人工輔助生殖技術簡史回顧

李曉農 甄 橙

（北京大學醫學部 北京 100191）

人工輔助生殖技術（assisted reproductive technology，ART）是指用現代醫學技術手段代替人類自然生殖過程中某一環節或全部環節，以使不育家庭繁衍后代的技術。該技術從誕生之初發展至今，共經歷了人工授精、體外受精-胚胎移植及其衍生技術等2個階段。輔助生殖技術的誕生為不孕家庭帶來福音，無疑是現代生殖醫學領域的巨大技術革命，但也引起道德、倫理、法律等多個領域的爭論。

1 人工授精技術的產生

人工授精（artificial insemination，AI），是指用人工方法將丈夫的精子或供精注入妻子的生殖道內以使妻子妊娠的技術。該項技術主要解決因男性原因而導致不能授精或授精不成功的不孕問題。按照精子的來源不同，人工授精又可分為夫精人工授精（或稱同源人工授精，artificial insemination using husband semen，AIH）和捐精人工授精（或稱供精人工授精，artificial insemination using semen from donors，AID）。關于人工授精的記載最早可追溯到18世紀末。當時的意大利生理學家斯帕藍扎尼（Spallanzani L.1729-1799）是成功應用人工受精技術的第1人，他于1772年用人工授精的方法使狗受孕，并在隨后數年內通過實驗發現，低溫環境可延長精子的存活時間［1］。最早將人工受精技術應用于人類的是英國外科醫生約翰·亨特（Hunter J.，1728—1793）。當時有一對夫婦，丈夫患有嚴重尿道下裂癥，亨特指導他們用保溫杯保存丈夫的精液，然后用注射器注入妻子生殖道內。經過幾次嘗試，妻子于1790年成功懷孕并生下孩子。1870年，美國醫生杜萊姆（Drlemson L.R.）首先將人工授精技術運用于臨床治療不孕不育癥。到19世紀時，歐洲各國和美國均有利用丈夫的精子為妻子進行人工授精并獲成功的案例。

首次利用捐精進行人工授精的是美國費城杰斐遜醫學院的潘克斯特（Pencoast W.）醫生。1884年，一位丈夫患有精子缺乏癥的婦女在醫院進行治療，經潘克斯特醫生與學生討論后一致認為可取班上一位最英俊學生的精液為該婦女進行授精。這次授精在麻醉狀態下完成，該夫婦并不知情，后來該婦女成功懷孕并生下一個男孩。潘克斯特醫生對此案例一直秘而不宣，這個秘密直至該男孩成長到25歲時才被公開［2］。1886年，美國紐約州醫院首次實施經腹腔內授精的人工授精并獲成功。雖然供精人工授精從19世紀末就開始運用于臨床，但直到20世紀前半葉該技術仍未得到廣泛運用。究其原因，主要是人們的觀念阻礙了該技術的推廣。這點從美國當時法律對供精人工授精的態度可窺見一斑，20世紀上半葉，美國法律將接受供精人工授精并懷孕的行為定為通奸罪予以刑事懲罰。

