作者:刘霞 来源:科技日报 发布时间:2023/8/16 14:35:41
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为更多人圆“父母梦”:新技术提高试管婴儿成功率

 

1978年7月,世界首个“试管婴儿”路易丝·布朗在英国曼彻斯特呱呱坠地。此后的45年里,体外受精已经成为全世界治疗不孕症的主要手段。据英国《经济学人》周刊网站报道,迄今已有至少1200万人通过试管得到孕育,大约每45秒就有一名试管婴儿出生。

试管婴儿和正常孕育的孩子一样健康、正常,但体外受精技术也面临一些技术困难,使不少女性承受了一次次梦想与沮丧的反复。科学家也在殚精竭虑,借助生物医学以及人工智能等技术,提高试管婴儿的成功率。

“体外配子”助力不孕症研究

日本和美国的研究人员正在探索利用干细胞,以皮肤和血液细胞为原料来制造卵细胞,这一过程被称为“体外配子”技术。

2023年初,在第三届人类基因组编辑国际峰会上,来自日本九州大学的林克彦教授称,其团队首次利用雄性小鼠的细胞培育出了有活力的卵子,这些卵子可与精子结合受精,从而使两只雄性小鼠“产”下了后代。

研究团队首先将从小鼠体内分离出来的细胞在体外培养,通过“细胞重编程”技术将一般的细胞变成多功能干细胞。在此过程中,一些细胞丢失了Y染色体。他们通过药物作用抑制细胞分裂的一个关键检查点,完成了X染色体的复制,获得了核型为XX的雄性小鼠细胞(雄性小鼠天然的性染色体为XY);然后,他们通过基因编辑技术诱导细胞分化成卵细胞;最后,用类器官培养“卵细胞”,并用小鼠的精子完成类似试管婴儿技术的体外受精。这些“受精卵”被移植到雌性小鼠的子宫内完成发育,产生幼崽。林克彦称,最终出生的7只小鼠健康存活,且具有生育能力。

虽然生育是人类生物特性最基本的方面之一,但科学家对于新生命产生方式的了解却极其贫乏。基本要素显而易见:精子和卵子必须相遇。但孕育生命的许多细胞学、遗传学基础仍是未解之谜。

《新科学家》的报道指出,林克彦的研究提供了精子和卵子配成机制的新见解。林克彦本人也表示,其研究成果有助科学家了解和治疗人类不育症。不过,也有科学家指出,这项技术仍然存在大量伦理、法律和安全方面的问题。

人工智能筛选最有希望的胚胎

体外受精需要从女性卵巢中取出卵子,并在实验室与男性精子结合受精,随后医生将有希望的胚胎植入女性子宫。对许多人来说,生育治疗是一种奢侈品,在美国,一个治疗周期可能要花费2万美元,而且成功率平均只有24%左右,这意味着女性通常需要多次尝试。

人工智能技术已在多个领域大显身手,现在也开始进军试管婴儿领域。

据英国《每日邮报》报道,以色列生殖技术公司AIVF公司开发出了一款新软件EMA,可通过一些特征,如人眼无法看到的遗传异常等对胚胎评分,以筛出最有希望的胚胎。使用该算法的诊所报告称,试管婴儿的成功率提高了30%。

该公司联合创始人兼首席执行官、胚胎学家丹妮拉·吉尔伯表示,胚胎选择是试管婴儿过程中最关键的决定技术之一,临床医生会利用胚胎的外观来确定其质量,但这基于主观的人类分析,并没有真正量化怀孕的实际机会。EMA可处理人眼无法检测到的大量数据,以帮助选择过程。传统的试管婴儿平均需要3—5次治疗才能受孕,但AVIF使治疗缩短为平均1.6次。

吉尔伯指出,该公司开发的技术目前正在欧洲、东南亚和南美使用。不过她也强调,该算法并不意味着取代医生,人类总是拥有最终决定权。

新算法找出最健康精子

美国科学家已开发出一种可通过扫描以找出最健康精子的新算法。

在一项新研究中,加州奥玛诊所的科学家开发出了一种“精子健康测试”算法,可扫描精子的形状及其移动方式,以挑选出最好的精子,供卵子受精。他们希望这能提高体外受精的成功率并降低成本。

为开发出这一算法,科学家们首先从每个样本(主要来自30多岁和40多岁的男性)中提取一个精子子集,其中包含多达20000个精子,然后将样本放在显微镜下,并分析每个样本的健康状况,基于精子的形状和游动情况对其评分。研究人员表示,健康精子的头部光滑且呈椭圆形,而且能快速直线游动。研究人员会据这些特征对精子分级,并用这些数据训练新算法,使其能够准确估计任何特定精子的健康程度。

就目前而言,做试管婴儿的夫妻必须经历3个治疗周期,科学家希望减少这一数字,以减少痛苦,减轻经济负担,并提高成功率。

 
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