殖技术的可靠。现年32岁的布朗已结婚生子，而且2007年她以自然方式孕育了一名孩子。此外，路易丝的妹妹纳塔莉也是试管婴儿，她早于路易丝于1999年以自然方式产下女儿凯茜，成为第一个以自然方式生育孩子的试管婴儿。


当然，对于试管婴儿的智商和成长，很多人担心他们发育不良，体质不好，多病，有许多畸形和残疾，出生时体重较低，甚至导致他们的低智商。然而，几年前法国一个研究小组对400名居住在不同地区的6岁～13岁试管孩子测试的结果证明，他们的智商极高者超出普通孩子(以自然方式孕育的孩子)一倍多，一半的试管孩子在班上的成绩排名在前20%。他们的聪明无需质疑。


但也有研究人员认为，试管孩子未必就比普通孩子聪明，因为这种智商测定并不能完全说明问题。试管孩子的智商高可能大部分得力于后天的环境。因为试管孩子绝大部分生活在高收入家庭，双亲受教育程度也比普通家庭高。此外，考虑到孩子是试管婴儿，因此从出生起家庭就对他们投入了无微不至的关爱，这些条件造就了试管孩子的高智商。一般孩子在这样的条件下长大也会智商高。所以，无论是试管孩子还是普通孩子，以平常心去对待是最为明智的。


不过，迄今试管婴儿和自然方式孕育的孩子一样在成长和成人，且并没有表现出与自然孕育孩子的巨大差异，而且以爱德华兹最先创造的体外授精（IVF）和胚胎移植为代表的人工生殖技术也让约400万孩子出生，为这些家庭带来欢乐，并因此而改变了数千万人的生活。仅仅从这个意义上来讲，人工生殖技术就非同凡响。




30多年来，人工生殖技术的发展经历了常规的试管婴儿（体外授精和胚胎移植）、卵子胞浆内单精子注射（ICSI）、胚胎移植前基因（遗传学）诊断，再到囊胚培养、卵子和精子冷冻、卵母细胞体外成熟等，这意味着人工生殖技术的发展已超越了单纯治疗不孕不育的范畴，步入探索生命奥秘和优生优育的更高层次。即使在治疗不育方面，人工生殖技术也今非昔比。


尽管人工生殖技术让许多不育患者为人父母，但是体外授精的成功率至今也不超过40%，这意味着还有许多不育夫妇无法拥有自己的后代，因而探索更高的体外授精的成功率是人工生殖技术的主攻方向之一。今天，这一探索有了新的突破。


澳大利亚墨尔本大学动物学系戴维·加德纳教授领导的研究小组发现，葡萄糖是细胞分裂的主要能量源，也是细胞复制和胚胎发育不可或缺的能量来源。如果能改善对胚胎的葡萄糖的供给，有可能提高体外授精和人工妊娠的成功率。研究小组对胚胎从一种特殊溶液中摄取葡萄糖的数量进行了研究，这种由研究人员调制的特殊溶液中的葡萄糖数量与正常怀孕妇女子宫内的一样，人工授精后的胚胎在体外可依靠这种溶液获得营养。

加德纳等人通过每天检测溶液中葡萄糖的浓度，可以确定一个正在发育的胚胎摄取的葡萄糖数量。摄取的葡萄糖越多，胚胎就越健康。研究人员运用这种方法检测了50对接受IVF治疗夫妇的胚胎，有三分之二的女性在植入胚胎后，妊娠测试呈阳性，最后共有28个婴儿出生。而这28个婴儿都来自于摄取葡萄糖最多的胚胎。这意味着，如果改善胚胎的葡萄糖供给，可以将人工妊娠的成功率提高到56%。如果再加上其他方法的改进，也许未来的人工妊娠成功率可高达60%以上。


不仅如此，今天利用冷冻精子、卵子和胚胎进行人工妊娠也获得了巨大的成功。2005年，美国圣·弗朗西斯科的一位已经45岁的母亲黛比·比斯利经过冷冻胚胎移植，成功地生下了她的孩子莱娜，而这个冷冻胚胎已是经过了13年的冷冻。但是，今年5月，美国一所医学院又把冷冻胚胎孕育后代的纪录提高了，他们使用的是冷冻了将近20年的胚胎。冷冻胚胎是20年前一对夫妇所捐赠，去年医生把其植入一位41岁母亲的子宫，今年5月这位母亲顺利产下了一名重约3000克的小男孩。


