作者:段恩奎 来源:科学时报 发布时间:2006-7-20 12:51:13
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科学透视:将人造精子用于临床还不能过于乐观

计划生育生殖生物学国家重点实验室主任 段恩奎

    日前,很多媒体报道了“科学家用干细胞育出成熟精子”的消息,并指出这意味着男性不育症或许就此终结。

    生殖生物学专家、中科院动物研究所研究员段恩奎告诉《科学时报》,通过自己对原文的查阅,发现媒体和网站对这一新闻的翻译大都不准确。他翻译的“版本”是这样的:

    7月10日最新出版的《发育细胞》杂志,刊登了德国格廷根等大学和英国纽卡斯尔大学的研究人员在干细胞研究中获得一项重要突破:用胚胎干细胞来源的精原干细胞发育而成的精子培育出了小鼠。这一成就可望改善男性不育症。主持这项研究的卡里姆·纳耶尔尼亚教授说:“这是第一次证明从精原干细胞中培育出的成熟精子可以通过单精子注射产生后代。”他认为这项研究是了解男性不育症的科学基础,因为它可以在分子和基因层面来了解这一疾病。
 

 

    干细胞通常是指来源于早期胚胎的胚胎干细胞和来源于成体组织的成体干细胞,后者包括造血干细胞、神经干细胞、间充质干细胞、表皮干细胞以及这次讨论的精原干细胞等等。近年来,干细胞研究的一个新趋势是希望将干细胞诱导分化为雄性配子—精子或雌性配子—卵子,因而“胚胎干细胞配子”成为一个新的研究热点。

    Nayernia K等科学家在7月10日出版的《发育细胞》杂志上报道,人工精子可以生出小鼠,该研究最主要的进展体现在突破了以前通过胚胎干细胞产生的精子从来没有产生活的动物后代这一“瓶颈”,在“胚胎干细胞配子”研究领域迈出了关键的一步。它的意义在于人类通过用胚胎干细胞诱导分化为精子细胞的过程认识了精子发生、成熟的条件、过程和机理,如果某男性患者在精子发生或成熟的某一阶段出了问题导致不育,就可以先分离该男子的精原干细胞,然后在体外培养成熟,再与其妻子的卵子受精,产生自己的后代。

    但是也应当看到,Nayernia K等科学家进行的胚胎干细胞源的精原干细胞发育为成熟精子的研究,目前还存在一些问题:首先,这种胚胎干细胞源的精原干细胞发育为成熟精子后尾巴短、不能运动或者活力很低,根本不能自身穿透卵子实现受精,因此不得不采取卵细胞质内精子注射的办法使其完成受精过程;其次,所生的后代不是生长太快,就是生长阻滞,还有的伴发严重的呼吸和行走困难,甚至发展成肺部肿瘤,并出现生后5天~5个月就夭折的现象,这可能是培育精子时产生的基因缺陷所致;最后,成功率很低,用这种人工精子对210个正常卵母细胞进行单精子卵胞质内注射,只有65个卵子发育到2-阶段细胞,将它们移植到雌性老鼠输卵管中,最后仅有7只小老鼠诞生,成功率仅为3%。

    此外,本研究的缺憾在于没有能够使成熟的精子自然穿透卵子实现受精,而是采用了单精子显微注射的方法,这很难使人确信这种人工精子就是完全成熟的,因为显微注射未成熟的圆形精子(还没有长出尾巴)也能产生后代。

    我国关于精原干细胞研究的报道始于2002年,2006年计划生育生殖生物学国家重点实验室研究员韩春生领导的研究组在Front. Biosci.上发表论文提出,小鼠精原干细胞与胚胎干细胞在自我更新调节方面具有共同的机理。但是,我国迄今尚未见到用精原干细胞培育成成熟精子的报道。

    男性不育是指由于男性因素引起的不育,据世界卫生组织统计:在所有的不孕不育疾病中,大约20%~25%是由男方引起的。近年来,男性不育症的发病率在我国城市育龄人口中约占10%,而约有40%以上的不育男子出现精子生成异常。目前男性不育症治疗的一个趋势是精原干细胞移植、自身未成熟生殖细胞的体外诱导成熟和胚胎干细胞工程技术等。而要从根本上解决由于精子发生或者成熟原因引起的男性不育症,胚胎干细胞工程技术的研究和完善是一个重要方向。

    《发育细胞》杂志发表的研究成果是人类第一次以小鼠为模型将胚胎干细胞诱导分化成成熟精子,进而通过显微受精得到小鼠的成功尝试。从理论上说,通过这一途径治疗那些由于精子发生或者成熟原因导致的男性不育是可行的。这无疑为全球数百万不育男性带来了福音。

    但是,如上所述,要真正将人造精子用于临床治疗还不能过于乐观,目前使用这一技术还有很大的风险,还不能直接应用于治疗人类男性不育。即便在技术细节上,也还有许多有待突破的地方,如提高从胚胎干细胞诱导分化为成熟精子的成功率,解决这种精子的生理功能问题等。

    干细胞研究一直与伦理学问题相伴,这一研究同样也不例外。如果这种技术将来完全成熟了,只要出于治疗男性不育的需要从其自身采集分离精原干细胞,在体外生产成为成熟的精子,再与其妻子的卵子进行受精,最终生出属于他们夫妇的后代,应该不存在伦理学问题。但是如果由于某种原因要直接从胚胎干细胞生产精子,就可能存在伦理学方面的问题,因为这种方法必须使用人类胚胎干细胞,而人类胚胎干细胞需要由人的早期胚胎获得,它涉及到辅助生殖多余卵自愿捐赠和知情选择问题,如果执行得不严格,就有可能带来伦理和道德方面的问题。

    此外,由胚胎干细胞生产的男性精子并不是男性患者本身产生,由此产生的精子从遗传来源上与该不育男性无关,也就是说,生的孩子与男性患者没有遗传关系。因此,这种技术也可能被用于制造没有男性参与的孩子,即生出没有父亲的子女,这将会引发伦理学的争议。

    对于干细胞研究中的伦理学问题要正确分析、准确把握。如果严禁干细胞研究,就有可能阻碍科学的发展,影响了这项技术造福人类的步伐;如果不加约束,就可能产生非常严重的伦理和道德问题,因此,我国政府在严格对干细胞研究加以管理的前提下支持以治疗为目的的干细胞研究,这也体现了“对人的生命和尊严的维护与尊重”原则。

(本报记者潘锋采访整理)

 
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