1978年7月，世界首個“試管嬰兒”路易絲·布朗在英國曼徹斯特呱呱墜地。此后的45年里，體外受精已經(jīng)成為全世界治療不孕癥的主要手段。據(jù)英國《經(jīng)濟學(xué)人》周刊網(wǎng)站報道，迄今已有至少1200萬人通過試管得到孕育，大約每45秒就有一名試管嬰兒出生。

試管嬰兒和正常孕育孩子一樣健康、正常，但體外受精技術(shù)也面臨一些技術(shù)困難，使不少女性承受了一次次夢想與沮喪的反復(fù)。科學(xué)家也在殫精竭慮，借助生物醫(yī)學(xué)以及人工智能等技術(shù)，提高試管嬰兒的成功率。

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“體外配子”助力不孕癥研究

日本和美國的研究人員正在探索利用干細胞，以皮膚和血液細胞為原料來制造卵細胞，這一過程被稱為“體外配子”技術(shù)。

2023年初，在第三屆人類基因組編輯國際峰會上，來自日本九州大學(xué)的林克彥教授稱，其團隊首次利用雄性小鼠的細胞培育出了有活力的卵子，這些卵子可與精子結(jié)合受精，從而使兩只雄性小鼠“產(chǎn)”下了后代。

研究團隊首先將從小鼠體內(nèi)分離出來的細胞在體外培養(yǎng)，通過“細胞重編程”技術(shù)將一般的細胞變成多功能干細胞。在此過程中，一些細胞丟失了Y染色體。他們通過藥物作用抑制細胞分裂的一個關(guān)鍵檢查點，完成了X染色體的復(fù)制，獲得了核型為XX的雄性小鼠細胞（雄性小鼠天然的性染色體為XY）；然后，他們通過基因編輯技術(shù)誘導(dǎo)細胞分化成卵細胞；最后，用類器官培養(yǎng)“卵細胞”，并用小鼠的精子完成類似試管嬰兒技術(shù)的體外受精。這些“受精卵”被移植到雌性小鼠的子宮內(nèi)完成發(fā)育，產(chǎn)生幼崽。林克彥稱，最終出生的7只小鼠健康存活，且具有生育能力。

雖然生育是人類生物特性最基本的方面之一，但科學(xué)家對于新生命產(chǎn)生方式的了解卻極其貧乏。基本要素顯而易見：精子和卵子必須相遇。但孕育生命的許多細胞學(xué)、遺傳學(xué)基礎(chǔ)仍是未解之謎。

《新科學(xué)家》的報道指出，林克彥的研究提供了精子和卵子配成機制的新見解。林克彥本人也表示，其研究成果有助科學(xué)家了解和治療人類不育癥。不過，也有科學(xué)家指出，這項技術(shù)仍然存在大量倫理、法律和安全方面的問題。

人工智能篩選最有希望的胚胎

體外受精需要從女性卵巢中取出卵子，并在實驗室與男性精子結(jié)合受精，隨后醫(yī)生將有希望的胚胎植入女性子宮。對許多人來說，生育治療是一種奢侈品，在美國，一個治療周期可能要花費2萬美元，而且成功率平均只有24%左右，這意味著女性通常需要多次嘗試。

人工智能技術(shù)已在多個領(lǐng)域大顯身手，現(xiàn)在也開始進軍試管嬰兒領(lǐng)域。

據(jù)英國《每日郵報》報道，以色列生殖技術(shù)公司AIVF公司開發(fā)出了一款新軟件EMA，可通過一些特征，如人眼無法看到的遺傳異常等對胚胎評分，以篩出最有希望的胚胎。使用該算法的診所報告稱，試管嬰兒的成功率提高了30%。

該公司聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官、胚胎學(xué)家丹妮拉·吉爾伯表示，胚胎選擇是試管嬰兒過程中最關(guān)鍵的決定技術(shù)之一，臨床醫(yī)生會利用胚胎的外觀來確定其質(zhì)量，但這基于主觀的人類分析，并沒有真正量化懷孕的實際機會。EMA可處理人眼無法檢測到的大量數(shù)據(jù)，以幫助選擇過程。傳統(tǒng)的試管嬰兒平均需要3—5次治療才能受孕，但AVIF使治療縮短為平均1.6次。

吉爾伯指出，該公司開發(fā)的技術(shù)目前正在歐洲、東南亞和南美使用。不過她也強調(diào)，該算法并不意味著取代醫(yī)生，人類總是擁有最終決定權(quán)。

新算法找出最健康精子

美國科學(xué)家已開發(fā)出一種可通過掃描以找出最健康精子的新算法。

在一項新研究中，加州奧瑪診所的科學(xué)家開發(fā)出了一種“精子健康測試”算法，可掃描精子的形狀及其移動方式，以挑選出最好的精子，供卵子受精。他們希望這將提高體外受精的成功率并降低成本。

為開發(fā)出這一算法，科學(xué)家們首先從每個樣本（主要來自30多歲和40多歲的男性）中提取一個精子子集，其中包含多達20000個精子，然后將樣本放在顯微鏡下，并分析每個樣本的健康狀況，基于精子的形狀和游動情況對其評分。研究人員表示，健康精子的頭部光滑且呈橢圓形，而且能快速直線游動。研究人員會據(jù)這些特征對精子分級，并用這些數(shù)據(jù)訓(xùn)練新算法，使其能夠準確估計任何特定精子的健康程度。

就目前而言，做試管嬰兒的夫妻必須經(jīng)歷3個治療周期，科學(xué)家希望減少這一數(shù)字，以減少痛苦，減輕經(jīng)濟負擔(dān)，并提高成功率。

（來源：科技日報）