2010年诺贝尔生理或医学奖授予了罗伯特·爱德华兹(Robert Edwards,上图),以表彰他在人类体外授精治疗方面做出的卓越贡献。据估计,全球有超过10%的庞大人群遭受不孕症的折磨,而爱德华兹的成果使这种疾病的治愈成为可能。
爱德华兹(左)与世界上第一个试管婴儿路易丝·布朗和她通过自然妊娠方式孕育的孩子
基础研究的重要突破
全世界有超过10%的夫妇忍受着不孕症的煎熬。对他们中的很多人而言,不能生育是一件令人痛苦、沮丧的事情,许多人甚至因此留下终生难以释怀的缺憾与创伤。以往的医学对不孕症大都无能为力,很少能向这些夫妇提供实质性帮助。然而,今天人们有了很好的应对措施:当精子和卵细胞无法在体内结合时,体外授精技术(IVF)能有效帮助不孕患者生儿育女。
在1950年代,英国科学家爱德华兹对生物授精过程展开了一系列基础性研究。他很快便意识到,体外授精技术极有希望为不孕症提供新的治疗手段。当时,一些科学家发现:从家兔体内取出的卵细胞可以在试管中与被注入的精子结合而产出后代。爱德华兹决心循此思路探索人类卵细胞的体外授精技术。
然而进一步的研究表明,人类卵细胞与家兔卵细胞的生命周期颇为不同。在与几位同事合作完成相关实验之后,爱德华兹做出了多项突破性发现。他阐释了人类卵细胞发育成熟的机理,分析了不同荷尔蒙调控卵细胞成熟的缘由,并确定了卵细胞生命周期中最容易与精子结合而形成受精卵的时机。除此之外,他还测定了促使精子活化以提升其与卵细胞结合的条件。爱德华兹的努力终于得到了回报,1969年,人类卵细胞第一次在试管中实现了体外授精。
尽管这是一个巨大的成功,但与此相伴的棘手问题亦接踵而至,爱德华兹发现,受精卵仅在一次分裂之后便停止了发育。仔细分析之后他推测,如果使用卵巢内已经成熟的卵细胞进行实验,效果应当更好。于是,他随即开始探索一条能够安全获得这类卵细胞的途径。
从实验到临床医学
爱德华兹拜访了妇科专家帕特里克·斯特普托(Patrick Steptoe),志同道合的两人很快开始了临床研究,并将体外授精技术从单纯的实验转变为可以实际应用的治疗手段。斯特普托是腹腔镜手术的先驱,而在当时腹腔镜还是一个备受争议的全新领域。在进行腹腔镜手术时,医生借助特制的光学设备可以清楚地观察到卵巢的状态。斯特普托用腹腔镜从卵巢上取下卵细胞,之后由爱德华兹负责将这些卵细胞放入培养皿并注入精子使其受精。经过反复尝试,受精卵终于开始连续分裂,并可形成8个细胞大小的早期胚胎。
虽然这些早期工作都是大有前途的研究,然而,英国医学研究理事会却拒绝提供能使实验继续进行的经费支持。幸运的是,一笔来自私人的捐助使得研究得以维持。与此同时,IVF技术也引起了伦理道德方面的激烈争论,爱德华兹本人亦身陷其中。一些宗教领袖、伦理学家和科学家要求他们停止研究,当然也有许多人支持他们的工作。
具有历史意义的事件
靠着那笔私人捐赠,爱德华兹和斯特普托继续着他们的探索。通过分析病人的荷尔蒙水平,他们找到了授精的最佳时机,由此最大程度地提高了手术的成功率。1978年,一对9年来屡遭怀孕失败之苦的夫妇莱斯莉·布朗(Lesley Brown)和约翰·布朗(John Brown)来到诊所,接受了体外授精治疗。当受精卵发育为8个细胞的胚胎后,便将其植入布朗女士体内。1978年7月25日,这位经历了完整孕期的母亲,通过剖宫产手术产下了一个健康的婴儿――路易丝·布朗(Louise Brown)。至此,体外授精技术不再只是设想,医学也因此进入一个崭新的时代。
爱德华兹和斯特普托在剑桥大学共同创建的波恩诊所(Bourn Hall Clinic),是全球第一家专门从事IVF治疗的机构。斯特普托于1988年逝世,此前他一直是该诊所的负责人;之后,爱德华兹担任这个职位直至退休。世界各地的妇科专家和细胞生物学家慕名而来接受训练,IVF技术也不断在这里得到完善和改良。截止1986年,已有1000名经IVF技术受孕的婴儿在此诊所降生,这几乎是当时全球所有试管婴儿总数的一半。
不断完善的IVF技术
如今,体外授精疗法已赢得了世界的广泛认同,同时也经历了多次重要的技术改进与提升。例如,现在的IVF技术可以在培养皿中以显微注射的方式将单个精子直接注入卵细胞而使其受精。这种方法可使男性不孕症治疗取得更好的效果。又如,为了判断卵细胞是否适合体外授精,可事先通过超声波进行识别,然后用一支纤细的注射器来获取合格的卵细胞――而不必如过去那样使用腹腔镜摘取。
事实表明,体外授精技术可谓当今治疗不孕症最为安全、有效的方法。据统计,20%~30%的受精卵最终都能成功发育为胎儿,早产儿及各种手术并发症的发病率也极低,特别是在将一个受精卵移植回母体的手术中,出现并发症的案例更为罕见。长期的跟踪调查也表明:“试管婴儿”与其他孩子并无不同,他们同样健康活泼、茁壮成长。
有赖于体外授精技术,全世界现在约有400万个“试管婴儿”。如同其他许多“试管婴儿”一样,路易丝·布朗如今也有了自己的孩子;而这或许正是IVF技术成功治疗不孕症的最好证明!回首往事,爱德华兹的梦想已然成真,他的努力和勇气为全世界饱受不孕痛苦的人们带来了生育的希望,送去了孩子的笑声。
资料来源 Nobel Foundation Official Website
责任编辑 则 鸣
罗伯特·爱德华兹
罗伯特·爱德华兹1925年生于英格兰的曼彻斯特,第二次世界大战期间曾服役于军队,之后在班戈的威尔士大学和苏格兰的爱丁堡大学学习生物学。1955年,以研究小鼠胚胎发育的论文获得爱丁堡大学的博士学位。1958年,爱德华兹在位于伦敦的英国国家医学研究院任职,并在那里开始了人类授精方面的研究。
从1963年起,爱德华兹先在剑桥大学执教,后供职于由他和斯特普托创建的全球首家体外授精治疗机构--波恩诊所,并长期担任该机构负责人,同时还是授精研究领域多份一流科学期刊的编辑。爱德华兹现为剑桥大学名誉退休教授。
早在1950年代,爱德华兹就预言体外授精技术(IVF)将会成为治疗不孕症的重要手段,并按部就班地针对这一目标进行系统的研究,揭示了人类受精的基本原理和机制,并成功地在试管中(或更准确地说,在细胞培养皿里)完成了人类卵细胞的体外授精。1978年7月25日,伴随着世界首例"试管婴儿"的降生,爱德华兹的名字从此被载入史册,他的贡献成为了医学史上又一个划时代的标志。