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英国科学家人造精子成功引发质疑(组图)

http://www.sina.com.cn  2009年07月23日 10:24  新浪科技
英国科学家人造精子成功引发质疑(组图)
英科学家纳耶尼亚用骨髓培育精子
英国科学家人造精子成功引发质疑(组图)
只有三天的人胚胎
英国科学家人造精子成功引发质疑(组图)
英科学家纳耶尼亚

  新浪科技讯 北京时间7月23日消息,据英国《泰晤士报》报道,英国科学家日前宣布,他们首次在实验室利用人体干细胞造出人类精子,这为治疗男性不育症带来了希望。不过,这一最新突破也带来了巨大的道德和伦理风险,专家担心,将来会发生像皮肤细胞被盗,无数子女遍布全球这样的荒唐事,更有人称整件事其实是个大骗局。

  男子近四旬喜得子

  当亲朋好友欢喜地看着萨米·巴韦顿(Sammy Bavington)时,大家无不啧啧称奇,因为这个刚出生一周的婴儿同他的父亲、祖父、外祖父简直太像了,简直就是一个模子刻出来的。刚刚喜得贵子,一大家子人又聚在一起畅所欲言,这样的情景令38岁的斯蒂芬喜出望外。18岁时,因在橄榄球比赛中的一次意外事故,斯蒂芬四肢瘫痪,精子生成能力严重受损,无法使妻子自然怀孕。

  不过斯蒂芬坚信,倘若自己和30岁的罗纳组建一个家庭的话,他会尽一切努力生下一个和自己有血缘关系的孩子,即便困难重重也义无反顾。斯蒂芬和罗纳来自怀特岛的桑德镇,二人接受了名为胞浆内单精子注射(intracytoplasmic sperm injection)的治疗,该技术是将单个精子直接注射进卵子中。他们在南安普顿的埃塞克斯不孕不育诊所接受了两轮治疗。

  胞浆内单精子注射技术诞生于1991年,每年帮助数千英国不育患者圆了求子梦。医生仅仅从斯蒂芬体内提取了几个精子,几小时后它们就生成了一个健康的胚胎。斯蒂芬上周被问道,是什么力量使他如此坚定地要接受该技术的质量时,他回答说:“它令我感到骄傲,我妻子不希望我觉得自己被边缘化,或觉得不如别人。他们相当努力,他们只是尽力获取一些具有生育能力的精子,以生成胚胎。太神奇了。萨米是神奇的化身。”

  首次造出人工精子

  7月初,英国科学家宣布他们取得了一项重大突破,这一突破可能会促使生育技术向前迈进一大步。他们首次在实验室从人体胚胎干细胞中培育出人类精子。该技术突破很可能使那些不产生精子的男性如愿以偿地拥有同其有血缘关系的孩子。斯蒂芬对这一突破欢欣鼓舞。他说 :“我知道该技术真正付诸实施尚需时日,但它为人类带来的快乐是无穷无尽的。”

  埃塞克斯埃塞克斯不孕不育诊所医生休·因格米尔斯(Sue Ingamells)补充说:“对于那些来到这里接受治疗的不育症患者来说,这或许意味着即便完全无法产生精子,他们也会拥有与他们有基因关系的子女。将来,这也将减少对来自捐献者精子的依赖。”

  纽卡斯尔大学和东北英格兰干细胞研究所的研究人员宣布,他们已从人体胚胎干细胞中造出人类精子,但是,这却引发了激烈的争议。在长达20年左右的时间里,世界各地的科学家都在实验室埋头培育精子,所以,当卡里姆·纳耶尼亚(Karim Nayernia)领导的研究小组宣称他们成功做到这一点时,许多人对此持怀疑态度。

  科学家们对纳耶尼亚的研究是否足以证明其已培育出真正的精子提出了质疑。另外,他们还对纳耶尼亚等人的预言感到恐慌,即5年内他们将能够从人类的皮肤细胞中培育出精子,使那些无生育能力的男性圆了为人父母梦。从理论上讲,现在就可以从女性的皮肤细胞中培育出精子。上周,这一问题再度引发了伦理方面的激烈争论,那就是这一突破会不会使男性无用武之地。

  女人生育不再需要男人?

