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近日,日本大阪大學(xué)發(fā)育遺傳學(xué)家林克彥教授宣布,他的團(tuán)隊(duì)正在快速推進(jìn)一項(xiàng)人類(lèi)體外配子生成技術(shù),能將成人的皮膚或血細(xì)胞轉(zhuǎn)化為卵子與精子,精卵結(jié)合,誕育新生命。這一顛覆性技術(shù),預(yù)計(jì) 7 年后就可實(shí)現(xiàn)。
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其團(tuán)隊(duì)曾經(jīng)僅使用雄性細(xì)胞就培育出了小鼠幼崽
圖:大阪大學(xué)
這很容易讓人聯(lián)想到我們熟悉的克隆技術(shù)。不過(guò)兩者有很大區(qū)別:克隆技術(shù)是把普通細(xì)胞的細(xì)胞核放進(jìn)去掉細(xì)胞核的卵子里,而這項(xiàng)新技術(shù)則是直接把普通細(xì)胞培養(yǎng)成精子和卵子。技術(shù)難度與克隆相比,不是一個(gè)量級(jí)的。
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第一個(gè)從成年細(xì)胞克隆出來(lái)的哺乳動(dòng)物多利
圖:壹圖網(wǎng)
林教授認(rèn)為,這項(xiàng)技術(shù)未來(lái)或許能解決人口老齡化和生育率下降問(wèn)題。
這項(xiàng)技術(shù)如果成功實(shí)現(xiàn),將對(duì)人類(lèi)社會(huì)帶來(lái)巨大的沖擊。一方面可能會(huì)徹底改變?nèi)祟?lèi)生殖醫(yī)學(xué)的格局,為不孕不育患者帶來(lái)新希望;另一方面,也會(huì)讓我們重新思考生命起源、倫理邊界等問(wèn)題。
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讓熟雞蛋變回生雞蛋
要理解這項(xiàng)技術(shù),我們不妨先了解一下自然狀態(tài)下精子和卵子的形成過(guò)程。
眾所周知,精子生成于男性的睪丸——睪丸中的原始生殖細(xì)胞會(huì)不斷分裂,一部分保留為干細(xì)胞,另一部分發(fā)育為初級(jí)精母細(xì)胞。
初級(jí)精母細(xì)胞再經(jīng)過(guò)兩次分裂,最終形成4個(gè)精子細(xì)胞。此后,精子細(xì)胞會(huì)經(jīng)歷“變形”,長(zhǎng)出尾巴,最終成為成熟精子。成年男性每天能產(chǎn)生數(shù)千萬(wàn)至上億個(gè)精子。
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顯微鏡下的人類(lèi)精子
而卵子是在女性在卵巢中產(chǎn)生的。早在女?huà)氤錾埃殉怖锞鸵呀?jīng)有了約100萬(wàn)~200萬(wàn)個(gè)初級(jí)卵母細(xì)胞,但它們會(huì)休眠到青春期。
女性進(jìn)入青春期后,每個(gè)月一般會(huì)有1個(gè)卵母細(xì)胞被選中發(fā)育。卵母細(xì)胞也會(huì)完成兩次減數(shù)分裂,變?yōu)?strong>成熟的卵子。
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卵母細(xì)胞的減數(shù)分裂過(guò)程
圖:《人體解剖學(xué)
由此可見(jiàn),精子和卵子都由特定的細(xì)胞形成。也就是說(shuō),人體這項(xiàng)精密的儀器早就設(shè)定好了程序,自然條件下不可能由其他細(xì)胞生成。
這項(xiàng)黑科技最神奇的地方在于:它能把我們身上普通的皮膚細(xì)胞“時(shí)光倒流”,變回可以制造生命的生殖細(xì)胞。這就好比,煮熟的雞蛋沒(méi)法變回生雞蛋,但這項(xiàng)技術(shù)就像給雞蛋施了魔法,讓它重新變回能孵出小雞的生雞蛋狀態(tài)。
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讓“倒放”走進(jìn)現(xiàn)實(shí)世界
圖:Youtube
目前,這項(xiàng)技術(shù)還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段,距離真正投入使用還有很長(zhǎng)的路要走。即便未來(lái)能夠成功應(yīng)用,它最主要的價(jià)值,可能還是幫助那些無(wú)法自然生育的特殊人群。
如果現(xiàn)在就指望這項(xiàng)技術(shù)來(lái)解決人口危機(jī),那未免太過(guò)樂(lè)觀(guān)了。畢竟除了技術(shù)難關(guān)外,還要面臨一系列棘手的倫理爭(zhēng)議——比如“人造生命”的道德邊界、基因編輯可能帶來(lái)的未知風(fēng)險(xiǎn)。這些絕不是短期內(nèi)就能達(dá)成共識(shí)的簡(jiǎn)單問(wèn)題。
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當(dāng)“人類(lèi)”可以被批量生產(chǎn)時(shí)
現(xiàn)有的人類(lèi)社會(huì)關(guān)系,倫理,文明,法律...都將被顛覆
