试管婴儿之父 罗伯特·爱德华兹,开启历史上一个全新的医学领域
2010年10月4日,85岁的罗伯特·爱德华兹在等待了32年之后,终于凭借创立的体外受精技术获得诺贝尔生理学或医学奖。他的研究曾使400万人得以降生。
爱德华兹1925年出生于英格兰曼彻斯特的一个医学之家,在两岁的时候,他就跟随着父亲到处行医,耳濡目染之下,他开始表现出对医学的浓厚兴趣。二战中服完兵役后,爱德华兹进入威尔士大学和爱丁堡大学学习生物学,1955年获得博士学位,论文内容为小鼠胚胎发育。
1958年他成为英国国立医学研究所研究人员,开始了对人类受精过程的研究,从那个时候起,他就把每一个研究人员都盼望得到的诺贝尔生理学或医学奖作为追求目标。
很快,爱德华兹在研究中遇到了瓶颈,不少同事也对他冷嘲热讽,这种尴尬的局面既让爱德华兹感到失落,又使他充满了信心,他相信,只要自己坚持下去,终究有一天,他能开启人类历史上一个全新的医学领域。
考虑到个人能力的局限性,爱德华兹决定找一个志同道合的合作者,妇科专家帕特里克·斯特普托便进入了他的视线。爱德华兹打电话过去,两人一拍即合。
在经历了80次失败后,1978年7月25日,一个体重2700克的健康女婴、世界第一个试管婴儿路易丝·布朗出生。她的出生震动了世界,有荣誉,但更多的是怀疑和恐吓,有人说他想做上帝,有人说他破坏了伦理道德。
后来,爱德华兹简直到了忍无可忍的地步,他对媒体说:“人生最重要的事情是有一个孩子,世上有什么比孩子更特别呢?我会一直坚持工作,直到生命结束的那天。”
随后,爱德华兹与斯特普托又共同创立了全球首个体外受精研究中心一—伯恩霍尔生殖医学中心。
正是山于爱德华兹严谨的科学态度,2001年,这位“试管婴儿之父”获得艾伯特·拉斯克医学研究奖,而这一奖项的得奖者中有一多半获得过诺贝尔奖。但是接下来的儿年时间里,爱德华兹都没有有得到诺贝尔生理学或医学奖提名,他甚至受到同行的批评和孤立,但爱德华兹的心情没有受到什么影响,他一如既往地做着工作。
2004年,他在参加路易丝的婚礼后说:“我常被人们称为疯子,我知道没人愿意在伦理方面冒险,许多人也对我说,那些孩子(试管婴儿)不会正常发育的。”
时间辗转到了2008年,这个时候,全球已有300多万人通过试管婴儿技术出生,但是这些人的正常发育、生活和繁育后代以及体外受精技术是否安全有效,仍然受到了大众的质疑,爱德华兹也再一次被诺贝尔奖评审委员会拒之门外。
爱德华兹的遭遇让很多人感到不平,曾经和爱德华兹一起在剑桥大学工作的科学家马丁·约翰逊说:“爱德华兹是伟大的科学家之一,他上世纪60年代的发现带来突破,改善了全球百万计民众的生活,他拿诺贝尔奖绝对是众望所归,我奇怪这一奖励怎么每次都与他绝缘?”
此时的爱德华兹已经是83岁高龄,因为身体原因,家人和朋友都劝他早点休息,爱德华兹却执著地说:“我现在还年轻,应该继续奋斗。”
此后的日子里,爱德华兹一直带病坚持工作。最终在2010年,85岁高龄的他战胜了众多提名候选人,在经历了长达32年的怀疑之后,终于得到了一个早就该得到的公道,证明了自我,也证明了试管受精这项技术安全和有效。
“把怀疑交给时间,我相信时间能证明一切。”得知获奖结果后,爱德华兹的妻子意味深长地说:“其实,我还得感谢诺贝尔奖这些年来的拒绝,是它给我了丈夫坚持下去的理由,你看,他虽然卧病在床,但已经迫不及待想站起来工作了!”
首批“三亲婴儿”诞生!“一爸俩妈”孩子是“超人”吗?
