(图:世界第一个使用 Fertilo 干细胞技术的婴儿出生。照片来源:Gameto)
从1978年试管婴儿诞生以来,试管走过了将近47年的历程,帮助了数百万人成为父母,这其中技术也几经变革,但是它也存在严重的挑战。
比如,治疗周期长、激素剂量大、费用高昂、健康风险居高不下、患者治疗期间心理负担重等等问题。
最近,美国Gameto 开发了一项开创性试管技术,只需用药三天就可以完成整个过程,第一个婴儿在秘鲁利马的Santa Isabel诊所顺利诞生。
到底是怎么回事呢?赶紧跟着圈姐来看一看吧!
01Fertilo发明者的故事
在讲这项技术之前,我们先来认识一下发明这项技术的一位博士——克里斯蒂安·克拉姆(Christian Kramme)。
他在一个大家族中长大, 是家中七个孩子中最小的一个。
当他前往哈佛大学乔治·丘奇教授的实验室攻读博士学位时,他的兄弟姐妹们已经成家,并计划生育下一代,但这个过程不太顺利。
因为目睹了家人因为生育问题带来的困扰,他决定把研究方向设定为生殖领域,他想要制造人类卵子。
早年间对生殖细胞的研究主要是在啮齿动物开展,科学家已经成功将小鼠的干细胞转化为精子和卵子。
最近的研究中,科学家们甚至成功利用雄性小鼠的干细胞成功制造出了卵子,而且这些卵细胞成功进行了受精,诞生出了健康可以生育的后代。
博士在读期间,克拉姆所在的研究团队在eLife杂志上发表了一篇论文,详细报道了他们是如何将一名66岁女性的皮肤细胞转化为卵巢颗粒细胞,这种细胞可以分泌生殖相关激素,甚至可以形成卵泡。
这项工作得到了一家生物技术公司Gameto的支持,也就形成了Fertilo技术的雏形。
02传统试管婴儿技术存在的问题
在介绍新技术之前,我们可以简单回忆一下传统的试管婴儿技术。
在世界大部分地区,试管助孕的流程包括注射一系列激素,使卵巢中的卵泡加速发育,一次产生多个成熟卵子。
尽管接受了激素刺激,但是许多卵子在取出体内时仍然不成熟,没有发育到足以在受精过程中存活下来的程度。
在大多数辅助生殖诊室,这些不成熟的卵子由于派不上用场只能被扔掉,这是一个代价高昂的损失。
这种人工合成激素的花费昂贵,每增加一次注射就会加重患者的经济负担,而且这些药物还会引起令人不适的副作用,甚至可能引起卵巢过度刺激综合征。
这是促排卵药物刺激卵巢后的一种常见并发症,会导致约1/3的IVF患者出现恶心、抑郁和卵巢囊肿等症状,严重者可能需要住院治疗。
此外,反复接触大量激素对健康的长期影响也尚未得到充分研究。
这些都是传统试管婴儿中一直存在,但四十多年来依然没有办法解决的难题。
03Fertilo技术到底是什么?
其实从严格意义上来讲Fertilo并不是一个全新的技术,而是一种卵母细胞体外成熟技术,英文缩写是IVM。
这项技术早在1991年就已经在韩国产生首位试管婴儿,它主要是在培养皿中添加各类激素,推动卵子在体外进一步成熟。
但这种促使卵子在体外成熟的药物配方中似乎总是缺少一些东西——植入由这些IVM卵子受精而成的胚胎的患者受孕率下降、流产发生率上升。
出于这些原因,这种方法在实践中受到了限制,并且伴随着争议。
Gameto的技术与传统的IVM技术有所不同,它向卵子的培养基所添加的物质并不是激素和蛋白质,而是真正的细胞。
Fertilo技术通俗来说是使用诱导多能干细胞(iPSC)生成模仿人体自然环境的卵巢细胞。
用大白话来说,那就是把体内不成熟的卵泡取出来,放在一个比母体更容易控制的体外卵巢细胞中去培育,达到让卵子自然成熟的目的。
请注意,这里用的是自然成熟,这其中是不需要使用激素的,在体外完全模拟体内卵巢的环境,让卵子实现自然成熟,达到用药量最低。
Gameto的科学家们认为,这些卵巢类器官将会比研究人员更加擅长制作卵子发育成熟所需要的“配方食物”、以及向卵子施加这些刺激分子的确切顺序和数量。
将两种细胞在培养箱中一起培养24至28小时后,大多数未成熟的卵子形态上看起来像成熟的卵子,并且它们所表达的基因和蛋白质谱也与成熟的卵子一样。
经过与市面上的IVM技术的临床比较,Fertilo技术具有压倒性优势,比传统技术卵子成熟率提升1.6倍。
科学家对这些胚胎的染色体异常情况进行检测,超过一半(57%)的卵子受精后成功发育为囊胚,并且染色体正常。
相比之下,传统的IVM方案中这一比例只有22%。
这一数据表明,相比于传统IVM方法,新一代的Fertilo方案有望提高卵子及其所衍生的胚胎质量,从而提高活产成功率。
克拉姆博士强调,解决试管成功率的问题,方案并不总是增加药物剂量,也许有了这项新技术,我们可以减轻患者的负担,而不是把患者本人当成“培养箱”。
04Fertilo技术创新性总结
很多姐妹看完以后认为这项技术只是旧有的IVM技术的一项创新,这么说对也不对,Fertilo技术的优势主要包括:
①减少激素注射,通过体外卵子成熟技术,Fertilo降少了80%的激素使用量,大大减轻了患者的身体负担。
②降低试管并发症风险,我们都知道激素注射使得很多姐妹出现了卵巢过度刺激综合征,这在Fertilo技术中几乎不会出现。
③大大缩短了治疗周期,传统的试管婴儿往往需要两到三周的治疗周期,Fertilo针对患者的周期为3天,大大提高了患者的舒适度和便利性。
④Fertilo已在澳大利亚、日本、阿根廷、巴拉圭、墨西哥和秘鲁等多个国家获得批准。该公司还准备在美国进行第三阶段试验,这可能会让更多人使用该技术。
这项技术的突破点在于,它可以让姐妹们免受超高剂量激素治疗之苦,同时对于高龄患者卵巢储备功能低下,母体环境堪忧,体外培养为她们提供了一个新的治疗思路。
但是,这项技术并没有办法解决胚胎种植问题,这依然是阻碍试管成功率的最大障碍,希望未来的科学能着力解决这个问题,让每一个渴盼孩子的家庭都能如愿!
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参考文献
Directed differentiation of human iPSCs to functional ovarian granulosa-like cells via transcription factor overexpression. Elife. 2023 Feb 21;12:e83291. doi: 10.7554/eLife.83291. Erratum in: Elife. 2023 Mar 22;12:e87987. doi: 10.7554/eLife.87987.
Human-induced pluripotent stem cell-derived ovarian support cell co-culture improves oocyte maturation in vitro after abbreviated gonadotropin stimulation. Hum Reprod. 2023 Dec 4;38(12):2456-2469. doi: 10.1093/humrep/dead205.
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