试管婴儿技术的发展历程及发展方向

【日本好孕网原创编译】体外授精-胚胎移植(IVF2ET)技术,俗称试管婴儿,是指从活体内取出卵子和精子经体外受精、培养成胚胎时,再移植到女性子宫内着床,发育成胎儿、分娩。是一项高、精、尖技术。

1978年，全世界第一位试管婴儿路易斯布朗在英国诞生。由于辅助生殖科技的日新月异，如新式排卵针的诞生，超级排卵方式的改良，经阴道超音波取卵的使用，体外受精技术的重大突破，体外培养技术的改进，以及胚胎植入方式的改变等等，各项技术已日趋成熟，使得试管婴儿技术已成为所有不孕症夫妇求子的其中一种最受欢迎的辅助方式了。

1、国内外试管婴儿发展历程

1978年7月25日世界上第1例试管婴儿LouisBrown在英国诞生,其奠基人为英国妇产科专家Stephone及胚胎学家Edwards。从此,这项技术在欧洲及世界范围内展开。

1980年6月澳大利亚

1981年12月美国

1983年10月日本首例试管婴儿诞生

1988年3月10日中国第1例试管婴儿，诞生于北京医科大学第三附属医院妇产科。

1、试管婴儿技术的诞生

全世界不育症发病率约占育龄夫妇的10％左右，不育是影响家庭和社会和谐的世界性问题，试管婴儿技术为解决这一困境带来了契机，如今全球已出生400多万个试管婴儿。

它的研究有着50多年的历史，最初是由妇产科医生帕特里克·斯特普托（PatrickSteptoe）与罗伯特·爱德华兹合作研究成功的。首例试管婴儿的成功分娩，让爱德华兹获得了“试管婴儿之父”的美誉，并于2010年获得诺贝尔生理和医学学奖。

2010年度诺贝尔生理学或医学奖在瑞典首都斯德哥尔摩揭晓。被誉为“试管婴儿之父”的英国科学家罗伯特·爱德华兹，因“在试管受精技术方面的发展”而被授予该奖项。颁奖仪式之后，日本不孕不育权威专家藏本武志（左）与罗伯特·爱德华兹（右）进行了学术交流。

试管婴儿技术包括多个环节,并不断发展、更新,其主要内容有:

药物刺激超排卵技术、体外授精与胚胎移植(IVF2ET)及其衍生技术、显微操作技术(ICSI)、冷冻保存技术、胚胎种植前的遗传学诊断(PGD)。

1-1药物刺激超排卵技术

世界第1例试管婴儿是在自然周期下获得一个卵子进行体外授精与胚胎移植的。1980年,澳大利亚Ｍｏｎａｓｈ大学[3]的人类生殖学家首先应用药物刺激超排卵,获得较多的卵子以提高ＩＶＦＥＴ的成功率。这一方面很快得到了全世界同行的共识和推广。使超排卵技术成为ＩＶＦＥＴ的前提。

最原始的促排卵药是克罗米酚(ｃｒｏｍｉｐｈｅｎｅｃｉｔｒａｔｅ),目前为止,该药在ＩＶＦＥＴ中的位置还是肯定的,具有价钱便宜等优点。但因一些病人疗程差、有卵泡成熟不同步、不易控制、卵子质量差、着床率低等缺点,后来又引进了ＨＭＧ的应用,为尽量减少ＬＨ黄体早熟的作用,又引进高纯度ＦＳＨ的应用。

1988年,在超排卵中使用促性腺激素释放激素激动剂(ＧｎＲＨ-ａ),更进一步改良了超排卵的质量,确立了药物垂体在超排卵中的地位。上述药物的联合应用,加上ＨＣＧ的促排卵作用,即可针对不同的病人组成不同的方案,达到控制超诱发排卵的目的。

随着分子生物学技术的发展,基因重组技术导致了重组促性腺激素的产生,这是更高纯度的产品。1997年3月9日世界上诞生了第1例全部使用重组促性腺素包括重组人ＦＳＨ、重组ＬＨ和ＨＣＧ治疗后获得妊娠的婴儿,它标志着在合成药物治疗不育领域历史上的新转折。

在我国,克罗米酚仍是被应用最广泛最基础的药物,因为它便宜,易被大多数病人所接受。如个别病人疗程不好或经济条件许可方使用ＧｎＲＨ-ａ和ＨＭＧ或ＦＳＨ。可以预见,随着有关技术的进步和普遍使用,治疗不育的药物与治疗其他疾病的药物一样会得到更大的发展,为不育症的治疗提供更的手段。

1-2体外授精与胚胎移值(ＩＶＦＥＴ)俗称的第一代试管婴儿。

主要用于女性输卵管梗阻、宫颈因素和免疫因素所致的不孕。常规的ＩＶＦＥＴ即是从妇女体内取出卵子,于器皿内培养后,加入经处理的精子,待卵子受精后,继续培养,到分裂成2～8个分裂球时,再转移到妇女子宫内着床、发育成胎儿分娩。