圖:《星球大戰(zhàn)前傳2:克隆人的進(jìn)攻》
這項(xiàng)黑科技的背后,其實(shí)是日本在老齡化、低欲望、低生育社會(huì)處境下,全力發(fā)展“生育科技”的冰山一角。
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焦慮的日本
日本的生育率下降經(jīng)歷了三個(gè)關(guān)鍵階段:1970年代首次跌破代際更替水平(2.1),1990年代進(jìn)入"1.57沖擊"危機(jī)期,2020年代滑向歷史最低谷。
到2022年,出生人口跌破80萬(wàn),2024年更是降至68.6萬(wàn)的歷史冰點(diǎn),總和生育率僅1.15,提前15年突破政府預(yù)測(cè)的"70萬(wàn)警戒線(xiàn)"。
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2024年,日本人口結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)三重危機(jī):新生人口銳減;老齡化加劇,65歲以上人口占比29.3%;育齡基數(shù)萎縮,15-49歲女性?xún)H占總?cè)丝?3%。
年輕人都不生孩子,其原因大體可以總結(jié)為生活壓力太大,買(mǎi)房、養(yǎng)孩子(特別是教育和醫(yī)療)要花很多錢(qián),上班又忙又累,怕生了娃顧不過(guò)來(lái),也擔(dān)心工作受影響(尤其是女性)。
再加上現(xiàn)在年輕人想法變了,更看重個(gè)人發(fā)展,覺(jué)得結(jié)婚生孩子不是人生必選項(xiàng)了;而且現(xiàn)在的生活太豐富,不生也可以過(guò)得很好。
這幾十年來(lái),日本政府也想了很多辦法,比如發(fā)錢(qián)鼓勵(lì)生孩子、延長(zhǎng)產(chǎn)假、提供托兒服務(wù)等等,但這些措施效果都不太明顯,年輕人還是不太愿意生小孩。
也因此,日本目前非常熱衷于研究前沿黑科技,希望科技發(fā)展能解決人口不足問(wèn)題。
例如,自從1978年世界上首例試管嬰兒路易絲·布朗的誕生以來(lái),這一技術(shù)使不孕不育治療成功率從最初的不足5%躍升至40-60%,為全球超過(guò)6500萬(wàn)不孕不育患者帶來(lái)了生育的希望。
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體外受精后再移入母親體內(nèi)生長(zhǎng)發(fā)育直至出生
圖:壹圖網(wǎng)
日本2021年生殖醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,通過(guò)體外受精技術(shù)誕生的新生兒數(shù)量較上年激增9416例,達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的69797例。這一數(shù)字占當(dāng)年全國(guó)新生兒總數(shù)(811622人)的8.6%,意味著每11.6個(gè)新生兒中就有1個(gè)是借助輔助生殖技術(shù)來(lái)到這個(gè)世界。
作為全球輔助生殖技術(shù)的領(lǐng)先國(guó)家,日本在該領(lǐng)域的研究主要集中在以下幾個(gè)前沿方向:
l干細(xì)胞技術(shù):日本京都大學(xué)的研究人員利用人類(lèi)誘導(dǎo)多能干細(xì)胞,大量培養(yǎng)出前精原細(xì)胞和卵原細(xì)胞。
l薄膜法SEET和二階段胚胎移植:由日本英醫(yī)院院長(zhǎng)鹽谷雅英發(fā)明,可以極大地提高了胚胎著床的成功率和妊娠成功率。
l選擇性單胚胎移植:可顯著減少多胎妊娠帶來(lái)的并發(fā)癥。
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而在日本民間,人們已經(jīng)普遍接受通過(guò)新技術(shù)來(lái)孕育下一代。
就比如在輔助生殖技術(shù)應(yīng)用強(qiáng)度方面,日本的表現(xiàn)尤為突出。統(tǒng)計(jì)顯示,日本每萬(wàn)名20-44歲育齡婦女接受的輔助生殖治療周期數(shù)超過(guò)270次,這一數(shù)據(jù)與以色列并列全球首位。
更為瘋狂的是,2023 年 10 月,日本沖繩一家企業(yè)利用“人造子宮”成功培育出鯊魚(yú),可以說(shuō)是完成美國(guó)和以色列未完成的人造子宮實(shí)驗(yàn)。
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成功的實(shí)驗(yàn)證明了中期胎生鯊魚(yú)胚胎可以在“人工子宮液”內(nèi)生存
延長(zhǎng)了圈養(yǎng)維持期,減少中期胚胎在孵化過(guò)程中的死亡率
圖:《Frontiers in Fish Science 2024》
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人造子宮
人造子宮技術(shù)堪稱(chēng)現(xiàn)代生殖醫(yī)學(xué)的巔峰之作,其核心在于通過(guò)精密的人工裝置,完美復(fù)刻母體子宮的生理環(huán)境、營(yíng)養(yǎng)供給和生長(zhǎng)條件,使胚胎能夠在體外完成從著床到分娩的全過(guò)程發(fā)育。
