互动科普

一个受精卵在玻璃容器的液体中逐渐长大，直到有一天“羽翼丰满”，砸碎了玻璃罩跑了出来……这是我们经常在科幻电影中看到的桥段。实际上，类似的培养工程的第一步已经被人们接受，甚至有点习以为常了，那就是试管婴儿技术。简单来说，就是在体外将卵子受精，发育成最初的胚胎。当然，这样的胚胎还不能在玻璃容器中自己长大，在生长到一定大小后还需要将它们植入子宫，继续发育成胎儿。罗伯特·爱德华兹因为这项看似简单的技术而荣膺2010年度诺贝尔生理学或医学奖。

毋庸置疑，从体外受精繁殖到体内受精繁殖，是生物进化史上的一个重要的成功事件。它一方面提高了受精的有效性，精子和卵子不需要在严酷的环境中边“约会”边躲避高温、干旱还有其他生物的侵袭，另一方面，为在母体中发育为胚胎的成长提供了稳定的条件，同时可以给发育中的胚胎提供更好的保护，这些都极大地提高了生殖的成功率，保证了雌性卵子投入的产出比。

但是，这样的改变也不可避免地带来了诸多问题。我们与鱼类同源的祖先都是将卵子直接排出体外进行受精，所以人体中并没有一开始就设计好的让受精和胚胎发育发生在女性体内的“装置”。要在体内繁殖，只能在原有的输卵管基础上进行改造，人的卵子要通过腹腔中一个伞形的结构和一个狭长的管道（输卵管）才能送到胚胎发育的场所——子宫。问题是显而易见的：对于个头微小的精子，要钻过生殖道，游过子宫，并且还要突破重重黏液的阻碍；最终与卵子结合后，还要从输卵管里及时跑到子宫里去，选择一个合适的位置来发育，这是个异常艰巨的任务。如果不慎选择了输卵管这样的地方发育（就是通常所说的宫外孕），不仅发育不成幼体，还会造成输卵管破裂，危及女性的生命安全。不仅如此，有些女性的输卵管因为各种原因本身就是堵塞的，这样更是断送了精子和卵子相见的机会。诸多困难使得超过10%的夫妇患有不孕症。

现在好了，试管婴儿技术的出现，上述问题都迎刃而解。不过，实验本身并不是为了解决不孕问题而开始的，只是研究在体外环境下，受精和胚胎发育的过程。随着兔子等动物体外受精实验的顺利进行，爱德华兹将目光投向了人类。

不过，最初的实验并不顺利。首先，实验卵子材料的获取并不是容易的事情。由于没有合适的获取卵子的工具，只能使用医疗手术废弃的卵巢，但是这样获得的卵子质量往往不高，受精卵分裂一次之后就不再分裂了。直到后来特殊仪器的应用，可以从女性体内直接取得成熟的卵子，最终在试管中获得了8细胞的胚胎。

最初的受精技术就是让精子和卵子在试管中自由相遇结合，后来，才将自由受精过程改为将精子直接注入到卵子中，这项改进大大提高了受精的效率和质量。我们甚至可以有选择性地将优质的精子和卵子结合起来，以提高后代的质量。不难看出，试管婴儿技术的发展是以医疗技术的发展为基石的。

终有一天，文章开头的那个电影桥段会发生在现实生活中。不过，从培养胚胎到培养成体，还有很长的路要走——单单是干细胞的分化和细胞的去分化就已经让科学家伤透脑筋了。

目前，是将精子直接注入卵子，完成受精

（本文发表于《科学世界》2010年第11期）