一次卵子与精子的奇特相遇，造就了如今近千万的生命|剑桥大学_新浪科技

　　▎药明康德内容团队编辑

　　40多年前，年轻的胚胎生物学家Jean Purdy见证了一次令人着迷的细胞分裂，在她面前的培养皿中，存在着的不是简单的组织细胞，而是具备演化成一个完整生命个体潜力的受精卵，或者说早期胚胎。

　　Purdy在观察中，看着它从单细胞逐渐走向了八细胞期。作为在发育生物学家Robert Edwards实验室的一名技术员，Purdy算是与Edwards共同见证了人类历史性的一次体外受精的全过程。

　　▲在实验室工作的Purdy（图片来源：doi： 10.1016/j.rbmo.2011.04.010。 Open-i service of the National Library of Medicine。 courtesy Barbara Rankin。 CC BY 4.0）

　　随后，这枚胚胎被植入到了一位女性Lesley Brown的体内。因为这枚在体外受精的胚胎，她在经历9年的受孕失败后，终于怀上了属于自己的孩子。38周之后，她的女儿Louise Brown作为世界上首个试管婴儿诞生了。

　　改变历史的世界第一

　　Louise出生那一天，奥尔德姆总医院已经被闻风而来的记者围得水泄不通。摄影师都在蓄势待发准备抢先拍摄首个试管婴儿的照片。Louise的父亲跨越警方设立的重重警戒线来到女儿身边，在那里Louise正等待护士进行超过60项身体检查项目。

　　等到检查结束，他看到了检测报告上写着“正常”时便已经激动得难以言喻。当他和妻子带着Lousie回家后，仍然有超过一百名记者站在他们的房子外面等待，有的报纸头条甚至用醒目的字体写着“世纪婴儿”来吸引公众的眼球。

　　但Lesley对这些事情并没有放在心上，她不在乎世界有多少人关注自己的家庭，也不在乎媒体会如何评价她。“她只知道，她很想要一个孩子，现在她做到了。”Louise在成年后的一次采访中表示，“我的母亲根本没有意识到，我是‘世界第一’。”

　　如今，Louise的两个孩子都已经十多岁，也足以证明通过体外受精技术孕育的试管婴儿完全能够与正常人一样获得完整、健康的人生。而赋予她和其他试管婴儿生命的人，便是年轻时就立志改变自然繁衍规则的Edwards。

　　修改自然繁衍法则

　　人类第一次打破“繁衍规则”的尝试，已经是100多年前的事情了。最早在1890年，Walter Heape就将一只雌兔体内的受精卵转移到了另一只兔子的体内，而接受胚胎的兔子成功孕育出了后代。但随后的数十年里，这类实验几乎停滞，直到上世纪30年代才在大鼠、绵羊和山羊中重现。

　　经历了数十年，科学界仅仅只是发展了简单的体外胚胎转移，而真正有证据显示能够体外受精的成果还是1959年生殖学专家M.C。 Chang在兔子中完成的。当时，科学家还在尝试在其他哺乳动物中发展类似的技术，但Edwards已经开始真正考虑，既然兔子能完成体外受精，那人类呢？

　　▲年轻时期的Edwards（图片来源：doi： 10.1016/j.rbmo.2011.04.010。 Open-i service of the National Library of Medicine。 courtesy Ruth Edwards。 CC BY 4.0）

　　带着这份决心，1969年，Edwards革命性地完成了人类卵子的体外受精过程，其中卵子是从切除的卵巢中获得并在培养皿中成熟。尽管当时的卵子受精效率并不高，但这一举动已经注定在未来将改变无数不孕不育夫妻的命运，目前，全世界有超过10%的夫妻因为一些原因无法拥有自己的孩子。而1969横空出世的实验，已经让现在的不孕夫妻有了完全不同的生活。

　　事实上，Edwards的这一次实验并不是偶然，或许从一开始，他就注定要成为将试管婴儿带到世界的那个人。在博士阶段，他已经确认了将小鼠的发育生物学作为自己的研究方向，并且提出发育不仅仅是胚胎学和生殖学需要考虑的事情，更应该考虑遗传学在其中的作用。

　　这一观点在现在看来并没有什么特别之处，但在DNA领域才刚刚建立起来的上世纪50年代，已经算得上非常前瞻的想法。而想要研究小鼠发育的遗传学过程，需要使用大量的卵子、精子和胚胎。精子的获得过程并不难，但是卵子的数量就非常少。

　　▲Edwards（正中）在剑桥大学读博（图片来源：doi： 10.1016/j.rbmo.2011.04.010。 Open-i service of the National Library of Medicine。 courtesy Ruth Edwards。 CC BY 4.0）

　　这种材料极其不均衡的条件，促使Edwards设法找到了让小鼠大量产生同周期卵子的方式——使用外源性激素；此外，他与合作者共同找到了卵细胞成熟事件的时间顺序。光探索这个方向，Edwards就在短短6年内发表了38篇文章，平均2个月就能产出一篇。