北京日报客户端 | 记者 汪丹
据媒体前段时间的报道,在监管环境中、线粒体捐赠治疗(MDT)背景下,英国首批体内含有三人DNA遗传信息的“三亲婴儿”已经诞生。“三亲”并非是社会意义上的,而是生物学意义上的,是指一个爸爸和两个妈妈与孩子有生物遗传关系。那么,“三亲婴儿”真的能从源头上阻断母系遗传病吗?辅助生殖的线粒体捐赠治疗技术又该如何发展?我们请知名科普作者张田勘来说说。
三亲婴儿被视为第四代试管婴儿
5月10日,英国人类受精与胚胎学管理局证实,英国首批体内含有三人DNA遗传信息的三亲婴儿已经诞生。这是英国于2015年首次批准线粒体捐赠治疗8年后出生的首批三亲婴儿,这种方式也被称为线粒体替代疗法(MRT)。包括婴儿性别在内的所有信息至今仍处于保密状态,英国人类受精与胚胎学管理局只透露了“截至今年4月底,这批婴儿的人数不少于5名”的信息。
英国人类受精与胚胎学管理局表示,5名三亲婴儿的遗传DNA超过99.8%是来自母亲和父亲,而卵子捐赠者的遗传物质很少(只占约0.1%),约有37个基因,且是线粒体DNA而非细胞核DNA。
简单来说,三亲婴儿产生的方式是先将捐赠者的卵母细胞去除细胞核(即去除最重要的占绝大部分的DNA);然后把生育母亲卵子的细胞核转移到捐赠者已去除细胞核的卵母细胞中,组装成一个新的卵子;再用生育父亲的精子对这一组装卵子进行体外授精;形成胚胎后,进行胚胎植入前遗传学诊断来检查线粒体是否正常,如果正常,则植入生育母亲的子宫孕育。
由于去除了细胞核的捐赠者卵子中保留有健康的线粒体DNA,新生儿既有生育父母最主要的细胞核DNA遗传物质,也有捐赠者的线粒体DNA,因此被称为三亲婴儿。现在,三亲婴儿也被视为第四代试管婴儿。
孕育三亲婴儿也有其他方法,如分别对生育母亲和供者母亲的卵子授精,形成受精卵后,把生育母亲和供者母亲受精卵中的原核移出,再把生育母亲受精卵中的原核转移到去除了原核的供者母亲的卵子中,形成一个组装的胚胎(即包含生育父母的细胞核DNA和供者母亲的线粒体DNA)。经过胚胎植入前遗传学诊断检查线粒体正常后,即可植入生育母亲的体内孕育。但是,这种方式要产生两个胚胎,其中一个要毁掉,存在伦理方面的问题,所以这种方式现已较少应用。
治疗线粒体遗传病的一种方式
从三亲婴儿的诞生过程就可以知道,这是一种治疗遗传病的方式。一些女性的线粒体DNA有缺陷,如果通过自然生育,会把有缺陷的线粒体基因遗传给下一代(由母系遗传)。为了避免这种情况发生,就要去除有缺陷的线粒体DNA,采用健康的线粒体DNA,所以健康女性可以通过捐赠卵子的方式来帮助有线粒体DNA缺陷的女性生育健康的后代。
线粒体是存在于细胞中的一种细胞器,是细胞中制造能量的结构,也是细胞进行有氧呼吸的主要场所,因此也被视为细胞的供能器。线粒体还拥有自身的遗传物质和遗传体系,即线粒体DNA(基因组),虽然数量有限,但线粒体DNA仍然是遗传物质,可以遗传给下一代。此外,线粒体还参与细胞分化、细胞信息传递和细胞凋亡等过程,并拥有调控细胞生长和细胞周期的能力。因此,线粒体对生命的产生、生命功能的维持具有重要作用。
线粒体DNA为“母系遗传”,无论是男是女,细胞内的线粒体DNA全部来自母亲。如果线粒体出现问题,就会导致线粒体病。
线粒体病是一大类遗传代谢病,主要包括母系遗传Leigh综合征(又称为亚急性坏死性脑脊髓病,以肌张力障碍和四肢、躯干甚至全身的剧烈而不随意的扭转为特点)、心肌病、进行性眼外肌麻痹、Leber遗传性视神经病(视神经退行性病变,患者会逐渐失明)、糖尿病、耳聋、共济失调舞蹈病、细胞外基质慢性游走性红斑、铁粒幼细胞贫血、癫痫、共济失调并发色素性视网膜炎、家族性双侧纹状体坏死、骨骼肌溶解症、婴儿猝死综合征等。
