人造精子、卵子如何走向臨床？

　　當前的輔助生殖技術，如體外受精和卵胞漿內單精子注射，取決于夫婦雙方提供可育的卵子及精子，目前還沒有針對缺乏配子的輔助生殖技術。然而，研究表明通過控制細胞命運，雄性或雌性生殖細胞可由體細胞再生，這樣一來，未來輔助生殖技術可幫助不育夫婦或同性伴侶孕育后代。

　　1多篇Science、Nature和Cell探討誘導生殖細胞

　　近年來，關于誘導生殖細胞的研究頻頻在Science、Nature和Cell等頂級期刊中報道。2011年Cell及2012年Science的研究表明可利用誘導多能干細胞（iPSCs）和胚胎干細胞（ESCs）誘導生成老鼠的卵母細胞及精細胞，從而繁殖健康的后代。此外，誘導人類生殖細胞的研究還得出了其他前沿性的結果，包括單倍體的產生，利用誘導多能干細胞（iPSCs）或胚胎干細胞培育（類）精子細胞等。

　　2016年2月26日，國際頂級期刊《Cell Stem Cell》在線報道了中國科學家成功在實驗室中造出小鼠功能性精子，研究人員將某種類型的小鼠干細胞轉變成類精子細胞，并與卵子受精最終孕育出健康的幼鼠。

　　近期，西班牙研究團隊向皮膚細胞中引入了一系列產生配子所需的基因，對成熟的皮膚細胞進行了重新整合。一個月之后，這些皮膚細胞便被轉化成了生殖細胞，可以繼續發育成精子或卵子。但科學家發現，這些細胞無法使卵細胞受精。

　　將涉及誘導生殖細胞的輔助生殖技術應用至臨床之前，除了考慮安全性和有效性之外，還需考慮誘導生殖細胞帶來的社會及倫理問題。隨著誘導生殖細胞的可行性越來越大，5月9日，Nature發表了一篇綜述，對誘導人類生殖細胞技術的挑戰及應用至臨床誘發的相關倫理、法律和社會問題進行探討。

　　2誘導人類生殖細胞三步曲

　　目前，利用干細胞技術將體細胞誘導生成可育的生殖細胞主要涉及三個步驟（如圖所示）。第一步是利用當前技術在體外將人類誘導多能干細胞（iPSCs）分化成生殖細胞（圖a），第二步是表達與生殖細胞發展相關的關鍵基因（圖b），第三步是將體細胞核轉移至人類胚胎干細胞中（圖c）。

　　3誘導生殖細胞面臨的障礙

　　無論使用何種方法，生殖細胞的誘導逆轉了魏斯曼障礙（Weismann barrier）——強調遺傳信息只能從生殖細胞傳到體細胞，該過程的扭轉不僅影響誘導生殖細胞的發展潛力，還對后代整個生命進程有影響，因而該技術值得深思。另外，值得注意的是，關于人類誘導多能干細胞遺傳完整性的研究表明了在細胞重編程和（或）隨后的培養過程中，除了染色體畸變外，還呈現出細胞核DNA和（或）線粒體DNA改變的趨勢。此外，雖然源于真皮成纖維細胞的人類誘導多能干細胞已被用于視網膜再生的臨床試驗中，出于臨床有效性和新生突變累積帶來的負擔，應慎重考慮體細胞的類型。

　　為此，針對誘導多能干細胞遺傳不穩定性必須采取相應的措施。雖然通過代際監測由誘導生殖細胞繁殖的小鼠，可對整個技術的安全性進行洞察分析，然而將該技術應用至其他種類的動物，尤其是靈長類動物，還需進行更多的研究。

　　撇開技術障礙，誘導人類生殖細胞走向臨床還面臨著道德問題。首先，體外有效誘導卵母細胞或精子需要人類胎兒的卵巢或睪丸組織。當胎兒組織來自選擇性墮胎樣本，有些人會認為這些生殖細胞的獲取是以別人的生命為代價。然而，胎兒組織也可道德采購，這就需要胎兒組織擁有者的應允，這種情況下，材料和方法的信息披露很重要。與利用捐贈配子進行體外受精相比，在體外形成配子的優勢是保證后代的遺傳信息與親本相一致。

　　除此之外，包含源于克隆人類胚胎干細胞的生殖細胞的輔助生殖技術還引發其他兩個嚴肅的道德挑戰。首先創造人類胚胎干細胞將涉及到人類胚胎的破壞，此外建立克隆人類胚胎干細胞還涉及通過藥物和激素注射來獲取卵母細胞，該過程可能造成潛在的危害，包括可能對健康卵子捐贈者帶來卵巢過度刺激綜合征。