  这轮“生育军备竞赛”的结果如何呢?果真可以从女性的细胞里造出精子吗?我们未来造出的“设计婴儿”是不是既可以免受先天疾病的困扰,又可以生就我们所期盼的特质呢?31年前,人类首例试管婴儿——路易斯·布朗诞生,在之后的几十年的时间里,生殖医学以令人难以置信的速度突飞猛进,几乎每个月都会有重大突破。

  正如萨米的降生表明,胞浆内单精子注射到底对那些自身无法产生足够精子的男性有多大的意义,他们也许可以生出不含可导致乳房癌基因的“人造婴儿”,而女性在接受卵巢移植之后仍旧生育。用冷冻卵子和胚胎生产的方法可能使女性推迟组建家庭的时间,直到她们或在晚年遇到令其情投意合的伴侣,或在事业稳定之后才考虑结婚生子。

  7月初,英国和美国一些研究人员宣布,他们不久即可使用一种名为“核映射”(karyomapping)的技术对胚胎进行1.5万种遗传疾病的测试。目前,该技术只能检测出其中350种疾病。伦敦布里奇生育、妇科医学和基因中心计划于今年晚些时候对那些寻求生育治疗的夫妇提供“核映射”临床试验。“核映射”有望帮助那些深受囊肿性纤维化等遗传疾病困扰的家庭生下健康宝宝。它能够识别多种基因变体,有望使科学家能够检测出诸如糖尿病、心脏病和癌症等高危情况。

  在实验室中培育出人类精子是另一个重大突破。纽卡斯尔大学科学家使用人体胚胎干细胞制造出人类精子。胚胎干细胞可以发育为人体的任何器官或组织。研究小组先将雄性细胞同雌性细胞分离开,然后用维甲酸进行培育,维甲酸是维生素A的衍生物,可促进生殖细胞发育。最后,生殖细胞逐渐分裂,伸出一个尾巴和头,开始移动。

  人造精子不仅可以像正常精子一样游动,而且两者还具有重要的共同特征。纽卡斯尔大学的研究发现,人造精子从两组染色体分裂成一组染色体,这一过程称为减数分裂(meiosis),即在整个减数分裂过程中,染色体复制一次,细胞连续分裂两次,结果产生的生殖细胞中染色体数目,比原始生殖细胞的减少了一半。这意味着它们可以生成成熟的精子。

  研究精子形成过程

  人造精子还产生只限于精子的蛋白。纳耶尼亚说:“这些蛋白对精子的功能至关重要。例如,其中一种蛋白通常可以在精子的尾巴中被发现,同时还负责卵子的活化和受精。”下一步研究是分析人造精子在注射到动物的卵子之后是否真的可以受精。据纳耶尼亚预测,他的研究小组将可以在5年内从不育男子身上提取皮肤细胞,令其产生精子。与此同时,纳耶尼亚还认为,他们的最新发现可以令科学家去研究精子的形成过程。

  他说:“这是一项重大突破,因为可以令科学家去详细研究精子形成,令他们对对男性不育有更深入了解——为什么会发生这种问题以及引起这种问题的因素。了解这一点将有助于我们找到帮助不孕不育夫妇的新方法,令他们可以拥有自己的孩子。另外,科学家还可以借此研究毒素如何影响涉及生殖的细胞,例如,为何接受化疗的男性白血病患者会终身不育,从而令我们找到解决这一问题的办法。”

