科学的方法让您远离不孕不育!

来源:托福天下 作者:托福天下 时间:2018-09-30

大约40年前,路易斯·布朗Louise Brown)是第一个使用体外受精创造的人,是在培养皿中构思出来的。在她出生后不久,芝加哥大学着名的生物学家和伦理学家莱昂·卡斯(Leon Kass)就当时革命性的将精子和卵子加入体外的技术绞尽脑汁。他在一篇文章中写道,仅仅是女婴的存在,就会质疑“人类生活的人性观念以及我们体现的意义,我们的性生活,以及我们与祖先和后代的关系。”编辑们Nova杂志认为体外受精是“ 自原子弹爆炸以来最大威胁。”美国医学协会希望完全停止研究。

然而,在接下来的几十年中发生了一件有趣的事情,或者没有发生过这样的事情:数百万婴儿是使用IVF怀孕的。他们生来就是健康而且非常正常的婴儿,他们成长为健康且完全正常的成年人。布朗就是其中之一。她住在英国布里斯托尔,是一家海运公司的职员。她结婚了,有两个健康的男孩。每个人都做得很好。

没有什么能像人类生殖的变化那样激发反动和革命的力量。当我们的性别观念被技术推到一边时,我们就会变得格外激动。有些人厌恶新的可能性并要求限制或禁令; 其他人声称对新事物没有任何权利。最终,几乎每个人都安顿下来,无论他们曾经看起来多么令人难以置信,这些变化都成为了我们的一部分。

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NIK MIRUS

我们现在处于另一场复制革命的边缘,这可能使IVF看起来古怪。通过称为体外配子发生(或IVG)的新兴技术,科学家正在学习如何将成人人体细胞(可能是从脸颊内部或从手臂上的一块皮肤上转化为人工配子,实验室制造的蛋和精子,可以组合起来制造胚胎,然后植入子宫。对于不孕或有困难的人来说,这将是一个巨大的突破。即使没有精子或卵子的成年人也可能成为亲生父母。

将来,新的家庭可能成为可能:一个孩子可能只有一个亲生父母,因为一个人理论上可以自己生产卵子和精子; 同性伴侣可能有一个与他们生理相关的孩子; 或者是一个悲伤的寡妇可能会使用死去的配偶刷新鲜的毛囊来生育一个已故丈夫没有活着的孩子。

与此同时,现代基因编辑技术如Crispr-Cas9将使相对容易在IVG过程中修复,添加或移除基因,消除疾病或赋予通过儿童基因组的优势。这听起来像科幻小说,但对于那些研究后的人来说,IVG和基因编辑的结合似乎很有可能,即使不是不可避免的。Eli Adashi是布朗大学的医学院院长,并撰写了有关IVG政策挑战的文章,他对目前研究人员取得的成就感到震惊。“这令人难以置信,”他说,尽管他警告说,对这种技术的普遍理解并没有跟上进步的速度:“公众几乎完全没有意识到这些技术,在它们变得广泛可行之前,一个对话需要开始。“

的故事人工配子真正开始于2006年,当时一位名叫Shinya Yamanaka的日本研究人员报告称他已诱导成体小鼠细胞成为多能干细胞。一年后,他证明了他可以对人体细胞做同样的事情。与编码执行特定专用任务的大多数其他细胞不同,多能干细胞可以发育成任何类型的细胞,这使得它们对研究人类发育和疾病起源的研究人员具有无法估量的价值。(它们对人类也是非常宝贵的:胚胎由干细胞组成,婴儿是其成熟的产物。)在Yamanaka的突破之前,想要使用干细胞的研究人员必须从IVF期间丢弃的胚胎或卵子中提取它们。从妇女收获,后来受精; 在这两种情况下,胚胎在分离干细胞的过程中被破坏。这个过程既昂贵又有争议,并受到美国政府的密切监督。在Yamanaka的发现之后,科学家们拥有了这些所谓的诱导性多能干细胞(或iPSCs)几乎取之不尽的供应,而且在全世界范围内,他们一直试图复制细胞发育的每个阶段,完善可以哄干的食谱细胞成为一个细胞或另一个细胞。

2014年,由于Yamanaka的工作,一位名叫Renee Reijo Pera的斯坦福研究员从不育男性的前臂切开皮肤,将皮肤细胞重新编程为iPSC,并将它们移植到小鼠的睾丸中以创造人类生殖细胞,这是人类生殖细胞的原始前体。鸡蛋和精子。(没有使用这些生殖细胞产生胚胎。)两年后,在Nature发表的一篇论文中,日本的两位科学家Mitinori Saitou和Katsuhiko Hayashi描述了他们如何将细胞从小鼠的尾巴转变为iPSC并从那里转变为卵子。这是第一次在有机体体外制造人造蛋,还有更多非凡的消息:使用合成蛋,Saitou和Hayashi创造了8只健康,肥沃的幼崽。

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但是小老鼠不是人类制造的,而Saitou和另一位科学家Azim Surani都在直接与人体细胞合作,试图了解小鼠和人类iPSC如何成为原始生殖细胞之间的差异。2017年12月,Surani公布了关于8周周期的重要里程碑,之后生殖细胞开始转变为配子。他的实验室成功地将干细胞的发育推向了该周期的第三周左右,接近人类配子的发展。一旦成人细胞可以制成配子,编辑干细胞将相对容易。

