辅助生殖技术_蔡学泳

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点,又分别是这两个领域最高端、最前沿、难度最大、发展前景和潜力也最大的技术项
目之一。
一、辅助生殖技术(ART)
正常的生殖是精子穿越宫颈管、子宫腔到达等待在输卵管中的卵母细胞处,与之结 合形成胚胎,在子宫着床,胚胎不断发育成长,最终诞生新的生命。其中任何一个环节 出现问题就会发生不孕不育。现代社会,由于环境的不断恶化,人类精子和卵母细胞的 质量及数量明显下降,生殖能力随之降低。在 2 0 0 5 年美国生殖医学年会的开篇报告中, 一位世界知名专家悲观地预测 5 0 年后地球上人类精子有可能消失。随着妇女社会地位及 受教育水平的提高,其生育年龄不断增长。而生育能力随着年龄增大,尤其在 3 5 岁以后 卵巢功能的衰退而显著下降。医院中不孕不育诊室门前寻求辅助生殖技术助孕的患者队 伍在悄悄延长,与计划生育门诊要求流产的队伍形成鲜明对照。 辅助生殖技术是指配子、胚胎或者基因物质体内外系统操作而获得新生命的技术。 涉及的学科及派生技术有生殖内分泌学、妇产科学、胚胎学、细胞学、分子生物学、遗传 学、优生学、免疫学、基因学、器官移植学、显微外科学、心理学、伦理学、法学以及细 胞显微操作、基因转移、克隆、胚胎细胞定向分化等高端医学技术。尤其是与分子生物学、 遗传学的结合,更是为这项技术的发展和科研提供了巨大空间。广义的辅助生殖技术包括 人工授精(人工方法将精液注入女性体内以取代性交途径使其妊娠),体外授精 - 胚胎移 植(in vitro fertilization-embryo transfer, IVF-ET)及其派生技术。我们俗称的“试 管婴儿”通常是指 I V F - E T ,即在自然周期或用人促性腺激素刺激多个卵泡发育后,在卵 泡成熟时,将卵子从卵巢中取出,在体外与精子受精,形成胚胎后再移植回子宫内。适应 症包括输卵管阻塞性、免疫性、子宫内膜易位症性和不明原因的不孕、女性绝育术后复孕, 以及时控性、选择性生育,顽固性多囊卵巢综合征及男性因素的不育症。 在不孕不育的病因中,其中越来越值得我们关注的一个适应症是多囊卵巢综合征
五、胚胎干细胞(embryonic stem cell, ES细胞)
与克隆技术一样,干细胞技术 也是目前生殖领域最富有争议的前 沿技术。胚胎干细胞是从早期发育 胚胎中分离出来的高度未分化的细 胞,具有在一定条件下向三个胚层 分化的全能性、种系传递功能和在
体外可进行遗传操作的三大特点。 人类 E S 的研究具有广阔的前景:研 究人类本身的发育生物学、利用 E S 定向分化性质将分化细胞用于组织 的修复和标志治疗,并将为成千上 万的患者提供可移植的器官、利用 转基因技术进行基因治疗或控制生 育缺陷、并利用 E S 分化特征进行药 理毒理实验研究。但由于干细胞的 高度未分化特征,其可能向肿瘤细 胞转化的成瘤性特点目前尚缺乏有 效控制手段,是该技术向临床转化 的最大障碍。
Science 技术
辅助生殖技术
8 2 中国医疗前沿

文 / 蔡学泳
助生殖技术主要解决“能生”的问题;产前诊断技术主要解决“优生”的
问题,这两项技术在目前的生命科学领域既是难点又是热点,具有重大意义,
与人类繁衍的未来息息相关。移植前遗传学诊断技术(P G D )属于两种技术领域的交叉
三、卵子捐赠、胚胎捐赠及代孕 母亲
理论上,任何年龄的妇女通过 赠卵均可生育。适应人群一是卵巢 无功能妇女如卵巢早衰、卵巢抵抗 综合征、卵巢去势以及正常绝经后 妇女;二是卵巢有功能但为下列情 况之一:遗传性疾病或异常染色体 携带者;反复 I V F - E T 或 I C S I 失败 者。卵子捐赠来源有知情捐赠者、 I V F - E T 或配子输卵管内移植夫妇 自愿捐赠多余卵子以及职业性卵子 捐赠者。其中以商业为目的的捐赠 卵子在一些国家如英国是不孕许 的,我国也禁止卵子买卖,目的是 阻止商业剥削和维护人类尊严。卵 子捐赠后,经受者夫精授精形成胚 胎。胚胎移植有一定的移植窗口 期,因而要求供者与受者的月经周 期同步。但目前胚胎冷冻技术已相 对成熟,即使供者与受者的月经周
卵浆内单精子注射技术 (intracytoplasmic sperm injection,