这些疾病病情复杂,治疗难度大,因此只有从源头上阻断,不让线粒体缺陷遗传到下一代才是最好的预防方式。三亲婴儿就是在这样的背景和思路下产生的。
英国是首个立法批准线粒体捐赠治疗的国家,此后,英国纽卡斯尔生育中心于2017年获得第一个有争议的治疗许可。但早在2016年,美国一个医疗团队就在墨西哥一家医院帮助一对夫妻孕育了一名三亲婴儿。根据公开报道的消息,诞生的是一名男婴,其父母是约旦人。此前多年,这对夫妻一直未能成功孕育下一代,直到2005年,他们生下一名女婴才发现,曾经多次流产的原因是妻子1/4的线粒体携带有亚急性坏死性脑病的基因,虽然她本人健康,但女儿出生后就被诊断患有Leigh综合征。他们的女儿在6岁时去世,之后他们的第二个孩子也患有同样的疾病,只存活了8个月。
后来,这对夫妇到美国求助于华人医学博士张进(John Zhang)及其团队,由于美国也有限制,他们最终在墨西哥一家医院完成了三亲婴儿的孕育,采用的就是线粒体捐赠治疗的方式,使生育母亲避免将线粒体遗传病传给下一代。
引发人们对“超人”的担忧
根据英国人类受精与胚胎学管理局的信息,从2012年以来,已经有32名患者获得了孕育三亲婴儿的治疗批准。除此之外,世界上其他地方也有三亲婴儿出生,只是没有公开宣传而已。比如,2017年,在乌克兰出生了一名三亲婴儿;2019年,希腊也出生了一名三亲婴儿。
因此,世界上的三亲婴儿可能已经小有规模了,未来这一数量还会增多。来自英国的数据表明,每3000人到5000人中就有1人患有线粒体疾病。线粒体病在中国的发生率为1/5000。这部分群体为了下一代的健康,在未来都有可能寻求孕育三亲婴儿。
由于在理论上三亲婴儿获得了一位父亲和两位母亲的遗传物质,也引发了一些人的担忧。三亲婴儿长大后是否会比一般人更强壮更聪明,甚至是另一种意义上的“超人”?如果是这样,今后身体健康、没有线粒体缺陷的女性,是否也会希望孕育三亲婴儿,让后代成为更加优秀的人?
对于“超人”的担忧,英国纳菲尔德生物伦理委员会主任休•惠托尔认为言过其实,不恰当,也无益。因为来自捐赠者线粒体的基因只有37个,而父母细胞核DNA遗传的基因超过2万个,所以线粒体基因的作用微乎其微。
一个更简单的事实可以佐证,三亲婴儿体内来自捐赠者母亲的线粒体基因,远远少于通过输血或器官移植获得的线粒体基因。由于提供细胞核基因的父母决定了后代99.8%的基因,因此,三亲婴儿的相貌、血型、染色体、性格等基本特征只遗传自生育父母。基于这些科学依据,英国在2015年2月就是否允许三亲婴儿出生进行了决定性表决,结果以382票赞成、128票反对获得通过。
辅助生殖技术只是治病手段
作为人工生殖技术的代表,试管婴儿技术已历经三代。
1978年7月25日,一位重约2.6千克的女婴通过剖腹产在英国曼彻斯特的皇家奥尔德姆医院降生,她就是世界上第一例试管婴儿路易斯·布朗。此后,被誉为试管婴儿之父的罗伯特·爱德华兹因其在辅助生殖领域所做出的杰出贡献,获得了2010年度诺贝尔生理学或医学奖。
布朗是第一代试管婴儿,是借助常规体外受精—胚胎移植技术诞生的。方法是将精子和卵子取出,在体外结合并培养,再将胚胎放回母亲的子宫继续发育并生下孩子。该方法针对的是由于女性输卵管因素导致的不孕症。
第二代试管婴儿技术是指卵子胞浆内单精子注射(ICSI)。运用显微操作技术,由胚胎实验室医生挑选并将单个精子注射入卵母细胞内,让其受精,通过体外培养后再将胚胎放回母亲子宫内孕育。这种技术可以治疗男性弱精、少精等导致的不孕症。
第三代试管婴儿技术是胚胎植入前遗传学检测(PGT),在体外受精过程中,对具有遗传风险患者的胚胎在植入前进行活检和遗传学分析,选择正常的胚胎放回母亲子宫孕育。这一技术适用于治疗单基因遗传病、染色体病、不良孕产史等,为有遗传病的夫妇提供了生育健康孩子的机会,且可以通过选择正常核型的胚胎移植,减少反复流产的风险。