在人类生孩子使用IVG之前多久?Hayashi是日本科学家之一,他猜测从其他人体细胞生产卵样细胞需要5年时间,经过10到20年的测试,医生和监管机构认为这个过程足够安全,可以在诊所使用。Eli Adashi不太确定时间,而不是结果。“我认为我们任何人都不能说多久,”他说。“但是啮齿类动物的进步非常显着:六年来,我们从无到有。建议人类无法做到这一点是天真的。“

 IVG和基因编辑的一些谨慎是恰当的。大多数在所谓的小鼠模型中取得成功的药物从未找到临床用途。然而,IVG和基因编辑与癌症药物不同:IVG诱导细胞沿着某些途径发育,而自然界一直都是如此。至于基因编辑,我们已经开始在非种系细胞中使用它,这种变化不可遗传,以治疗血液,神经和其他类型的疾病。一旦科学家和监管机构确信他们已经将IVG的潜在风险降至最低,我们就可以轻易地对生殖细胞(如卵子,精子或早期胚胎)进行遗传改变,并且随着这些变化,我们将改变种系,我们的共享人类遗产。

一起使用,我们可以想象那些患有遗传性疾病,或者是不育的父母,或者想要给孩子去诊所并擦拭他们的脸颊或丢失一小块皮肤的各种遗传优势。大约40周后,他们将拥有一个健康的宝宝。

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IVG与基因编辑相结合的需求将是巨大的。美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的数据显示,美国约有7%的男性和11%的育龄妇女报告了生育问题。对于那些努力想象的人来说,IVF通常是最后的,最好的希望,是侵入性的,通常是行不通的,对于根本没有鸡蛋的女性来说也是行不通的。

然后就是遗传病。在明年出生的1.3亿多儿童中,约有700万儿童患有严重的遗传性疾病。今天,不想传递遗传异常(并且经常需要数千美元)的父母可能会采用植入前遗传学诊断的IVF,胚胎在转移到女性子宫之前进行基因检测。但是这个过程必然涉及IVF的相同侵入过程,它需要拒绝并经常用不需要的基因摧毁胚胎,这是一些父母认为在道德上不允许的行为。通过IVG和基因编辑,未来的父母会认为让医生允许测试或改变干细胞或配子是不起眼的。医生可能会说,“你的孩子患X的机会更高。

在世界各地的监管机构放松目前阻止从同源配子创造人类或修补人类种系的法律之前,证明IVG和基因编辑是广泛安全和可靠的是必要的。虽然IVF受到许多主流医师和科学家的警觉,但它仍然受到很少的监管; 它通过负责监督药品或医疗器械的联邦监管机构,因为它既不是。由于IVG和基因编辑非常奇怪,因此对他们的疏忽可能会受到欢迎和专家的要求。但是以什么形式?麻省理工学院癌症研究教授理查德·海因斯(Richard Hynes)帮助监督2017年有关人类基因组编辑的科学和伦理学的一份具有里程碑意义的报告。“我们制定了一长串标准,”海因斯说,“包括仅将缺陷改为人群中常见的基因。换句话说,没有增强; 刚刚恢复正常。“

我们怎么能确定使用IVG和基因编辑出生的孩子以后不会生病,或者他们的后代不会缺乏重要的适应性?

批评者想象其他道德窘境。具有不良特征的父母可能会被法律强制 - 或者更有可能是优惠保险费率 - 来使用这些技术。或者父母可能会选择其他人可能认为残疾的孩子的特质。斯坦福大学法学教授兼“人类生殖的性与未来的终结 ”一书的作者汉克格里利说:“每个人都在考虑父母消除疾病或[扩大],但这是一个很大的世界。” “如果有父母想选择Tay-Sachs病怎么办?硅谷有很多人,他们中的一些人会想要那些神经不典型的孩子。“

什么是未知的风险?即使Saitou,Hayashi和他们的同伴能够证明他们的技术不能立即产生遗传异常,我们怎么能确定使用IVG和基因编辑出生的孩子以后不会生病,或者他们的后代赢了缺乏重要的适应性?例如,镰状细胞基因的载体具有抗疟疾的保护作用。我们怎么知道我们是否短视消除了一种基因赋予某种保护的疾病?

哈佛医学院院长乔治戴利对这个问题有一个简单的答案:我们做不到。“总有一些未知数。没有任何创新疗法,无论是用于疾病的药物,还是像种系干预那样大胆和具有破坏性的药物,都可以消除所有可能的风险。对未知和无法量化的风险的恐惧不应该绝对禁止我们进行可能带来巨大好处的干预措施。遗传性遗传性疾病的风险是可以量化的,已知的,并且在许多情况下是毁灭性的。所以我们继续前进,接受风险。“

目前未知的是使用IVG出生的第一个孩子的姓名和性别。但在某个地方可能有两个人会成为她的父母。他们可能还不了解对方或生育或遗传病的困难会促使他们的医生建议进行IVG和基因编辑。但是在本世纪末之前的某个时候,他们的孩子将在任何媒体存在的情况下拍摄生日照片。在这样的形象中,她的笑容,就像路易斯·布朗今天的笑容,将会带着在这里的喜悦而容光焕发。

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