【生殖專題】試管嬰兒（7）：第四代試管嬰兒

　　發(fā)展進(jìn)程

　　2004年2月24日上午9點(diǎn)30分，生殖試管試管我國首例也是專題最后1例第四代試管嬰兒在武漢大學(xué)人民醫(yī)院出生。之所以是嬰兒嬰兒最后1例，是第代因?yàn)樵?003年l0月1日，我國衛(wèi)生部實(shí)施了重新修訂的生殖試管試管《人類輔助生殖技術(shù)與人類精子庫相關(guān)技術(shù)規(guī)范、基本標(biāo)準(zhǔn)和倫理原則》，專題其中規(guī)定：在尚未解決人卵胞漿移植和人卵核移植技術(shù)安全性問題之前，嬰兒嬰兒醫(yī)務(wù)人員不得實(shí)施以治療不育為目的第代的人卵胞漿移植和人卵核移植技術(shù)。意在明令禁止這項(xiàng)技術(shù)在人體上的生殖試管試管應(yīng)用，而這例嬰兒是專題在此規(guī)定頒發(fā)前進(jìn)行，因此并沒有違反規(guī)范。嬰兒嬰兒國際上對于該技術(shù)仍在不斷進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)，第代以英、生殖試管試管美、專題日為首，嬰兒嬰兒技術(shù)上有了突破。

　　2015年4月，世界首例“干細(xì)胞嬰兒”（Stem Cell Baby）Zain Rajani在加拿大出生，被稱為第四代試管嬰兒。

　　同年，英國第一個(gè)將“三親嬰兒”技術(shù)合法化。2016年4月，英國《新科學(xué)家》（New Scientist）向外宣布世界首個(gè)“一母二父”（“三親嬰兒”）的試管嬰兒誕生，這表明第四代試管嬰兒胚漿置換技術(shù)（GVT）成功運(yùn)用，該項(xiàng)目由華人醫(yī)學(xué)博士張進(jìn)負(fù)責(zé)。“三親嬰兒”胚胎的DNA來自三個(gè)人，精子來自父親，卵核細(xì)胞來自母親，卵細(xì)胞線粒體來自捐贈(zèng)卵子的健康女性。

　　第四代試管嬰兒適用范圍

　　（1）卵巢早衰患者：尚有排卵巢功能，但卵子本身質(zhì)量不好或身體不好的女性

　　（2）高齡不孕女性：因年齡、身體或其他因素導(dǎo)致卵子質(zhì)量不好（如卵子老化）的女性

　　（3）有線粒體缺陷病的女性

　　第四代試管嬰兒輔助生殖技術(shù)，國際上主要有兩個(gè)研究方向：卵漿換置技術(shù)（Germinal Vesicle Transfer,GVT）和卵子干細(xì)胞技術(shù)(EggPCSM)。

　　卵漿換置技術(shù)GVT

　　卵漿換置技術(shù)（GVT），或稱卵細(xì)胞核移植技術(shù)或三人試管嬰兒技術(shù)。通過在老化卵子（母親）和年輕卵子（捐贈(zèng)者）之間做卵核置換，以老化卵子的基因加上年輕卵子的細(xì)胞質(zhì)來合成新的卵子。其中，母親卵子細(xì)胞核攜帶約99%遺傳物質(zhì)，為新生命主要表達(dá)基因；捐贈(zèng)年輕女性的胞漿里面的遺傳物質(zhì)不到1%，但無法確定這1%是否有影響或其影響程度。

　　流程：未成熟老化的卵子中提取20個(gè)GV細(xì)胞，注入到去核的年輕卵子細(xì)胞質(zhì)中，培養(yǎng)合成后的新卵子成熟、受精、分裂，至形成囊胚，隨后可選擇性是否進(jìn)行胚胎植入前遺傳學(xué)檢測，將囊胚植入進(jìn)母親的子宮，誕下健康孩子。

　　技術(shù)的難點(diǎn)在于卵子老化嚴(yán)重或質(zhì)量太差，手術(shù)很難成功。

　　圖1 卵漿置換技術(shù)（GVT）流程

　　GVT技術(shù)作為線粒體替代療法的一種技術(shù)可以用來解決線粒體遺傳缺陷病女性生育正常孩子的訴求。

　　線粒體疾病與線粒體DNA突變有關(guān)，且僅從母親那里遺傳。它們會(huì)影響依賴能量代謝的器官，例如骨骼肌，心臟系統(tǒng)，中樞神經(jīng)系統(tǒng)，內(nèi)分泌系統(tǒng)，視網(wǎng)膜和肝臟，從而導(dǎo)致各種無法治愈的疾病。