  即便以审慎的态度看待这项突破的科学家也承认,该研究的潜力无限。谢菲尔德大学男性学讲师艾伦·帕西(Allan Pacey)说:“无论出于什么原因,这种尝试都值得大力褒奖。过去二三十年来,我们一直在实验室中探索生成精子的方法。之所以说这项突破潜力巨大,是因为研究精子形成过程的确十分困难,精子是在睾丸中形成的,我们总不能将睾丸切开从事这些研究。”

  “倘若研究人员果真做到这一点,这将具有里程碑般的意义。令人怀疑的是,我迄今仍不相信他们取得了这样的成就。我看过 他们发表的论文,我并不认为有足够的证据表明他们在实验室培育出的细胞是真的。”

  纳耶尼亚的研究突破还吊起了很多不育症患者的胃口,帕西对此也表示担心。就在纳耶尼亚宣布造出人工精子45分钟以后,帕西收到了一名患者的电子邮件,此人询问他可以在哪里接受相关治疗。几天内,帕西收到了数十位患者的电子邮件,他们全部咨询同样的问题。

  辩称只是“原理论证”

  还有科学家对如此重大的突破性研究为何发表于《干细胞研究及进展》杂志,而非像《自然》或《科学》这样的权威科学期刊表示质疑。纳耶尼亚对此辩解称,《干细胞研究及进展》同样是一份值得尊重的科学期刊。他说,像《自然》或《科学》这样的权威期刊要求在发表前对研究论文进行为期三年的评审,他认为这种做法是不公平的。

  纳耶尼亚指出,他给自己的研究论文打上了“原理论证”(proof of principle)的标签,也就是说仍有许多工作需要做。实际上,在这项突破的一些看似平常的说法得以实现前尚需克服诸多障碍。两年前,纳耶尼亚的研究小组在从老鼠胚胎培育出精子上取得了类似的成功,并使卵子受精。但是,他们培育出的小老鼠在出生以后几个月全部死去。

  另一个障碍是,当前采用实验室培育的精子治疗不育症是违法的。在这项技术应用于英国不育不孕医院之前,英国卫生当局需要修改相关法律。纳耶尼亚认为,即便这个世界没有男人,从理论上讲,他们可以从女性皮肤细胞中培育出精子。不过纳耶尼亚表示,他对科学家是否能够克服技术上的障碍充满了怀疑。纳耶尼亚的研究小组能够从女性干细胞培育不成熟的精子,可要造出成熟的精子,则仍需要Y染色体。

  尽管如此,有一些专家认为,纳耶尼亚的研究突破为生殖医学的更快发展奠定了基础。牛津大学乌希罗(Uehiro)应用伦理学中心主任朱利亚·萨乌莱苏(Julian Savulescu)认为,科学家现在可以造出大量胚胎,最终或许可以让我们去筛选最健康、最聪明的孩子。当前,胚胎筛检的对象十分有限,因为女性每一轮试管受精治疗通常只能生成大约10个卵子,而且,并非所有的卵子受精后都变成胚胎。尽管这项技术足以筛选特定的基因,比如易患乳腺癌的体质,但科学家仍需要筛选更多的胚胎才能发现“完美宝宝”。

  直斥是个大骗局

  萨乌莱苏强调,如果精子以及最终的卵子可以在实验室中生成,那么就可以为一对夫妇造出数万个胚胎,令他们拥有更好的选择。他认为,许多具有不育不孕问题的夫妇希望采用这种人工技术,造出最健康和最聪明的孩子。萨乌莱苏说:“有些人显然希望拥有最好的孩子,以便将疾病的风险降低到最低程度,同时赋予他们最好的遗传能力。”

  但是,很多评论人士指出,不惜一切代价治疗各类不育不孕症的探索走得太远了。他们认为,天伦之乐应该被看作是上天赐予的礼物,而非一种权利。英国公益组织“生殖伦理学评论”(Comment on Reproductive Ethics)的约瑟芬·昆塔瓦莱(Josephine Quintavalle)说,治愈每一种不育症的竞争是荒谬之举。她指出,当前研究人员尝试造出精子,但为培育出一个胚胎而摧毁另一个健康的胚胎,这是毫无意义的举动。

