人类生殖工程,新生命的诞生
人类生殖工程,新生命的诞生
近年来,人类生殖工程已成为医学领域的一个新兴学科。所谓生殖工程,即不经男女性交而用人工操作的方法产生新生命的生殖技术。生殖工程的实施不仅能解决不育夫妇的生育问题,而且能采用优质精子和卵子孕育出体质健美聪慧的下一代,提高人口的先天素质,这种对生命的选择是社会的进步,将成为人类历史上的里程碑。
(1)人工授精:人工授精有两个含意,一是用丈夫的精液授精,二是用献精者的精液授精,前者称“AIH”,即夫精人工授精;后者称“AID”,即他精人工授精。AIH和AID在技术和原则上基本相同。
夫精人工授精适于男女双方之一性器官异常而不能进行正常性生活者,或男方精子数量少但质量正常者;他精授精适用于男方无精子、睾丸先天发育不良、生殖管道阻塞,或男性患显性常染色体病,以及男女双方均为同一常染色体隐性基因携带者。无论是实施夫精授精还是他精授精术,女子必须身体健康,确有生育能力,如正常排卵、生殖管道通畅、子宫发育正常等。另外,欲实验他精授精必须经男女双方同意,医生还需为他们绝对保密。
目前,美国、英国、法国、日本、意大利和我国都先后建立了冷冻人类精子库。采用液氮-196℃替代干冰-79℃的低温,再加入冷冻保护剂,即可使精液获得冷冻保护。其冷冻贮存方法有直接冷冻法、三阶段冷冻法和慢冷却—快冷却—复苏法3种,但以后者为最佳。建立冷冻人类精子库,为生殖提供了保险,对治疗男性不育和开展优生工作具有积极意义。
(2)试管婴儿:1978年7月25日,世界上第一个体外受精成功的“试管婴儿”在英国诞生了。他标志着生物学与医学已步入新的时代,人类从此可以不经过两性性器官的交合而借助于人工方法创造新的生命。
人类生殖上的这一伟大创举,是英国胚胎学家爱德华和妇产科专家斯德洛特创造的。他们曾经在35只猴子身上进行了胚胎移植,为人的受精卵植入宫腔打下了基础。这一次他们是从布朗夫人体内取出成熟的卵子,将其放进温度适宜、装有培养液的试管里,而后取了布朗先生的精子,加入其中,使精子和卵子在体外结合,并放在暖箱内孵育了4天半,再借助阴道窥镜将已开始发育的胚胎植入布朗夫人的子宫腔内进行孕育,直至分娩。
我国的试管婴儿技术研究起步较晚,于1988年3月10日在北京医科大学第三医院诞生了第一个试管婴儿。继第一例试管婴儿成功后,湖南、广州、上海等都开展了试管婴儿的研究工作,并相继诞生了多例试管婴儿。这标志着我国在生殖医学领域的研究达到了世界先进水平。
试管婴儿
试管婴儿的研究集合了医学高、精、尖技术,首先是卵子和精子的采集。卵子的采集较为复杂:第一步是排卵前的预测观察,这需要用许多现代化仪器,比如卵巢超声波扫描、激素的免疫学测定、腹腔镜检查、放射免疫测定等;第二步是激发排卵;第三步是卵子的吸取;第四步是卵细胞体外孵育。其次是受精,即精子和卵子在试管中结合形成合子。然后,受精卵在试管中发育,不断地分裂,当形成12~16个细胞的桑椹胚时,把这个幼胚从试管中取出移植到母体的子宫内,使其在子宫内着床、发育成胎儿,最后分娩出成熟的婴儿。由于这个过程的早期阶段在试管内进行,因而叫“试管婴儿”。国际上把这一工程称之为“体外授精-胚胎移植”。试管婴儿技术的应用,为输卵管不通但卵巢排卵功能正常的女性带来了福音。
(3)人工单性生殖:人工单性生殖是指在人为的条件下,没有精子而卵子独立发育成胚胎的生殖技术。这一生殖方法在动物实验中已获得成功。有人设想在人类应用此项技术,但在应用价值上存在争执。
(4)人造子宫:无论是试管婴儿还是单性繁殖,十月怀胎仍然是免不了的程序。试管婴儿并不是全过程都是在试管里培育婴儿,而只是让卵子在试管内受精后,再移植到母体子宫内或者“寄存”到他人的子宫内。人类能不能摆脱妊娠的痛楚呢?况且许多不能妊娠的妇女借他人子宫妊娠带来许多麻烦,借动物子宫又不能让社会接受,于是科学家开始研究用人造子宫妊娠。
人造子宫是人类生殖工程中技术最复杂、难度最大的尖端课题。胎儿在子宫内发育直至分娩,完全与女性身体结构和生理功能相适应。而人造子宫则是让胎儿的全部发育过程在母体之外,由人造子宫代替母亲妊娠和分娩,为了达到这一目的,科学家进行了不懈的努力。
东京大学妇产科教授原桑应纪于1985年在神户举行的日本新生儿学术会议上宣读了世界上第一个“人造子宫”的研制和实验报告。“人造子宫”包括一个装羊水的水箱、一个人造肺、一个泵及两个血液容器。他用剖腹手术将孕育了107~135天的8个山羊胚取出,置于这种人造子宫内。结果,活得最久的胎儿活了7天,8个胎儿平均活了3天。在人造子宫内培育胎儿,要解决一系列难题:胎儿所需最佳的液态环境、血液循环、营养摄取、废物排出及微环境的恒定包括温度、pH值、无机离子浓度、渗透压等。要解决这些难题,目前还有一定难度。但我们相信,总会有一天胚胎可以在人造子宫内健康成长,直至人工“分娩”。
(5)克隆繁殖:在人工操作下,由一个细胞经自身的有丝分裂,产生出一个具有相同遗传性的细胞群,这种细胞称“克隆”。由细胞群分化形成新生命的繁殖技术称“克隆繁殖”。
(6)细胞核移植:细胞核移植是指在人工操作下,将一个细胞的核取出移植到另一个去核的细胞内,并使其复制、表达、控制子代的遗传性状的一门新技术。有人建议,将健康人细胞核移植入患者细胞内,以改造恶性遗传物质,达到优生的目的。关于人类细胞核的移植技术一旦应用于临床,它将对人类遗传病的根治有重大意义。
克隆羊“多莉”
(7)DNA重组:人类细胞某些基因在DNA链上的分子结构已经探清,它既可从DNA链上分离出来,又可通过信使核糖核酸(mRNA)递转录或用化学方法进行合成。在体外与某种载体重新组合形成“重组DNA”,然后移植到患者细胞的基因组中,使其表达为新的遗传性状。这种技术不同于一般生物体间的杂交,是分子水平上的基因移植。它的优势在于可在亲缘关系极远的生物体间进行,能大大改善遗传特征,能定向改变遗传性状,能快速稳定地获得新种系。DNA重组一旦成功,将会改变整个人体的遗传组成,优化人类的生命结构。