由于各个环节的不断改良和进展,如培养方法的改进,能达到胚泡期的胚胎移植等,常规ＩＶＦＥＴ的成功率已由早期的15%左右提高到目前世界水平的40%。至1998年通过常规ＩＶＦＥＴ出生的婴儿数已有25000个。中国北医三院是中国进行ＩＶＦＥＴ的前列单位,临床妊娠率从早期的6.4%到1998年的22%～28%,带回活婴率为19%左右。

日本在1985年，由田中温带领的研究小组利用新研究开创的“GIFT法”成功诞生下第一个男婴，开创了日本不孕不育治疗的新医疗方法“GIFT法”，但最初开创的“卵管内精子卵子注入法•GIFT法”的受孕率大概只有1～2%，随后田中温继续研究开发了新GIFT法、新ZIFT法等，将受孕率提高到了30%～40%，被誉为日本高度辅助生殖医疗第一人。

配子输卵管内移植(ＧＩＦＴ),合子或胚胎等输卵管内移植(ＺＩＦＴ)、配子宫腔内移植、配子腹腔内移植(ＰＯＳＴ)等均是以ＩＶＦ-ＥＴ为基础衍生出的辅助生育技术,

1-3卵母细胞胞浆内单精子注射(ＩＣＳＩ)俗称的第二代试管婴儿

1992年比利时自由大学中心(ＢｒｕｓｓｅｌｓＦｒｅｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＣｅｎｔｒｅ)Ｐａｌｅｒｍｏ等创立的辅助授精技术,是显微操作技术在生殖医学应用的一大突破,其受精率可达50%,着床率可达30%。

该项技术对治疗男性不育症具有其他方法不可替代的疗程,它能使一半以上患有严重不育症的男性如愿以偿。其特点是精子浓度活动率对受精均**,可来自新鲜或冻融的精子,或来自附睾、睾丸穿刺取出的精子,正常受精率高,多精受精率低。

而日本圣母医院辅助生殖中心田中温院长领导的研究小组，历经10多年不懈努力，突破了无精子症中原发性无精子症或非梗阻性无精子症患者几乎无法受孕的世界性难题，使用圆形精子细胞进行显微授精（ICSI)，并于2011年9月成功诞生了第一个使用圆形精子细胞成功受孕的婴儿，截止到2014年底已有112名婴儿出生，为无精子症患者的家庭带来新的希望。

（前期精子细胞，是在精巢内由初级精母细胞到前期精子细胞阶段，发生了两次减数分裂，能够再次继续分裂的细胞，成熟后变成精子）

（田中温院长于2015年12月21日发表在国际刊物BPON(Biomedicalpictureoftheday)中论文的照片，详细记录了前期精子细胞进行显微受精注射后的胚胎发育过程）

论文（英文）原文：

21December2015LifeWithoutTails

Menwithazoospermia–theabsence(orextremelylowlevels)ofsperminsemen–,somemenwiththisconditiondohaveroundspermatids–cellsarrestedamusingaprocedurecalledroundspermatidinjection(ROSI)intoaneggcellfromtheman’spartner,ntationinthepartner’suterus(fromtoplefttobottomright).Twelvewomeninvolvedinthestudygavebirthtoatotalof14healthybabies,showingthatROSIcouldenablemenwhosespermdon’tdeveloppastacertainstagetohavetheirbiologicalchild.

WrittenbyKatiePanteli

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ImagefromworkbyAtsushiTanakaandcolleagues

SaintMotherObstetricsandGynecologyClinic,JapanandDepartmentofAnatomy,Physiology,andBiochemistry,UniversityofHawaiiMedicalSchool,Honolulu

Imagecopyrightheldbyoriginalauthors;imagereproductionpermittedbyPNAS

PublishedinPNAS,November2015

1996年Fishel首次报道了用Sd精细胞体外受精获得妊娠，但是在精巢内，辨别有受精能力的前期精子细胞和其他的细胞是非常困难的，因为难以有效分辨出前期精子细胞,以及该细胞无法有效促进卵子活性化，实际成功率非常低，世界上只有7名婴儿成功出生。

2000年之后ROSI不再被认可，非闭塞性无精子症患者如果想要获得宝宝的话，通常会被医生建议使用捐献的精子，俗称非配偶者间人工授精（AID）。非闭塞性无精子症的男性的精巢里不存在前期精子细胞的说法一直是主流观点。

而田中温院长针对ROSI的两个难题不断寻找对策，经过与各方联合不断的研究和试验，确立了从核膜等状态中分辨出具有受精能力的前期精子细胞[也称为圆形精子细胞]的技术得到了实现。

使用前期精子细胞的体外受精（ROSI）受到日本厚生劳动省的登录临床试验的承认，日本使用前期精子细胞成功受精的首个婴儿在圣母医院出生。2011年9月到2014年12月为止，该医院使用前期精子细胞显微受精，促使112名小宝宝成功诞生（之前全世界只有7名婴儿成功诞生）。其中包括此前曾被诊断为不育的男性，被其他医疗机构建议考虑使用第三者捐献的精子，他们通过该新技术获得了14名子女。

