科技为生活服务。为了帮助存在困难的人群解决生育问题,发展出了不少辅助生殖技术。其中有一大类属于生育力保存,主要是面向由于各种原因不得不推迟生育的群体。
生育力保存,顾名思义,就是把一个人的生殖细胞或组织保存下来,以备日后所用。
保存的方式绝大多数是“冻存”,冻存的可以是精子或睾丸组织、卵子或卵巢组织、或者胚胎。目前,精子冷冻、胚胎冷冻技术都比较成熟,而卵子冷冻、卵巢组织冷冻、睾丸组织冷冻都还有很大的提升空间。这其中,卵子冷冻一直受到较多关注,我们今天就聊聊相关技术的发展。
(图源:Veer图库)
冷冻一个卵子需要几步?
卵子冷冻技术涉及取卵、冷冻、储存几个环节。自从1986年第一位冻卵宝宝出生后,冻存技术一直在持续改进;2001年,玻璃化冻卵的试管婴儿诞生;2004年,卵巢组织冷冻的试管婴儿出生,冻卵的复苏率也越来越高。2013年以来,美国生殖医学会认为这一技术不再是实验性技术,已经可以应用到临床。
**为什么要发展冻卵技术呢?**前面我们提到了,主要是为了帮助一些群体保存生育力。比如,放化疗之前的青春前期或育龄期女性肿瘤患者;卵巢可能遭受手术创伤的女性;遗传原因、有卵巢早衰家族史的、停经过早的女性;其他患影响卵巢功能疾病的女性;基因突变患者,如BRCA基因突变者;由于社会压力和个人意愿推迟生育的女性。
**这项技术的流程并不复杂。**生殖科医生在通过B超、激素检测,评估卵巢中的卵子储备后,确定超数排卵方案,然后就可以进行微创取卵。
取到卵子后,先用显微镜评估每个卵子的质量,如成熟度等指标,一般只冻存成熟的卵子。接下来,用玻璃化冷冻技术进行冻卵,卵子就可以在液氮中长期储存了。
目前,玻璃化冷冻技术是冷冻技术的主流**,**这一技术会在10秒之内让卵子非常快速地通过冰晶形成温度,把卵子降温到液氮温度。之所以称之为玻璃化冷冻,是因为在快速的降温过程中,水成冰后的结构像玻璃一样,而不是像慢速冷冻中形成的整齐划一的冰晶结构。此外,相比慢速冷冻,玻璃化冷冻形成的冰晶少,对卵子的伤害小,因此冷冻和复苏的效果都相对较好。
卵子冷冻的技术流程(图源:公共图片)
若干年后,当冻卵的女性准备做试管婴儿时,把卵子快速解冻,从而避免冰核对卵子的伤害。然后在显微镜下评估卵子质量,选择有活性的卵子进行单精子注射或体外受精。再将受精卵体外培养3至5天,就可以移植到子宫中了。
冻卵,听上去容易成功很难
虽然流程并不复杂,但卵子冷冻技术依然存在很多难点,这主要是由卵子自身的特性决定的。
哺乳动物的卵细胞是其身体中最大的细胞,富含营养物质和遗传物质,如脂质、蛋白、核酸等,都是早期胚胎发育所必须的成分,而卵细胞的外层是透明带。这样的细胞结构决定了卵细胞不耐冷冻,冷冻复苏之后的成活率较低。
与之形成对比的是,精子或3-5天的胚胎在冷冻后的复苏率相对较高,因此相关的技术都比较成熟。
卵细胞(图源:维基百科)
卵细胞冷冻后的改变主要有:纺锤体变乱,透明带变硬,DNA碎片化,细胞器失活,孤雌激活,表观遗传修饰改变等。所以在显微镜下观察到的解冻后的卵细胞,通常会呈现出内部结构支离破碎、失去活力的状态。
目前,我们还不能事先预知什么样的卵子冻存后复苏率高,为了提升卵细胞的复苏率,一般会用高渗溶液对它进行一个较轻的脱水处理。
而且,解冻复苏的卵子的受精率只有常规卵子的三分之一**,**即30%左右,胚胎植入率和活产率比常规试管婴儿低很多。针对这些问题,目前需要进行冷冻生物学方面的研究,解决卵子复苏率较低的问题。
另外,病人对冻卵的利用率低,也是一个值得关注的问题。需要冻卵的女性,要慎重考虑目前的技术成熟度,以及自己日后利用冻卵的可能性。
除了冷冻复苏后的成活率低以外,目前利用冻卵的妊娠率只有在4-12%,与常规非冻卵的试管婴儿技术65%左右的妊娠率相比,还是偏低的。冻卵妊娠率的主要影响因素是女性冻卵时的年龄,和解冻后的可利用卵子数。冻卵时年龄低,卵子质量相对较好。而可利用卵子数多,后续形成的可用胚胎就多。
冻卵技术本身存在的难点也容易让人们产生这些疑问:冻存时间长短会对卵子产生影响吗?通过冻卵进行生育的女性和她生出的孩子,健康状况怎么样?
从目前的数据来看,不同冻存时间下的卵子没有明显区别**。**但随着冻卵时间延长,卵子主人的年龄也在增加,她们子宫的状态会受年龄影响。而高龄女性不容易怀孕,孕期也更容易出现并发症,如妊娠期高血压、糖尿病、难产。不少生殖中心,对于试管婴儿的年龄上限都有规定,我国一般在55岁左右。
通过冻卵出生的孩子与非冻卵试管婴儿没有显著差异**。**冻卵的女性面临的健康风险也和进行常规试管婴儿的女性基本一样,主要可能会发生卵巢过度刺激、取卵时的感染、出血等。不过不用担心,这些风险发生率都比较低,临床上也有对症治疗的办法。
相对容易的男性生育力保存
对于男性肿瘤患者,也可以通过在放化疗之前冻存睾丸组织或精子,来保存自己的生育力。**相比于女性取卵,男性取精则容易得多。**而对于青春期前的男孩等无法获得精子的男性来说,通过微创手术取得睾丸组织,然后做冻存处理就是唯一的办法。等年幼的患者到了生育年龄,若没有可用精子,就可以复苏之前冻存的组织,移植到皮下或阴囊中进一步发育出成熟精子,然后通过辅助生殖技术获得后代。
2019年,睾丸组织冷冻有了最新的技术突破。匹兹堡大学医学院的Orwig团队去年在《Science》上发文:用猴子作为实验动物,把冻存的睾丸组织复苏、移植,结合辅助生殖技术,生下了健康的小猴。这是男性生育力保存方面的重大进展,为青春前期和育龄期的男性癌症患者带来了希望。匹兹堡的科研团队已经在招募男性不育患者,争取早日把这一技术推向临床。
Orwig团队通过睾丸组织冷冻技术出生的猴子(图源:Orwig)
写在最后
人在出生后,就开始面临生长发育和衰老的问题。生育力保存技术的本质,一方面是生物材料的冷存技术,另一方面是人与衰老做斗争的过程。有“青山”(人还在育龄期)但没“柴”(卵子或精子质量不行了)的情况,在人群中时有发生。**而目前的生育力保存也只能解决部分问题,且相应的技术也并非完全成熟,并不能成为每个人的“生育保险”,**比如,我们反复提到的卵子和卵巢组织的冷冻复苏率很低,需要进一步完善技术;人类能够做出动物的人工精子或人工卵子,能够克隆小鼠,但这些技术依然需要多年的完善和伦理探讨,才有可能获准用到人身上。
这就需要我们正确评估自己的需求与生活状态,更客观、理性地看待生育力保存技术,这样才能做出更合适的选择。