2 精子冷凍技術的誕生

不論是最初的人工授精還是后來的體外授精－胚胎移植，其成功的前提取決于精子質量，因此如何儲存精子并保存其活力成為關鍵問題。輔助生殖技術中具有深遠影響的成就是解決了人類精子的冷凍貯存問題。1776年，生理學家斯帕藍扎尼首先發現用雪冰凍精子后，精子仍然能夠保存活力。1866年，意大利科學家蒙特格茲（Montegazza C.）在研究中發現，即使經過－15℃的低溫冷凍環境，仍有部分精子能夠存活。據此他提出利用低溫凍存動物精子保存良種家畜的方法，并進一步提出建立精子庫以便保存人類精液的設想，這樣戰士上戰場前可將精子儲存在精子庫中以便死后延續后代［3］。1938 年，捷赫尼爾（Jahnel F.）發現精子在－70℃的低溫條件下仍能存活。1938—1942年，研究者發現貯存于－196℃液氮中的精液在復溫后存活率可達到20%～40%，改進技術后存活率可達到 67%［4－5］。 1948 年，英國學者勃格（Polge C.）發現，冷凍精子時加入10%～15%的甘油混合液可對精子起到良好的保護作用［6］。關于這一發現還有一個有趣的故事，當時研究者為提高冷凍精子的活力，準備在雞精液中加入果糖探究其能否對冷凍的雞精子起保護作用。但由于操作失誤，誤將甘油、白蛋白和水的混合液加入其中，結果發現甘油混合液對精子的保護效果反而更好［7］。1954年，美國阿肯色大學的學者伯奇（Bunge R.G.）和謝爾曼（Sherman J.K.）在發表的文章中公布，他們用－78.5℃的干冰凍存加入甘油混合液的人的精液，6周后使用冷凍精子為5名志愿婦女進行人工授精，其中3名成功受孕并分娩。1960年，謝爾曼又發明了用液氮蒸氣冷凍精子的方法。1964年，謝爾曼發現在甘油混合液中加入卵黃，可使凍存的精子具有更高的活力。1973年，謝爾曼使用凍貯了10年的精子為一位婦女進行人工授精獲得成功。1977年，第1所人類精子庫在美國加利福尼亞州成立［3］。

精子凍貯技術不僅極大提高了人工授精的成功率，而且使人類的部分生殖過程得以在體外完成，從而為體外授精－胚胎移植技術的發展鋪平道路。因此，人類精子凍存技術具有里程碑式的意義。

3 試管嬰兒技術的發展

3．1 體外授精－胚胎移植技術 體外授精－胚胎移植技術（in vitrofertilization－embryo transfer，IVFET），是指借助醫學技術手段使卵子和精子在體外授精并進行早期胚胎發育，然后將胚胎移植入女性子宮內使其成功妊娠的技術。因其精卵結合過程和早期胚胎發育（授精后5～6 d）均是在試管中完成，該技術又稱“試管嬰兒”技術。該技術主要針對因男性精子活力弱、女性輸卵管堵塞等因素導致的不孕不育疾病。試管嬰兒的誕生首先需解決2個問題，一是如何讓精子和卵子在體外授精成功；二是如何獲得成熟的人卵及把握適當的移植時間。

19世紀末，英國劍橋大學的研究者曾將一枚雌兔的晶胚（生命尚未成型時在子宮內的存在形式）成功移植到另一雌兔子宮內，這是世界上最早的胚胎移植［8］。美籍華裔科學家張明覺對試管嬰兒體外授精技術也作出了巨大的貢獻。張明覺教授發現，以往進行體外授精之所以失敗，是因其使用的精子未經活化獲能。他們通過實驗發現，精子進入雌性生殖道內至少需經過6 h的生理變化才能獲得受精能力，這就是“精子獲能”現象。1959年，張明覺教授及其合作者成功完成了兔子的體外授精實驗，并將這枚兔子受精卵移植到另一母兔體內，使這只母兔生下一只幼兔［9］。動物體外授精實驗的成功，為人類體外授精和胚胎移植技術的產生奠定了堅實的基礎。

20世紀初，人們對人卵細胞的生長和發育規律了解較少。經過科學家的不懈研究，直到1965年才由英國生理學家羅伯特·愛德華茲（Robert G.Edwards）得出結論，靈長類動物的卵細胞發育成熟的時間是固定的。至此，人們對人卵細胞的發育成熟周期有了清楚的認識。同時，人們不僅能用生物制品誘發超排卵，增加排卵數量，而且還可用藥物控制卵細胞的成熟時間，使得取卵變得更容易［10］。1968年，愛德華茲認識了英國的腹腔鏡專家帕特里克·斯特普托（Patrick Steptoe），斯特普托擅長用腹腔鏡技術從不孕婦女的卵巢內取出成熟卵子，2人從此開始長期合作。經過多次失敗，他們終于使體外授精成功，并獲得能夠分裂的受精卵。1972年，2人開始將試管中的胚胎移植入母體，1977年2人為多年不孕的布朗夫婦實施了體外授精－胚胎移植手術。而這次嘗試也獲得成功，布朗太太懷孕并于次年生下世界上首個試管嬰兒，這項后來為無數家庭帶來希望的醫學成就因此進入公眾視野。愛德華茲因其對試管嬰兒技術的偉大貢獻被人譽為“試管嬰兒之父”。在試管嬰兒技術跌宕前行甚至是2位科學家獲得成功之后的很長時間里，愛德華茲和斯特普托的研究一直飽受各種質疑和批評。但是，這并不能阻礙試管嬰兒技術前行的步伐。目前，試管嬰兒技術已經發展至更為先進的第3代衍生技術。