同时田中温院长通过电刺激卵子提高活性化的手法大幅提高了成功率，引起日本各大新闻媒体竞相报道，田中温院长被誉为日本高端辅助生殖医疗(简称AIR)第一人。

1-4胚胎种植前的遗传学诊断(ＰＧＤ)即我国所谓的第三代试管婴儿。

ＰＧＤ是从体外受精后6～10个细胞阶段的胚胎活检1～2个细胞,应用分子学技术或荧光原位杂交方法测定ＤＮＡ片段或特定染色体,将诊断无遗传病的胚胎移植入子宫,从而**妊娠胚胎的正常,防止遗传病患儿的出生。世界上前列例经过ＰＧＤ的婴儿出生于1990年。

1-5配子及胚胎的冷冻保存技术

该项技术的实用意义是:

①精子库或卵子库的建立,为精子或卵子的赠送提供极大的方便;

②生殖保险的功能,如化疗、放射治疗前的配子的保存;

③治疗过程中如获得过多的胚胎,可进行冷冻保存

④在某些情况下,如附睾取精或睾丸活检取精作卵浆内单精子显微注射,如能保存部分精子以备下一同期使用则可避免再次的取精手术;

⑤当治疗周期发生卵巢过度刺激综合征,感染等并发症时,不进行移植的胚胎给予冻存。

Ｔｒｏｕｎｓｏｎ等于1983年首次报道了冷冻保存的人胚作宫腔移植后妊娠成功的病例[6]。目前,世界上已普遍开展了精子和胚胎的冷冻和复融技术,而卵子的冷冻和复融成功率较低,目前正在探索中。中国目前大部分ＩＶＦ实验室也相继建立了精子及胚胎冻融技术,通过移植冻融胚胎出生的第一代试管婴儿于1995年2月。

1999年第15届欧洲人类生殖与胚胎会议,来自世界各地的专家、学者共3000余人,共收集论文1000多篇,会议以“如何提高试管婴儿技术的成功率”为中心,重点突出以下几个问题:

①药物超诱发排卵:如何减少并处理卵巢过度刺激综合征(ＯＨＳＳ),提高临床成功率,提出了ＧｎＲＨ拮抗剂(ＧｎＲＨ-ａｎ)[10]、ＬＨ拮抗剂及人工合成激素的应用及其与传统治疗方案相比的优缺点。

③共培养技术改良配子和胚胎体外培养的条件。

④进一步肯定了单精子卵细胞浆内注射(ＩＣＳＩ)在治疗男性不育中的位置,并在此基础上进行新的技术改进。

据英国、日本、比利时、德国、美国等有关专家的随访观察,ＩＣＳＩ的致畸率不高于其它途径所获得的婴儿。

3代表最新技术的第四代试管婴儿进展状况

第四代试管婴儿技术目前在国际上的研究方向主要有两种。

一种是卵浆质置换技术(GVT),也俗称三人试管婴儿技术；原理是使用年轻女性的卵子去核之后，置入高龄卵子核，进行授精的技术。因伦理等方面考虑，中国在2003年卫生部发文停止使用该技术。而国际上的各种研究并没有停止，其中以英国、日本、美国为首各国遗传学专家一直在不断进行科研实验，技术上有各种突破，但是在伦理问题上面临各种质疑和争论，目前依然在科研阶段。

另一种是卵子干细胞技术（EggPCSM)。原理是获取女性自身的卵巢干细胞，提出其中的线粒体，并将这些线粒体注射到她的卵细胞，以提高卵细胞的质量。2015年4月在加拿大出生ZainRajani，被称为世界上首例“干细胞婴儿”（stemcellbaby）。他的母亲Natasha因为卵子质量差，一直难以受孕。于是她选择了一种新型IVF技术，Augment。该技术主要是获取女性的卵巢干细胞，提出其中的线粒体，并将这些线粒体注射到她的卵细胞，以提高卵细胞的质量。在干细胞的帮助下，Natasha的卵细胞终于成功受精形成了四个胚胎，其中之一就是ZainRajani。

该技术技术还没有进行正式的临床试验。OvaScience公司计划今年进行一千例体外受精，以说服美国FDA批准这一技术目前正在争取希望在美国推广实施。

日产妇的伦理委员长苛原稔先生在12日的记者招待会上说到：“虽然在海外因“可使老化卵子恢复活力”的理由已被实施；但在学术意义和效果上还没有得到充分验证，所以这次许可了该技术的临床研究。”

4、试管婴儿成功率

IVF-ET技术治疗成功率一般用临床妊娠率进行判定，即临床妊娠周期占胚胎移植周期的比例，而临床妊娠是指胚胎移植后28-30天阴道超声观察到宫腔内妊娠囊。不同的IVF中心成功率有差异，多数中心每移植周期的成功率可达30-50%，部分中心报道每移植周期的成功率为60%-70%，临床治疗成功率受多种因素的影响，如患者自身身体的条件、年龄限制、患者的选择、临床治疗方法、实验室技术等。

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