  昆塔瓦莱说:“摧毁完全具有存活能力的人类胚胎以培育其他胚胎的做法是极为愚蠢和危险的做法。如果拥有孩子如此重要,那么我们为何还要将那些健康胚胎全部扔掉?”圣玛丽大学学院卫生保健伦理学讲师特雷弗·斯塔摩斯(Trevor Stammers)指出,从皮肤细胞培育精子可能导致基因欺诈行为,一些别有用心的人可能会从他们希望成为自己孩子父亲的男人身上盗取基因样本。

  昆塔瓦莱说:“可以想象一下,有人在沉睡中被人盗取了皮肤细胞,只要你有钱,只要你愿意,这些人会成为世界上数百个孩子的父亲,这种事情难道不荒谬吗?我认为整件事情都是一个大骗局,永远不会奏效——至少在我的有生之年是这样。”但是,科学家正越来越多地将不可能的事情变成现实。萨米·巴韦顿就是一个活生生的例子。(杨孝文)

  科学家用激光挑选健康精子

  英国科学家最近找到一种用拉曼光谱检查精子的方法,该技术可应用于发现完美无缺的健康精子,确保试管受精有更大的成功率。

  密歇根大学拉曼光谱专家迈克尔·莫里斯博士并没有参加这项研究,但他表示:“这是一项令人瞩目的研究,因为它可以显示出精子除生死外还有更细微的区别。”平均来说,男人一次射精射出的精液含有2亿到5亿个精子。它们摆动着叫鞭毛的线状尾巴向前移动,以便找到卵子受精。对不能生育的男人来说,他们的精子中有少病态或残缺的精子,这大大降低了精子在女人生殖器的恶劣环境中生存下来给卵受精的概率。试管受精为有异常精子或精子量少的男人提供一种生育方法。科学家用光学显微镜找到一个精细胞,然后直接把它注射到卵中进行受精。

  用拉曼光谱发明该技术的爱丁堡大学教授阿利斯泰尔·艾尔菲克说,和男人不育有关的一个问题是精子受损常意味着DNA受损,而不是精细胞自身的DNA对胚胎发育有着重要作用。他指出:“一个精细胞的外表非常简单。DNA并不扮演输送它自己的角色,只是有效载荷。”光学显微镜在推动精子细胞“隐形轮胎”的同时,拉曼光谱就会打开“发动机罩”,直接对DNA有效载荷进行检测。

  科学家用拉曼光谱照射精子头部的23个染色体。受损DNA反射出的光不同于完整DNA,所以科学家通过检测这种反射回来的光,就能确定哪个DNA最有可能生成一个健康的人类胚胎,至少理论上是这样。科学家们并没有把得到拉曼光谱鉴定的精子注射进卵中,而是检查了胚胎数量或它们的健康状况。该技术被用于创造人类生命前,科学家还要进行更多试验。与此同时,它还有必要得到联邦政府的批准。

  这项技术存在一些弊端。拉曼光谱一次只能检查几十到几百个精细胞。但对许多不能生育的男人来说,这不是个问题,因为他们一次射出的精液就含有这些数量的精子。有些科学家对把经过拉曼光谱检查的精子注射到卵子中的做法表示怀疑。但艾尔菲克和莫里斯确信,含有激光束的拉曼光谱不足以给精细胞造成任何永久性损伤。

  美国伊利诺伊州西北大学马克思·蒂姆教授用拉曼光谱检查人的卵细胞,他认为使它发挥作用要依赖于大量有潜在伤害力的激光能量。蒂姆说:“这种技术现在还不适合不能生育的夫妇。用拉曼光谱检查精子和受精卵被放进女人子宫前,有必要进行更多研究。”(秋凌)

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