这次冷冻胚胎成功孕育后代的更重要之处是技术上的提高。提供给这位母亲的本来是4个处于原核阶段的胚胎，原核阶段的胚胎只是受精卵，其染色体来自父母双方，尚未发生基因交换，也没有开始分裂。在解冻过程中只有两个生存下来。这两个胚胎被植入她的子宫后，只有1个度过了完整的妊娠期。


不过，尽管美国冷冻近20年的胚胎孕育后代是一个最高纪录，但在冷冻生殖细胞和解冻后的成功使用上，还有更高的纪录。早在2002年英国研究人员就已经用一名男子冷冻了21年的精子成功地孕育了一名男孩，使得这名男子成为父亲。1979年，这名17岁的男子在英国曼彻斯特的圣·玛丽医院诊断为睾丸癌，在治疗前该院为他保存了5份精液，精液保存在冷冻液氮中。后来这名男子经过手术、放疗和化疗，病情慢慢有了起色，最后治愈患症。后来他结了婚，但是由于患癌及以后的多种化学和物理方法的治疗使他再也不能生育。这时他和妻子想要一个孩子的愿望又非常强烈，于是又找到了为他治疗癌症和冷冻贮藏精子的胚胎学家格雷格·霍恩等人。


后者采用卵子胞浆内单精子注射（ICSI）技术，把该男子的精子注入其妻子的卵子中，创造了数个胚胎，再在试管内孕育一段时间。经过4次试验才成功地把一个胚胎植入其妻子的子宫内孕育。2002年这位男子的妻子分娩了一个健康的男孩，如今这个健康的孩子已经有8岁了。


这些冷冻精子和胚胎成功孕育后代的结果提示我们，长期冷冻胚胎和生殖细胞并不会影响其生长能力，胚胎在冷冻条件下很可能保持活力达40年之久，甚至更长。因此，冷冻胚胎标志着试管婴儿技术取得了更大的成功。




然而，即使是这些新产生的或衍生的人工生殖技术，也有一些不太确定的因素，因而让人产生了自然的生殖更好还是人工生殖的更好的疑问。例如，胚胎植入前基因诊断可以通过对早期胚胎部分细胞进行遗传学分析和筛查，将无遗传病的胚胎移植入宫腔，有效地防止遗传病患儿的出生。但是，这样的筛选却有可能得不偿失。


胚胎移植前基因诊断包括胚胎植入前基因诊断（PGD）和胚胎植入前基因普查（PGS）。这两类相似的技术不仅能帮助不育夫妇获得自己的孩子，享受天伦之乐，而且可以利用它来有选择地挑选后代，包括后代的性别和所谓天才后代，后一点在社会伦理上也争议很大。


以PGS而言，是对发育成8个细胞的早期胚胎抽出1到2个来检测。PGS不是特异性的，因此抽查胚胎细胞是看看它们是否有染色体重组的异常。这种异常通常发生在一个染色体有部分分离，或部分重叠，也就是说染色体不是均匀地整倍地分离和组合。PGS又称染色体的非整倍性(aneuploidy)普查，就是用DNA探针来检查染色体的异常重组。如果有染色体异常，就可能导致一些先天性疾病，如唐氏综合征（先天性痴呆），这种情况可以发生在所有女性中，但大龄女性生育更容易发生。


然而，英国伦敦一个辅助生殖和产科中心的教授默罕穆德·塔拉尼西根据其在诊所进行的PGS研究提出，PGS并不敏感，或者说并不很准确。而PGS还有一些人们想象不到的负作用。因此，进行人工妊娠的夫妇在做决定前应当充分理解这项技术。


首先是，如果没有家族遗传病史而对一般的不育夫妇进行体外授精后再做PGS可能是多此一举，同时增加经济负担。因为，做一个IVF要花费5000英镑~10000英镑，再做PGS还得加上2000英镑。


其二，做PGS可能导致不孕或人工妊娠的失败率更高。因为另一项研究发现，无论年轻还是年老，所有女性的卵子42%都有基因缺陷，如果发现胚胎有问题就弃之不用，可能会让更多的不育夫妇无法为人父母，本来人工妊娠的成功率就只有30%多，如果再做PGS，人工妊娠的成功率就会更低。