　　線粒體替代技術(shù)治療的目的是重建功能性卵母細(xì)胞和合子，以避免突變基因的遺傳，做法是從攜帶線粒體突變的卵母細(xì)胞或合子中抽出核基因組，然后將其植入正常的無核細(xì)胞供體中。目前，一對夫婦預(yù)防線粒體疾病傳播的選擇是有限的，而線粒體捐贈(zèng)技術(shù)為患有線粒體缺陷的婦女提供了正常孩子的機(jī)會(huì)。進(jìn)行線粒體替代治療的原因是mtDNA的異質(zhì)性水平存在不確定性，導(dǎo)致難以確定安全百分比的瓶頸效應(yīng)現(xiàn)象，瓶頸是一個(gè)假設(shè)，這一假設(shè)是通過觀察代代之間mtDNA異質(zhì)性變化而發(fā)現(xiàn)的，并在卵母細(xì)胞發(fā)育過程中發(fā)生在卵巢中，這可能是由于原始生殖細(xì)胞中mtDNA拷貝數(shù)的明顯減少和成熟卵母細(xì)胞中mtDNA的分離。

　　圖2 瓶頸代表。

　　第一個(gè)瓶頸發(fā)生在卵母細(xì)胞成熟中，起始于具有10到200拷貝隨機(jī)復(fù)制的mtDNA的原始細(xì)胞，再到具有100,000到600,000拷貝的成熟卵母細(xì)胞。第二個(gè)瓶頸發(fā)生在卵子受精子受精后，形成的合子具有100,000至600,000拷貝的mtDNA，這些mtDNA被隨機(jī)還原為具有10至200拷貝的原始細(xì)胞的形成。

　　目前，治療線粒體缺陷不育癥患者的技術(shù)理論上可以使用前核轉(zhuǎn)移、紡錘體轉(zhuǎn)移、極體轉(zhuǎn)移、卵質(zhì)轉(zhuǎn)移和生發(fā)囊泡轉(zhuǎn)移（GVT），從卵母細(xì)胞或合子轉(zhuǎn)移核基因組。

　　卵子干細(xì)胞技術(shù)（Egg PCSM)

　　卵子干細(xì)胞即在卵巢壁上的卵前體細(xì)胞，這些細(xì)胞具有發(fā)育成卵細(xì)胞的潛力，也能提高現(xiàn)有卵細(xì)胞的質(zhì)量。

　　具體方式是獲取女性自身的卵子干細(xì)胞（EggPCSM），并提取其中產(chǎn)生能量的線粒體，注射到自身其他成熟的卵子中，恢復(fù)老化卵細(xì)胞的活力，通過改善能量水平來提升卵細(xì)胞的健康狀態(tài)，彌補(bǔ)因卵子能力不足而引起的發(fā)育滯后，提高卵細(xì)胞的質(zhì)量。

　　治療方法有Augument治療、OvaPrime治療、OvaTrue治療。

　　Augument治療：利用卵子干細(xì)胞線粒體移植技術(shù)改造卵細(xì)胞，再將卵細(xì)胞進(jìn)行體外受精。

　　OvaPrime治療：將卵前體細(xì)胞從外層移到卵巢的中間層，讓前體細(xì)胞發(fā)育成卵細(xì)胞，再取出進(jìn)行體外受精。如果正式應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)終身生育。

　　OvaTrue治療：更為先進(jìn)，取出卵前體細(xì)胞，體外將其培育成卵細(xì)胞，進(jìn)行體外受精，這種方式不需要向患者注射荷爾蒙，也無需手術(shù)，但目前仍處于臨床實(shí)驗(yàn)階段。

　　第四代試管嬰兒技術(shù)還不完全成熟，也沒有進(jìn)入臨床應(yīng)用。包括干細(xì)胞嬰兒Zain Rajani，他也僅是其卵子質(zhì)量較差、多次不孕的母親做的一次嘗試，為科研中的個(gè)案。就目前而言，第四代試管嬰兒的推廣及應(yīng)用存在諸多爭議，包括安全、倫理道德和法律方面，部分生物學(xué)家擔(dān)憂“三親嬰兒”的后代是否存在不可預(yù)估的風(fēng)險(xiǎn)；倫理道德上講，這種“設(shè)計(jì)嬰兒”的多父母關(guān)系令人擔(dān)憂，甚至?xí)苌鴣砀鄰?fù)雜的倫理和法律問題。盡管如此，還是有很多學(xué)者對此充滿希望，也不可否認(rèn)，這是輔助生殖學(xué)的重要進(jìn)展。