　　在后续的实验中，Edwards有了更多大胆的尝试，比如在体外模拟小鼠卵子的成熟过程，进而推演到狗、猴子和狒狒的卵子，然后是人类的卵子。但这些实验其实并不为当时的一些人接受，Edwards所在研究所的主任得知此事后，严令禁止他继续开展体外受精实验。

　　两颗受精卵和一个新生儿

　　实验短暂地被迫暂停，但他随后接到了格拉斯哥大学同事的邀请继续开展研究，并最终在剑桥大学获得了自己的实验室。1963-1969年的6年时间里，他解决了体外受精研究的两个关键问题：首先是证明众多动物的卵细胞可以在体外成熟；第二个是获得合法的人类卵子来源。

　　在此基础上，经过无数次的体外受精尝试后，他获得了两颗宝贵的受精卵。在一次体外受精实验中的56颗卵子中，有两颗受精卵达到了双原核期。尽管受精效率极低，却非常直接地显示出一种可能性：我们可以完成人类体外受精。

　　在后续的实验中，Edwards与奥尔德姆总医院的外科医生Patrick Steptoe改进了成熟卵子的获得过程，由体外促成熟改为了体内促成熟后再获取。这一小小的改变，直接将受精效率提升到了一个全新的高度，受精卵可以毫无问题地走向囊胚期。

　　▲Patrick Steptoe（图片来源：doi： 10.1016/j.rbmo.2011.04.010。 Open-i service of the National Library of Medicine。 courtesy Andrew Steptoe。 CC BY 4.0）

　　凭着这一成果，他兴致勃勃地向英国医学管理委员会（MRC）提出申请，想要将Steptoe引荐到剑桥大学来。但MRC却意外地回绝这一申请，于是Edwards只能经常花上12小时往返于剑桥大学和奥尔德姆总医院，这趟旅程他坚持了7年。7年中，体外受精的方式变得更加精进，像他们最初体内促成熟获得卵子的方法就被逐渐摒弃了，因为使用了该方法的女性并不能怀孕。

　　而Purdy也在这一过程中加入了他们的团队，成为了实验室的技术员。她也如同Edwards一样，常常开车往返于剑桥和奥尔德姆总医院之间，“Purdy的加入非常关键，整个研究项目不再只是我和Patrick了，我们成了三人的队伍。”Edward很多年后回忆道。

　　最终在1977年，他们获取了一颗经历自然周期成熟的卵子，并在体外完成了受精过程。这一次，受精卵被送回了提供卵子的女性体内。她于1978年生下了一名女婴，也就是Louise。伴随着媒体铺天盖地的关注与争论，体外受精走进了人们的视野之中，Louise也逐渐健康成长并拥有了自己的孩子。

　　而Louise的成长仿佛也在侧面反映了体外受精技术的发展。Edwards和Steptoe在Louise出生后，在剑桥建立了第一个体外受精疗法中心Bourn Hall Clinic。到1986年，这里一共诞生了1000名试管婴儿。

　　▲Louise抱着Bourn Hall Clinic诞生的第1000个试管婴儿（图片来源：doi： 10.1016/j.rbmo.2011.04.010。 Open-i service of the National Library of Medicine。 courtesy Bourn Hall Clinic。 CC BY 4.0）

　　如今体外受精技术已经发展得相当成熟，截至2010诺贝尔奖被授予Edwards的时候，全世界大约已经有400万个生命得益于该技术而诞生，根据国际辅助生育技术监控委员会2018发布的报告，这一数字已经达到800万。

　　▲Edwards因发展了体外受精技术获得了2010年诺贝尔生理学或医学奖（图片来源：The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2010。 NobelPrize.org。）

　　而这一切生命的起点，都是1977年，那一颗卵子与精子在体外奇妙的结合瞬间。

　　*Patrick Steptoe和Jean Purdy分别于1988年和1985年去世，未能等到2010的诺贝尔生理学或医学奖。

　　参考资料：

　　[1] Robert edwards： nobel laureate in Physiology or medicine。 Retreived September 2nd from https：//www.nobelprize.org/uploads/2018/06/edwards_lecture.pdf

　　[2] The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2010。 Retreived September 2nd from https：//www.nobelprize.org/prizes/medicine/2010/summary/

　　[3] In Vitro Fertilization， the Nobel Prize， and Human Embryonic Stem Cells。 Retreived September 2nd from https：//www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1934590910007101？via%3Dihub

　　[4] My life as the world’s first ‘test tube baby’。 Retreived September 2nd from https：//inews.co.uk/inews-lifestyle/people/ivf-40-louise-brown-life-worlds-first-test-tube-baby-97085

　　本文来自药明康德内容微信团队，欢迎转发到朋友圈，谢绝转载到其他平台。如有开设白名单需求，请在“学术经纬”公众号主页回复“转载”获取转载须知。其他合作需求，请联系wuxi_media@wuxiapptec.com。

　　免责声明：药明康德内容团队专注介绍全球生物医药健康研究进展。本文仅作信息交流之目的，文中观点不代表药明康德立场，亦不代表药明康德支持或反对文中观点。本文也不是治疗方案推荐。如需获得治疗方案指导，请前往正规医院就诊。

　　新冠病毒专题