　　除了面臨技術、倫理和社會的挑戰，誘導人類生殖細胞要在臨床上應用，還需有適當的法律環境。根據歐洲人類生殖與胚胎學協會（ESHRE），全球輔助生殖技術最活躍的國度是日本和美國。23個歐洲國家針對輔助生殖技術立了法案，而美國和日本幾乎沒有直接針對輔助生殖技術的聯邦或國家法律/指南。一般而言，輔助生殖技術作為一種先進的醫學在美國和日本中使用。美國FDA對捐贈配子進行一定的管制，以防止傳染病的傳播，這也是所有輔助生殖技術的最低要求。鑒于利用誘導生殖細胞進行生殖在美國和日本似乎是合法的，應該優先制定引導社會接受誘導生殖細胞的詳細規程。不過，美國在這點上似乎有點矛盾，因為他們也有相關法律禁止挪用資金進行以研究為目的的創造人類胚胎的研究或損害胚胎的研究。

　　值得注意的是，包含誘導生殖細胞的輔助生殖有必要保證整個過程不涉及基因的修改，因為許多國家禁止修改生殖細胞基因。事實上，最近一項調查表明，至少有29個國家（包含日本，但不含美國）禁止進行以生殖為目的的生殖細胞基因的修改。出于安全考慮，美國FDA對修改生殖細胞加以管制，美國國立衛生研究院DNA重組咨詢委員會指出，合成核酸分子或重組指南目前不接受修改生殖細胞基因的建議。類似地，日本也禁止故意改變人類生殖細胞或胚胎基因的研究行為。

　　4誘導人類生殖細胞在醫學中的應用

　　并不是所有的輔助生殖都需要誘導生殖系細胞，也不是所有的夫婦需要誘導生殖細胞，最可能受益于誘導生殖細胞的情況主要有四種。

　　第一種情況為同性伴侶可能受益于誘導人類生殖細胞技術。隨著技術的發展，從XY細胞中誘導卵母細胞或從XX細胞中誘導精子是可能的，然而這仍然只是一個遙遠的科學可能性，除了技術上的挑戰，還涉及到倫理問題，通過這種技術出生的孩子可能在將來的生活中受到一定的影響，包括社會輿論等。

　　第二種情況是夫婦出于為患兒創造兼容性器官移植的目的而創造“救星兄妹”，這種情況下，需利用胚胎植入前遺傳學診斷技術來確定“救星兄妹”的人類白細胞抗原分型，雖然傳統的輔助生殖技術也可達到目的，但效率相對較低。然而人類卵母細胞的誘導，目前仍在研究中。此外，創造一個“救星兄妹”可能引發一些道德倫理的爭議，夫婦對患病小孩及“救星兄妹”的關愛是否一致？

　　第三種情況是，因卵母細胞衰老而導致多次輔助生殖失敗的高齡女性希望利用誘導卵母細胞技術來協助生育，從而避免接受捐贈配子。雖然胚胎植入前遺傳學診斷檢測非整倍體數能提高輔助生殖的成功率，但目前臨床效果仍不太清楚。然而，誘導人類卵母細胞應用至臨床之前仍需進一步的研究，更重要的是，誘導人類卵母細胞也可能造福于所有的高齡女性。

　　第四種情況是惡性腫瘤的幸存不孕患者可能受益于該技術。以往的文獻表明，46%的男性及16%的女性兒童癌癥幸存者面臨不孕的困擾，原因之一是化療或放射治療損害了生殖細胞。雖然對于男性癌癥幸存者而言，精子冷凍保存是一種有效的方法，但由于壓力、嚴重疾病或性經驗不足，并不是所有的男性患者都能受益于精子冷凍保存技術，對于這些患者，誘導生成精子可能是一種有潛力的輔助生殖技術。

　　5總結

　　總體而言，一些無法在當前輔助生殖技術中受益的患者可在自體誘導生殖細胞技術中受益，雖然關愛是構建家庭的重要因素，但現實中大部分家庭都希望擁有相同遺傳基因的后代，更少有人愿意接受捐贈配體來繁衍后代。鑒于當卵母細胞可育時，單一理想的人造（誘導）精子可滿足卵胞漿內單精子注射的要求，因此誘導生殖細胞的第一個可能臨床試驗是對男性癌癥幸存者誘導精子的評估，然而，在開啟此類臨床試驗開始前，還有很多倫理、法律和社會問題需要解決。