治療不孕不育的新希望

袁越

日本科學家在生殖科學領域取得了重大突破，將來也許可以用皮膚細胞再造一個卵子或者精子出來。

要想生出一個健康的嬰兒，至少需要一個健康的卵子和一個健康的精子，大部分不孕夫婦之所以生不出孩子，原因無外乎是其中之一出了問題。

人體內有那么多細胞，任何一個細胞都攜帶著全套的DNA，包含了這個人的全部遺傳信息。因此，起碼從理論上講，任何細胞都具備變成精子或者卵子的可能性。問題在于，同一個DNA分子可以有不同的修飾方式，導致不同的基因被打開或者關閉，其結果就是攜帶著同一套遺傳信息的細胞可以具有完全不同的功能，彼此間不能輕易互換。這就好比同樣一本書，因為每位讀者的知識背景和閱讀方式都不同，最終會起到完全不同甚至相反的效果。

但是，如果真的能實現互換，那就意味著身體的任何部位出了問題都可以換個新的，醫療這個領域就會變得完全不一樣了，這就是為什么在過去這幾十年里，全世界一大批最最聰明的人一直在研究這個問題?？茖W家們相信，如果能找到不同細胞獨特的DNA修飾方式，應該就可以在不同的細胞種類之間變來變去了。

具體到治療不孕不育的問題，科學家們一直在想辦法把普通的體細胞（比如皮膚細胞）轉變成健康的精子或者卵子。要想實現這一目標，需要經過以下幾個步驟：

第一步，必須將這個已經完全分化了的體細胞轉變成全能干細胞，這個目標在2006年被日本科學家山中申彌實現了。他找到了一種很簡單的辦法把體細胞轉變成“誘導型多功能干細胞”（iPS），并因此獲得了2012年度諾貝爾醫學和生理學獎。

第二步，需要把這個iPS轉變成“原始生殖細胞”（Primordial Germ Cells，以下簡稱PGC），也就是精子和卵子共同的前體。哺乳動物的PGC早在胚胎時期就形成了，比如小鼠胚胎長到6天半的時候就能找到PGC細胞團，里面含有大約40個PGC細胞。等這只小鼠長大后，如果是雄鼠，這些PGC便會發育成精子，如果是雌鼠，便會發育成卵子。

這一重要步驟也已經在2012年由日本京都大學的齋藤通紀和林克彥完成了，他們采用了和山中申彌類似的方法，即在細胞培養液中加入一些特殊的細胞因子，誘導iPS細胞改變其DNA修飾方式，最終在體外培養出了健康的人工誘導型PGC細胞。

第三步便是促使PGC細胞發育成卵子或者精子，科學術語稱之為“熟化”。自然情況下這一步驟是在卵巢或者睪丸內完成的，這兩種性腺組織為PGC細胞提供了一個獨特的微環境，誘導PGC細胞分別向兩個完全不同的方向分化?？茖W家們尚不清楚這個微環境當中到底是哪些因子在起作用，所以只能把PGC細胞注入活的動物卵巢或者睪丸內，借助生命的力量完成這一關鍵步驟。

外行可能會覺得這沒什么，但對于內行來說，凡是需要借助活體動物才能完成的細胞誘導熟化實驗難度都太大了，因為目前細胞誘導熟化的成功率不高，需要進行大量的后期篩選才能選出誘導成功的精子或者卵子。比如上述兩位科學家所做的誘導熟化實驗成功率只有1%，即100個PGC才能熟化成一個合格的卵子。所以科學家們一直希望能夠在試管里完成這一步驟，那樣的話就可以不受動物實驗的限制，無論是時間還是成本都會大大下降。

經過4年的艱苦摸索，現為日本九州大學教授的林克彥成功地實現了這一目標。2016年10月17日出版的《自然》（Nature）雜志發表了林克彥團隊撰寫的論文，向全世界公布了這一消息。這是人類第一次在體外實現哺乳動物性細胞的熟化過程，對于研究哺乳動物有性生殖的機理有很大的幫助。不但如此，林克彥團隊的科研人員還通過體外受精的方式將這批在試管中制造出來的成熟卵子培養成受精卵，繼而發育成胚胎，然后將胚胎植入母鼠子宮內，最終生出了一批健康的小鼠。更為可貴的是，這些小鼠后來也順利地產下了健康的下一代，說明這套方法已經和自然繁殖沒有太大的差別了。

雖然林克彥博士在論文中一再聲明這項研究的目的只是為了研究哺乳動物生殖系統的發育過程，但明眼人一看即知這個結果對于治療人類不孕不育的努力會有極大的幫助。想象一下，未來如果一名婦女因為各種原因錯過了受孕的最佳年紀，她只需要把自己的皮膚細胞提交給醫院，醫院便會將其培養成健康的卵子，整個過程全部在實驗室完成，不需要其他人的幫助。之后，醫院只需取得丈夫的精子進行體外受精就可以了，所用的方法和試管嬰兒是一樣的，整套程序已經相當成熟了。

同理，如果一名男性因為各種原因無法生產出健康的精子，醫院可以如法炮制，在不需要借助其他人的情況下通過皮膚細胞生產出大量健康的精子。

當然了，要想最終生出健康的孩子，必須得把胚胎植入一名代孕母親的子宮內才行。不過這套操作也已成熟，甚至早已成為一個產業?？茖W家們的最終目的是研制出人造子宮，這樣就可以不去找代孕母親了。但人造子宮的研究尚處于初級階段，距離最終的成功還有很長的的路要走。

林克彥博士的這篇論文一經發表，立刻收到了很多患有不孕不育癥的夫妻的來信，紛紛表示愿意做他的小白鼠。有意思的是，林克彥博士還收到了來自同性戀團體的密切關注，因為如果這個方法最終被用于人類的話，受益的不僅僅是異性夫妻，同性戀夫婦也可以通過這個辦法生出屬于兩個人的孩子，因為從理論上講，男性的皮膚細胞可以變成卵子，女性的皮膚細胞也可以變成精子。

還有一個更有趣的應用，那就是一個人可以用自己的皮膚細胞生成精子和卵子，然后體外受精，生出一個“自交”的嬰兒。當然了，現實生活中也許不會有這樣的人，但這項技術并不排斥這個做法。

最后必須提醒各位讀者，小鼠試驗成功不一定保證人類能成功，中間還差著好幾步呢。林克彥的下一步計劃就是先拿靈長類動物做實驗，看看能不能行。不過，從動物過渡到人類需要解決倫理問題，因為從皮膚細胞制造出來的卵子有可能存在基因不良突變的問題，必須首先解決這個問題才能推廣。據科學家們估計，這項技術至少還需要等待10年才有可能用在人類身上。