【科技．未来】从人工受精到体外配子 皮肤细胞能孕育婴儿？
体外人工受精（in vitro fertilization，IVF）曾是轰动一时的新型生殖技术，以这种方法出生的试管婴儿也愈来愈多。关于IVF的争议仍在持续，但一种比IVF更进一步的生殖技术已经开始取得成果——体外配子法（in vitro gametogenesis，IVG），一种毋须异性伴侣或捐赠者，甚至单凭自己的细胞就可生育的技术正向我们走来。但是，我们的社会是否已准备好迎接这种未来？
四十年前，英国女婴Louise Brown的出生成为了新闻头条和杂志封面标题。这是首个透过体外人工受精出生的试管婴儿，她的出生多少为社会带来忧虑，当地女性杂志《Nova》曾说IVF是“自原子弹后最大的威胁”；美国医学会（American Medical Association）甚至希望终止整个研究；而考虑到过程中产生额外的胚胎会被冷藏或弃掉，天主教会至今仍然反对IVF。
然而，如同她那个已经没有多少人记得的平凡名字，Brown的生活其实与常人无异。她是一名在船务公司打工的文员，几个月前与结婚18年的丈夫和两个跟她同样健康的儿子，度过了40岁生日。直至目前，全球已有约650万名婴儿以IVF方式出生并健康成长。
前人突破造就未来繁殖
在未来数年甚或更久，很可能会有另一个婴儿的出生，比Louise Brown更震撼人类社会。上月中，《科学》（Science）期刊刊登了一篇研究，日本京都大学生物学家斋藤通纪带领的团队，成功将一名女性志愿者的皮肤细胞转变成卵原细胞（oogonium）。卵原细胞是人类卵子的一个阶段产物，虽然这种细胞无法受精，但成果让科学家看到了为人类开拓新的繁殖方法的可能性：这项技术往后成功的话，将可制造出完整精子和卵子，届时女性生育毋须再顾虑年龄；同性伴侣也可以有“自己”的孩子；甚至毋须伴侣，单凭自己的皮肤细胞就可孕育后代。
这种人工配子（gamete，即精子或卵子的代称）技术可追溯至2006年。日本京都大学生物学家山中伸弥找到了一个简便的方法诱导成年老鼠的皮肤、血液等细胞，重新编程成所谓诱导性多功能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPS细胞），一年后他在人类细胞上复制出同样的成果。有别于其他大部分细胞都为特定功能而设，iPS细胞就像人类还处于胚胎时的细胞，没有固定用途，但会发展成骨骼和脂肪等各种身体部分。
山中把细胞轻易“推倒重来”，为更多的应用可能性开启了大门，发表成果六年后，他获颁诺贝尔生理医学奖。他其中一个贡献在于解决了IVF一个道德争议，用他的方法制作iPS细胞，研究人类早期发展时就毋须像过往那样用到IVF过程弃置的胚胎。由于iPS细胞可以来自特定个体，这个新技术还将拓展到生殖以外的应用上面，例如更有针对性地研究疾病和神经元、心脏细胞之类的移植。
科学家如斋藤通纪使用的体外配子法（IVG），正是以iPS细胞技术为踏脚石，简单来说，就是要以人体的其他细胞制作出人类配子。有别于IVF仍要采集精子和卵子，IVG技术只要采集一个人的细胞就可进行。斋藤的团队采集了皮肤细胞（其他细胞也可以，但皮肤最为容易），重新编程为iPS细胞，再放置到由老鼠细胞制成的人工卵巢中，培养出卵原细胞。
没有参与是次研究的加州大学洛杉矶分校生物学家Amander Clark指出：“尽管是非常不成熟的卵子，但这是科学家首次令人信服地展示出我们能够制作卵子。”斋藤下一步的目标是研究如何把卵原细胞进一步发展，或许是将是次研究中的老鼠卵巢细胞改为人类的，也会研究利用这种方法制作人类精子。
事实上，科学界早已展开了实验室制作人类配子的研发竞赛。时任美国史丹福大学研究员Renee Reijo Pera在2014年有类似的做法，他从一名不育男子的前臂切下皮肤，重新编程为iPS细胞，然后放到老鼠睾丸制造出精子和卵子的前身；斋藤2016年也与日本九州大学教授林克彦在《自然》（Nature）期刊发表了以老鼠试验的成果：他们把老鼠尾巴细胞先后转换成iPS细胞和卵子，更成功以这些卵子植入雌鼠体内，生了八只健康、可生育的老鼠后代。至于斋藤的老师、剑桥大学Gurdon Institute生殖及表观遗传学研究总监Azim Surani则在本年初宣布,发现人类胚胎干细胞会在大约八周后分道扬镳发展为精子或卵子，而其实验室团队暂时可培养它们至大约四周，未来将逐步迈向完整配子的最终目标。