被称为第四代试管婴儿的三亲婴儿,其技术目的是要避免患有线粒体遗传病的孩子出生。从这个意义上来看,第三代和第四代试管婴儿都有优生的合理成分和内核。但是,无论第三代还是第四代试管婴儿,都是为了孕育健康和正常的后代,而不是为了制造“超人”,当然现在的技术也制造不出“超人”。
既然三亲婴儿需要采用正常的线粒体DNA(来自捐赠者),也就是对有缺陷的基因进行取舍增删,那么未来科学家也可以尝试对细胞核DNA进行增删和取舍,以避免其他遗传病的产生,或者是设计优质婴儿。这属于种系疗法(生殖细胞疗法),即把精子或卵子的基因进行修改,并整合到基因组中,由此改变后代的基因。这种设想成立的话,问题也将随之而来。如果夫妻想要一个像爱因斯坦般聪明、像施瓦辛格般健壮的后代,这样的“定制婴儿”会不会出现呢?如果能够出现,意味着人类可以自己创造出“超人”。
因此,对于人类的辅助生殖技术,还是要遵循一个长期以来科学界明确的原则,那就是包括三亲婴儿在内的人工生殖技术“不是对自然生殖过程的革命,而是治愈疾病的手段”。
另一方面,三亲婴儿技术目前尚不成熟,即后代的线粒体DNA也有可能来自生育母亲。因为在把生育母亲卵子的细胞核或纺锤体核移植到捐赠者去除细胞核的卵子中时,不排除携带生育母亲缺陷线粒体DNA的可能,由于选择性复制和遗传漂变,线粒体DNA可能会逐渐恢复到致病水平。所以,孕育三亲婴儿的技术还需要改进,以减少核移植过程中致病线粒体DNA的残留。总之,按照现阶段的发展情况,三亲婴儿的效果还有待进一步检验。
虽然三亲婴儿技术存在争议,但科学家仍在努力完善这项技术。现在,中国广东省第二人民医院生殖医学中心粤港代谢与生殖联合实验室和青岛农业大学山东省高校动物生殖与种质创新重点实验室的研究团队通过诱导线粒体自噬的方法,减少了核移植过程中不必要的线粒体DNA残留。未来,这一方法或许可以介入三亲婴儿的孕育过程。
从帮助携带致病线粒体DNA基因的母亲生育后代,到尝试治疗不孕不育,新技术的诞生和推广不是一朝一夕的事,无论是解决原有问题还是对抗疾病,都要避免造成新的问题和长远的负面影响,尤其是面对自然规律时,人类仍然需要心存敬畏。
供图:视觉中国
阿尔特塔:有时候你只需要一秒钟,就能改变一家足球俱乐部的历史
直播吧4月2日讯 在对阵卢顿比赛前的新闻发布会上,阿森纳主帅阿尔特塔表示,希望球员随时准备好比赛。
阿尔特塔这样谈道:“我们的义务和责任是随时准备好比赛,你会看到很多那样的时刻。你可以回顾一下尼尔森为阿森纳比赛的时刻,你会发现,有些时候他只踢了几分钟,就产生了巨大的影响,那是他作为阿森纳球员生涯中最美好的日子之一,没有人记得他是首发还是替补。”
“在足球这项运动的历史上,有很多这样的例子,很多球员都产生了影响,有时候你只需要一秒钟,就能改变一家足球俱乐部的历史。他们真的需要感受到这种感觉,而感受到这种感觉的最好方式就是得到上场时间。当他们不能展示自己的时候,他们需要在训练中向我们展示一些东西,我们需要让他们确信的是,继续出色的表现将赢得比赛的权利。”
关于上一次与卢顿交手,阿尔特塔表示:“那真的令人激动,我们庆祝的方式告诉了你那场比赛究竟有多难,也告诉了你我们为了积分进行了怎样的战斗,所以我们知道明天我们将面临什么。我要给予罗伯特-爱德华兹和他的教练组极大赞誉,作为一家俱乐部,他们经历了一段奇妙的旅程。”
“我认为他们比联赛中的任何球队都配得上得到更多的赞誉,考虑到他们的比赛方式,他们作为一个团队传递的东西以及他们所做到的事情,这将是一场非常艰难的比赛。你可以看看他们踢过的比赛,即便他们没有获胜,面对他们也很艰难。”
“我们在对阵目前积分榜前列的其他两支球队时取得了一些非凡的成绩,现在我们没有排在榜首,这意味着我们在其他地方丢掉了一些积分,这是我们明天必须注意的。”