I C S I )是一种辅助授精方法,即在 显微镜下将单个精子直接注射到卵 母细胞胞浆内,从而达到受精目 的。少弱精在体外授精中最大的困 难就是精子不能穿过卵母细胞透明 带实现精卵融合,因而受精率低 下。而将单个精子直接注入卵母细 胞中恰好解决了这个困难,是辅助 生殖技术的一个重大突破。先天性
期不同步,可在受者的自然周期随 时解冻胚胎进行移植。 胚胎捐赠是对由夫妇双方原因 导致不孕的一种成功治疗手段。绝 经期或围绝经期妇女及其不育或低 生育力伴侣、反复 I V F 失败者、遗 传性疾病或异常染色体携带者的情 况均适合胚胎捐赠。但由于胚胎父 母双方遗传物质均来自供者,因此 法律、伦理、道德比卵子捐赠更为 突出,我国禁止胚胎捐赠,但英国、 美国和澳大利亚等国胚胎捐赠均合 理合法。 一些先天性或医疗性子宫缺 如、患有严重疾病(严重心脏病、肾 脏疾病、血液病等)怀孕有可能致 命的妇女自己不可能妊娠,将这些 妇女的卵子和她丈夫的精子在体外 受精,形成胚胎后移植到另一位妇 女的子宫内,这位妇女被称为代孕 母亲,孩子出生后,代孕母亲将其 交还给遗传学上的父母,使该不孕 夫妇得到带有他们自己遗传特征的 孩子。代孕不存在技术上的困难, 然而,由于其较赠卵、赠胚更为复 杂的伦理、道德、法律问题,是否 允许开展一直是争论的热点。我国 目前禁止代孕。
四、细胞核移植技术
该技术是近年来发展起来的又 一项富有挑战性的新技术,为辅助 生育技术带来新的契机,特别是为 卵子重建提供了新的解决方法。核 移植技术分为生殖泡核移植与体细 胞核移植两种方法。妇女年龄增高 后,卵子也出现老化,非整倍体染 色体显著增加。将携带遗传物质的 生殖泡从高龄妇女不成熟卵子中分 离出来,并与去除生殖泡的年轻妇 女的卵浆进行融合,重建后的卵子 经体外成熟后用 I C S I 辅助授精发 育成胚胎,再移回高龄妇女的宫 腔,能提高高龄妇女的妊娠率,这
似物的激素保护及抗凋亡药物的药 理学保护。胚胎冷冻对于有配偶或 有时间进行至少一个 I V F 周期的患 者是首选方法;对尚无配偶或不愿 使用供精的成熟女性只能采取卵母 细胞的冷冻;对青春期前的女孩则 只好采取卵巢组织的冷冻。 配子冷冻包括精子与卵母细胞 的冷冻。精子捐赠必然涉及冷冻。因 为捐赠精子只能是冷冻 6 个月以上 的精子,在此期间要对捐赠者进行 爱滋病等项目的反复检查。一些进 入试管婴儿周期的夫妇,由于男方 在外地工作或取卵日无法来医院取 精,可以提前来将精子冷冻起来以 供女方取卵日时使用。取卵当日,丈 夫精液有细菌感染或睾丸活检等也 无法取到用于受精的突发情况,也 只能采用卵母细胞冷冻的技术。一 些职业妇女在最佳育龄期忙于事业 或无法找到合适配偶,而年龄较大 想要生育时,其生育能力已经急剧 下降,随着卵母细胞冷冻技术的进 步,提前将成熟卵母细胞冷冻起来 不失为一种未雨绸缪的做法。 目前胚胎和精子的冷冻技术最 为成熟,在临床上已经是比较完善 的技术。 卵巢组织的冻融在目前已经取 得了相当大的成功,但如何使卵巢 组织中的未成熟卵母细胞能够发育 并且受精是最大的问题所在。同时 卵巢冻存还面临着解冻后重新种植 的问题。原位自体移植后自然生育 能力可以恢复,但某些恶性细胞仍 然潜在可能引起肿瘤复发。迄今为 止,人类卵巢组织冻融并自体移植 后只有 1 例活婴出生。 卵母细胞的冷冻虽然也有较多 成功的报道,但目前该方法的妊娠 成功率显著低于胚胎冷冻保存,要 成为常规的临床操作还需要更深入 的研究。 长期保存卵母细胞在生殖领域
睾丸发育不全、睾丸功能损害或排 精管阻塞导致的严重少精症、精子 活力不足、无精症、存在抗精子抗 体、常规 I V F 反复受精失败、受精 紊乱、卵子冻存后受精、不明原因 不孕的这些情况生育子代可以说是 希望渺茫,而 I C S I 技术的诞生才使 他们得到子代的渴望有可能变为现 实。但 ICSI 目前也存在一定的问题: 如对一些特殊无精症(如 sertoli 细 胞综合征、附睾化疗后),很难获得 成熟精子供 ICSI 使用;ICSI 技术本 身的安全性值得关注(临床应用前 缺少足够的动物实验和临床资料验 证);I C S I 采用非自然选择的精子, 对于非阻塞性无精症的患者,染色 体异常率本身就较高,容易将遗传 缺陷传给下一代男性;报道证实 I C S I 与性染色体的畸变率增加在统 计学上有显著相关性;I C S I 操作过 程中对配子造成损伤,可能使胚胎 出现种植前缺陷。
8 4 中国医疗前沿