第1代試管嬰兒技術是為解決女性不孕的問題，又稱體外授精聯合胚胎移植技術（簡稱IVF），它是借助內窺鏡或B超，從女性卵巢中取出成熟卵子，將卵子和精子置于試管內培養以使其形成受精卵，待受精卵發育成胚胎后，在適當時機將其移植入女性子宮內，使胚胎在其子宮內發育成長為胎兒。因原本應發生在人體內的自然受精過程改為在試管中進行，人們將借助該技術孕育出生的孩子稱為“試管嬰兒”。

3.2 胞質內單精子注射技術 第2代試管嬰兒技術稱為胞質內單精子注射技術（intracytoplasmic sperm injection，簡稱ICSI）。該技術又稱顯微授精，它是在顯微鏡下將單個精子注射入卵子的細胞質內，形成受精卵再移植入女性子宮內的技術。該技術主要解決男性少精、弱精或無精等導致的不育問題。體外授精聯合胚胎移植技術不僅要求有成熟的卵子，還對男子的精子數量和質量有較高的要求。第1代試管嬰兒技術無法很好地解決因男性精子的受精能力不強而導致的不孕癥，因此催生出第2代技術。該技術的成功率達到25%，與體外授精－胚胎移植的成功率相當。1992年這項技術首次在臨床上運用成功。

3.3 著床前胚胎遺傳診斷技術 第3代試管嬰兒技術稱為著床前胚胎遺傳診斷技術（preimplantation genetic diagnosis，PGD），又稱胚胎篩選。該技術主要解決胚胎著床前的遺傳診斷。它是對體外授精后形成的胚胎，當其分裂到4～8個細胞時，取出其中1～2個細胞，根據生物遺傳學對其進行診斷，并在多個胚胎中篩選出優質胚胎移植入母體［11］。該項技術可避免將有遺傳缺陷的胚胎植入女性體內。胚胎篩選符合現代社會的優生原則，該技術不僅能治療不孕不育，還可提高生育質量。

我國對試管嬰兒技術的研究與應用較西方晚。北京醫科大學第三附屬醫院婦產科的張麗珠（Zhang Lizhu）教授在試管嬰兒領域耕耘多年，終于在1988年使一位不孕婦女成功懷孕并生下一名女嬰，這是中國內地首個試管嬰兒。1996年，首例采用單精子胞漿內注射技術的嬰兒在中山大學第一附屬醫院誕生。如今，我國的人類輔助生殖技術已達世界先進水平。

時至今日，輔助生殖技術已經被人們廣泛接受。2010年英國生理學家愛德華茲教授被授予諾貝爾生理學或醫學獎，以表彰他對試管嬰兒技術所做的特殊貢獻。但是關于輔助生殖技術的探索并未止息。例如是否試管嬰兒與自然受孕出生的嬰兒一樣健康？隨著試管嬰兒不斷增多，人們確實發現試管嬰兒存在一些問題。研究顯示，試管嬰兒罹患心臟病等某些出生缺陷的可能性略高于自然受孕兒童，他們患心理疾病的可能也更高。但是至今還無研究表明，這些問題究竟是由試管嬰兒技術本身的缺陷所導致，還是由于嬰兒父母的遺傳基因造成的［12］。