這項(xiàng)技術(shù)一旦成熟,將徹底改寫(xiě)人類(lèi)繁衍的基本范式。
概念的提出可追溯至1923年,英國(guó)著名生理學(xué)家霍爾丹(John Burdon Sanderson Haldane,1892-1964)在其著作《代達(dá)羅斯,或科學(xué)與未來(lái)》中首次提出"體外發(fā)育"的設(shè)想。他設(shè)想在21世紀(jì),人類(lèi)生育將突破自然限制,預(yù)計(jì)70%的新生兒可能來(lái)自人工培育環(huán)境。
人造子宮技術(shù)的雛形可追溯至1954年,美國(guó)科學(xué)家格林伯格(Emanuel M. Greenberg)率先提出了這一概念的專(zhuān)利申請(qǐng)。該專(zhuān)利詳細(xì)描述了一種能夠模擬母體子宮生理環(huán)境的裝置,理論上可實(shí)現(xiàn)胚胎在體外環(huán)境的完整發(fā)育。
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專(zhuān)利中的人造子宮設(shè)計(jì)圖
圖:GREENBERG EMANUEL M
經(jīng)過(guò)近四十年的理論探索與技術(shù)積累,1996年,日本東京大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)率先開(kāi)展宮外胚胎培育實(shí)驗(yàn)。
研究人員將14個(gè)山羊胚胎置于自主研發(fā)的人造子宮裝置中,這些胚胎在人造子宮環(huán)境中成功存活并發(fā)育了整整三周,期間各項(xiàng)生理指標(biāo)均顯示正常發(fā)育態(tài)勢(shì)。
然而受限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件,所有胚胎在第三周末均未能繼續(xù)存活。盡管如此,該實(shí)驗(yàn)仍為后續(xù)研究提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
此次突破性實(shí)驗(yàn)后,全球范圍內(nèi)掀起了人造子宮研究的新浪潮,各國(guó)科研機(jī)構(gòu)紛紛加大投入。
但迄今為止,人造子宮技術(shù)仍主要停留在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段。
雖然包括美國(guó)費(fèi)城兒童醫(yī)院、日本東京大學(xué)以及鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院的多個(gè)研究小組,已相繼宣布多種生物在體外培育成功。但這些成果距離實(shí)現(xiàn)人類(lèi)胚胎全程體外發(fā)育仍存在顯著差距。
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用于培育羔羊胎兒的宮外生命支持系統(tǒng),又稱(chēng)“生物袋”
圖:《Nature Communications》
當(dāng)前,這項(xiàng)技術(shù)最具現(xiàn)實(shí)意義的應(yīng)用方向,是作為“生命橋梁”,為極早產(chǎn)兒(22-28周)提供延續(xù)生命的體外支持系統(tǒng)。這種設(shè)備能夠模擬子宮環(huán)境,為早產(chǎn)兒爭(zhēng)取寶貴的發(fā)育時(shí)間。
而要實(shí)現(xiàn)從受精卵到足月胎兒的全程體外培育,仍面臨著生理維持、免疫調(diào)節(jié)、神經(jīng)發(fā)育等多重技術(shù)瓶頸。
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圖:《黑客帝國(guó)》
此外,人造子宮技術(shù)的實(shí)現(xiàn),同樣會(huì)面臨著諸多倫理爭(zhēng)議。從生命倫理學(xué)的角度來(lái)看,首先是對(duì)“母親”的重新定義,體外培育是否會(huì)削弱親子情感紐帶?
其次是技術(shù)濫用風(fēng)險(xiǎn),比如是否會(huì)導(dǎo)致“定制嬰兒”的商業(yè)化?或者恐怖分子是否會(huì)利用這一技術(shù)培養(yǎng)新一代恐怖分子?
再者是公平性問(wèn)題,高昂的費(fèi)用可能造成生育資源的兩極分化。
此外,還涉及到胚胎地位的哲學(xué)與法學(xué)爭(zhēng)論:在體外發(fā)育過(guò)程中,何時(shí)賦予胚胎“人”的權(quán)利?
全球范圍內(nèi)的人口負(fù)增長(zhǎng),已成為21世紀(jì)最嚴(yán)峻的社會(huì)挑戰(zhàn)之一。而生殖醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的突破性進(jìn)展,正在為這一困局提供解決方案。
然而,技術(shù)飛躍也帶來(lái)的哲學(xué)拷問(wèn):當(dāng)生育完全脫離人體,人還是人嗎?這些技術(shù)最終是造福人類(lèi)還是毀滅人類(lèi)?
當(dāng)你凝視深淵的時(shí)候,深淵也在凝視著你。
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