美国的一项研究同样提出了PGS的问题。加利福尼亚大学的马塞尔·塞达斯教授和劳拉·沙希安博士回顾了12项有关PGS的研究，以比较进行正常的体外授精和胚胎植入的女性和那些进行体外授精，但在植入子宫前同时还做了PGS的女性。用最严格的标准看，仅做体外授精和胚胎植入与既做体外授精又做PGS的女性所孕育的孩子几乎没有什么差别。因此，他们怀疑做PGS并非是一项明智的选择，而很可能是一种错误的做法。比如，PGS会损害胚胎，或者说是在对错误的人群进行检测。



    人工生殖技术的另一个问题是，它与自然生殖的边界在何方？如果过度干预自然生殖过程，会不会事倍功半，得不偿失？


尽管PGS可以选取最好的胚胎，但是这种在体外处理和操作胚胎的方式不可避免地抵消了某些好处，并带来了某些不利，因为PGS可能过分干预自然生殖过程，但胚胎却拥有巨大的自我完善和自我修复的功能。


既使胚胎有问题，一个胚胎也会有选择性地修补自身的基因缺陷。人类目前对胚胎自身的能力并不了解，比如，胚胎改组和修复自身的能力。因此PGS在排除了坏细胞的同时也排除了坏细胞向好细胞转化的机会。这个方面已经有一些很好的例证。因为在胚胎发育中，实际上一个有明显缺陷的胚胎能够持续地修复自身。


另一个问题是，抽取出来分析的细胞可能并不代表剩余的胚胎。这时对细胞的分析就是一种假设，认为胚胎所有细胞与抽取出来的细胞在遗传上都一样。在这样的假设上所做的决策和行为必然产生问题，因为一个细胞与所有胚胎很可能不一样。事实上，只局限于一个胚胎细胞的异常并不能说明其他剩余胚胎都异常，说不定后者都是健康的。如果医生碰巧抽取了这个异常（坏）的细胞做检测，就可能以偏概全而丢弃整个胚胎。
当然，如果一味地依赖人工生殖，也将面临后一代不育的问题。现在，英国每64个新生儿中就有一个是试管婴儿，而且这些试管婴儿中，双胞胎，三胞胎的比例接近四分之一。大多数情况下，不孕基因的组成成分源于男性，与精子的生成有关。由于基因的影响，这部分男人不能通过自然方式孕育下一代，如果以人工生殖方式帮助不能自然生育的人孕育后代，他们的不孕基因也有可能遗传给他们的下一代。而且，随着越来越多不孕夫妻以人工生殖的方式生育后代，不孕夫妻的后代将逐渐和正常夫妻的后代持平，不育基因也因此会普遍存在于英国的下一代中。如果这种情况不能得到控制，那么近10年内，英国每3对夫妻中将有1对夫妻面临难以生育的问题。


尽管现在还没有发现人工生殖技术孕育的后代增加了出生缺陷及遗传疾病的发生率，而且路易丝以自然方式孕育了后代也证明该项技术的安全和几乎与自然生育的孩子无差别，但是还是有一些研究结果提示，人工妊娠的孩子与自然孕育的孩子有一些差异。欧美对25项人工妊娠孩子的调查分析表明，人工妊娠的孩子即使一次只孕育一个，其早产率也比自然怀孕孕育的孩子要高两倍。而且，前者的出生缺陷和死亡率也比后者高，前者的低出生体重更为常见，需要特别的护理才有可能存活。


此外，人工生殖技术最容易产生双胞胎、三胞胎和多胞胎，这是最容易导致母婴危险的生殖情况。但是，即使是人工妊娠孕育的独子，与自然怀孕孕育的独子相比，前者的危险系数也比后者高，比如低出生体重、早产、并发症等。英国研究人员对近期146名患贝威氏综合征的婴儿调查时发现，有6人是试管婴儿出生，占4%。这种病是一种遗传病，表现为低血糖、过度生长、腹壁缺陷和肾脏畸形。患病的6名试管婴儿有3名是在标准的试管中孕育的，另3名是卵子胞浆内单精子注射孕育的。如果按统计比例，试管婴儿患此病的几率至少是自然孕育婴儿的3倍。