4 輔助生殖技術引發的問題

輔助生殖技術的產生，將婚姻和生育割裂開來，給人們的倫理觀念、社會法律、婚姻家庭帶來巨大的變化，而且引起了廣泛的爭論。

輔助生殖技術引發的諸多問題中，尤以倫理、法律問題最多。例如如何確定捐精人工授精（AID）孩子的父親？AID嬰兒長大后是否有權了解其遺傳父親的情況？單身女性是否有權利使用該技術孕育后代？代孕行為是否合法？如何確定代孕嬰兒的父、母親？

對于如何確定AID嬰兒的父親，經過長久的爭論和司法實踐，當今各國的法律一般都確定AID嬰兒的生母之夫為其法律父親，但對他們是否擁有基因出身的知情權，各國和地區卻存在爭論，規定不盡相同。德國法律明確保護AID子女對自身基因出身的知情權，而澳門、臺灣等地區則規定除非特殊情況，AID子女無權了解捐精者的情況。

又如誰有權利使用輔助生殖技術生育后代？不孕不育夫妻當然有權使用該技術，單身女性是否也有權借助該技術孕育后代？對此問題，學者的看法截然不同，各國和地區的規定更是相差懸殊。法國、德國的法律規定，只有已婚或處于同居關系中的女性才能借助該技術生育，未婚女性、同性戀者不得使用該技術；而美國、英國等國的法律則不禁止單身女性、同性戀者使用該技術。由此，輔助生殖技術對傳統的婚姻家庭模式造成極大沖擊，因為單身女性、同性戀家庭完全可借助輔助生殖和代孕技術獲得后代，家庭模式開始呈現多元化。

在輔助生殖技術中，爭論最激烈的是代孕問題。代孕母親接受不孕夫妻的委托，替代他們生下嬰兒，代孕嬰兒的法律父母如何確定？是代孕母親還是委托他人代生的夫妻？代孕母親和委托夫妻簽訂的代孕協議是否合法？對這些問題，不同法系的學者觀點大相徑庭，不同國家的法律有截然相反的規定。例如美國有些州的法律就承認代孕協議合法，并規定代孕嬰兒的父母可根據代孕協議確定。而德國、法國等許多歐洲國家的法律規定代孕為非法行為，不承認代孕協議的合法性，堅持以“生者為母”的標準確定代孕嬰兒的母親。各國因代孕而產生的糾紛不斷出現，代孕至少引起以下幾個問題。首先，代孕母親的出現，顛覆了人們以“生者為母”確定親子關系（父母、子女關系）的標準。其次，代孕使得生命和情感都可用金錢買賣。如果承認代孕協議有法律效力，無疑就是承認女性可出租自己的身體為他人代孕以換取報酬，這踐踏了女性作為人——法律主體的尊嚴；不論代孕協議是否有償，其實質是對嬰兒的交換，這有違法律精神。其三，代孕嬰兒的人身利益沒有保障，其命運可能非常悲慘。有些代孕嬰兒一出生就成為代孕者和委托夫妻爭奪的商品，或者成為棄嬰。美國一位代孕者生下殘疾的代孕嬰兒，委托夫妻和這位代孕母親都不承認是孩子的父母，最后只好由當地的州政府行使對嬰兒的監護職責。這些事例絕非個別。其四，代孕現象使得人類社會的婚姻家庭法律發生巨大變化。在英、美國家，許多男同性戀家庭借助代孕母親生下自己的小孩，因此代孕使得家庭不再局限于傳統模式。世界各國關于婚姻家庭的法律也隨之發生變化，例如英國關于婚姻家庭的法律中父母的稱謂已發生變化，父或母變為第一父母、第二父母這樣的稱呼。代孕母親為親屬代孕時，還易造成家庭中代際關系混亂。美國曾有有一位母親為女兒代孕，生下的代孕嬰兒究竟是自己的孩子還是自己的外孫？

總之，輔助生殖技術的誕生和發展一直伴隨著曲折和爭論，這項技術的廣泛應用使人們的觀念發生巨大的變化。2016年隨著中國全面放開二胎政策，將有更多的人群依賴輔助生殖技術。技術本該造福于人類，如何使輔助生殖技術滿足人們的合理需求，需要醫生、社會和公眾都作出理性的思考。

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