就是生殖泡核移植技术。生殖泡包 含了人类整套的染色体,因而不认 为胞浆携带遗传物质,这是该技术 最初存在的理论依据。但线粒体的 “第 4 7 条染色体学说”认为,胞浆 具有遗传物质,从而认为重构卵的 遗传物质已经发生变化,这样出生 的 婴 儿 应 该 属 于“ 三 亲 试 管 婴 儿 ”, 由此,大部分专家对该技术临床应 用持谨慎态度。 除生殖泡核移植外,还有一种 体细胞核移植技术,就是我们所谓 的“克隆技术”,是生物体通过体细 胞进行无性繁殖。1 9 9 7 年克隆羊 “多利”是世界上第一例克隆技术 诞生的哺乳动物,它的出生震惊了 世 界 。但 该 技 术 存 在 着 缺 陷 ,“ 多 利”有明显的提前衰老现象,禁止 克隆人是在全世界范围内达成的共 识,但治疗性克隆是得到允许的, 即利用某些重要的细胞,再生人体 组织,来治愈某些疑难疾病。2 0 0 6 年 4 月 3 日在阿联酋召开的“基因 工程的未来”国际会议上,意大利 医生塞维里诺·安蒂诺里声称由他 一手负责的、以治疗性克隆为出发 点的克隆人计划正在秘密实施,而 且进展顺利。其中一名参与克隆人 计划的妇女已经怀孕 8 周,这意味 着,如果不出意外,再过 8 个月,不 管人们接受不接受,世界上第一个 克隆人真的要问世了。并声称由于 种属不同,克隆人不会出现提前衰 老的问题。很多人对此表示质疑, 我们也只能拭ຫໍສະໝຸດ Baidu以待。
技术
专题
技术上难度更高,因而被称为第三 代试管婴儿。但这里需要指出的 是,“三代试管婴儿”的说法并不是 科学的提法。
二、新型 ART 技术
虽然 A R T 技术诞生只有二十 多年,但其技术进步与创新的速度 却令人惊叹。新的技术主要体现在 超排卵、体外受精阴道培养法 (intravaginal culture, IVC )、经 子宫肌层胚胎移植技术 (t r a n s m y o m e t r i a l e m b r y o t r a n s f e r , T M - E T )、经腹腔精子 与卵子移植技术(pertoneal oocyte sperm transfer, POST )、配子输 卵管内移植技术(g a m e t e i n t r a - fallopian transfer, GIFT )、合子 输卵管内移植技术(zygote intra- fallopian transfer, ZIFT) 、配子 宫腔内移植技术( g a m e t e i n t r a u - terine transfer, GIUT)、卵子和 胚胎捐赠( o o c y t e a n d e m b r y o donation)、代孕母亲(surrogacy)、 胚胎冻融技术( e m b r y o f r e e z i n g t h a w i n g ) 、显微人工授精技术 ( P Z D , S U Z I , I C S I )、着床前遗传学 诊断技术(Preimplantation genetic d i a g n o s i s , P G D ) 、囊胚培养技术 (human blastocyst culture)、细胞 核移植技术(neulear transfer)、人 类胚胎干细胞(e m b r y o n i c s t e m cells,ES)等。
六、人类胚胎、配子、性腺组织 冷冻
澳大利亚 I V F 倡导者 A l a n T r o u n s o n 认为,未来 A R T 成功的 关键在于针对胚胎和受精卵的有效 冷冻系统。 通常一个 I V F 周期获得的胚胎 数往往多于一次移植的所需胚胎数 量,因此必须将剩余的胚胎冷冻保 存起来,留待以后移植(即新鲜周 期移植后未妊娠以及本周期发生了 严重的卵巢过度刺激综合征或由于 其 它 原 因 本 周 期 无 法 移 植 的 情 况 )。 多年的临床实践证明冻融胚胎有着 较高的移植成功率。由于新鲜促排 卵周期中胚胎与子宫内膜发育不同 步或宫内环境不如自然周期,因此 应尽可能开展冷冻胚胎移植。目 前,国内外均有增加冻融胚胎移植 周期的趋势。 近年来,癌症患者的长期生存 率越来越高。但针对癌症治疗的大 规模的放、化疗会损伤性腺而最终 导致生育能力的丧失,因而如何保 存癌症妇女的生育能力逐渐提到生 殖医学专家们的日程上来。理论上 保持女性癌症患者生殖能力的方法 有:胚胎冷冻、卵母细胞冷冻、卵 巢组织或分离卵泡冷冻、放疗前转 移卵巢、抗促性腺激素释放激素类
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