因此，对一些“乐观”的人来说，以IVG诞生的人类婴儿未必只是梦想。林克彦估计，或需要五年才可制作出人类卵子，而制作出来的人类卵子要让医生和监管者认为可安全应用于临床前，则可能需要10至20年的测试。美国布朗大学医学院前院长Eli Adashi则说：“我不认为有人能说得准，但在老鼠身上的进展很快，这六年间我们从无到有。所以，若以为在人类身上完全无可能的话，就实在太肤浅了。”纽约干细胞基金会的行政总裁Susan Solomon却有所保留：“人体比老鼠复杂得多，当你愈接近就会发现愈困难。”
从解决不育到设计婴儿
哈佛医学院干细胞生物学家Toshi Shioda指出，即使克服了技术难关产生出卵子，由此诞生的婴儿或有癌症和其他疾病，但他认为IVG在短期内也有其用处。研究人员若能大量制作生殖细胞，将可更有系统地测试和理解药物或环境对卵子的影响，也有助了解化疗、毒素、辐射等如何影响生殖细胞。
此外，如果IVG发展成熟，或可成为比现时一些生殖科技更佳的选择。据美国国家卫生研究院（National Institutes of Health）统计，现时当地分别有7%的男性和11%的女性不育。他们现有的最佳方案是IVF，但缺点处处，例如过程具侵入性，而且因年老或接受过癌症治疗等而没有卵子的人也无法使用。《麻州理工科技评论》去年报道，日本一项调查发现，约有三成受访者支持接受婴儿以实验室制配子方法诞生，其支持者主要是尝试过IVF但失败的情侣。
当卵子能够从iPS细胞转换而成，卵子将无穷无尽，或许会迈向所谓“胚胎农场”（embryo farming）的未来。日本生物科技公司Healios希望与林克彦合作研究人工配子，其行政总裁键本忠尚就说：“当你有1,000个卵子，你就有选择。”史丹福大学生物伦理学者Hank Greely预测，胚胎DNA检测在未来将会成为常态：“大量的婴儿会在还是胚胎时就接受基因检测，父母，甚至政府，会从中拣选哪一个胚胎可继续发展成婴儿。”
对此，Adashi曾联同分别来自哈佛法学院和医学院的教授，在《Science Translational Medicine》撰文表示担忧：“IVG或会带来‘胚胎农场’般的恐惧，规模将超乎想像，会令人类价值不受重视的情况雪上加霜。”
更甚的是，基因编辑技术CRISPR的发明，令修改基因（尤其是修改iPS细胞）比以往方便和准确得多。随着人类对基因掌握渐多，或会令设计婴儿（designer babies）成真。在哈佛干细胞研究院（Harvard Stem Cell Institute）从事IVF研究的医生Werner Neuhausser，正是其中一名研究如何统合这些技术，以改变生殖的科学家。他跟键本一样，相信胚胎的特性在未来将被量化：“我们可能会得出每个胚胎对比人口整体有多少心脏病的风险，或有多少精神病风险。”他预期父母可能毋须在事后选择，而是可以改变自己的生殖细胞：“可能会先检测想生育的父母的基因，然后问他们在生育前有没有想修改的地方。这是我们现时没有考虑周详的情况。”
现时，升级改造（enhancement）是基因编辑的禁忌。在美国麻州理工学院研究癌症的Richard Hynes，主导了美国国家科学院在2017年发布的人类基因编辑研究报告：“当时我们定了好一堆规则，包括只准许改变人口中常见的有缺陷基因。换言之，只准变回正常，不准升级改造。”
在人工配子技术发展的同时，还有一些科学家正在相关领域上努力。去年2月，美国费城有医生把羊胚胎从母体移除，放置到人造子宫——一个充满透明液体的袋，直到牠们健康出生。换言之，各种技术结合下，未来从受精到出生，都可在实验室内一条龙办妥。赫胥黎（Aldous Huxley）在其著作《美丽新世界》中所描绘的中央设施控制生殖孵化的反乌托邦，未必遥不可及。也难怪Greely在他2016年出版的著作《The End of Sex and the Human Reproduction》中预测，到2040年，人类将不会因为生育而发生性行为，因为人工繁殖将有更大好处。
除了可作为一般夫妇应对不育的新繁殖技术，IVG的出现还为同性伴侣带来了新的可能性，又会如何影响传统家庭价值？而IVG又是否毫无风险？详见另文《【科技．未来】同性伴侣能繁殖后代 挑战还是强调血源？》。
上文节录自第133期《香港01》周报（2018年10月15日）《从人工受精到体外配子 皮肤细胞可以孕育婴儿？》
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