人類(lèi)精子能在培養(yǎng)皿里長(zhǎng)出來(lái)嗎？一家美國(guó)公司說(shuō)，他們已經(jīng)做到了。

猶他州的生物技術(shù)初創(chuàng)公司 Paterna Biosciences 近日宣布，他們成功在實(shí)驗(yàn)室中培育出了功能性的人類(lèi)精子，并用這些精子制造出了"外觀健康"的胚胎。如果這一技術(shù)最終被證實(shí)可行，它可能為某些類(lèi)型的男性不育癥患者帶來(lái)?yè)碛猩飳W(xué)后代的機(jī)會(huì)。

不過(guò)，在興奮之前，有必要先潑一點(diǎn)冷水：這些發(fā)現(xiàn)尚未經(jīng)過(guò)同行評(píng)審期刊發(fā)表，也未被獨(dú)立機(jī)構(gòu)驗(yàn)證。WIRED 雜志是首家報(bào)道這一進(jìn)展的媒體。

近一個(gè)世紀(jì)的難題

用科學(xué)術(shù)語(yǔ)說(shuō)，這項(xiàng)技術(shù)叫做"體外精子發(fā)生"（in vitro spermatogenesis）——讓精子在身體外面完成發(fā)育�？茖W(xué)家們?yōu)榇艘呀?jīng)努力了將近一百年。

2011年，一個(gè)日本研究團(tuán)隊(duì)首次在實(shí)驗(yàn)室中培育出具有活性的小鼠精子，但人類(lèi)精子的制造難度顯然更高。2015年，法國(guó)生物技術(shù)公司 Kallistem 也曾聲稱實(shí)現(xiàn)了體外精子發(fā)生，但外部研究人員質(zhì)疑其精子是否完全發(fā)育成熟，該公司也未能證明這些精子能夠使卵子受精。

Paterna 的進(jìn)展如果屬實(shí)，將是這一領(lǐng)域的實(shí)質(zhì)性突破。

精子是怎么"種"出來(lái)的

要理解這項(xiàng)技術(shù)的難點(diǎn)，得先看看精子在體內(nèi)是怎么成熟的。

整個(gè)過(guò)程需要兩個(gè)多月，分好幾步走。首先，睪丸中 tightly coiled 的曲細(xì)精管會(huì)產(chǎn)生精原干細(xì)胞——這是精子的"種子"。這些干細(xì)胞經(jīng)歷減數(shù)分裂，染色體數(shù)目減半，變成只有23條染色體的細(xì)胞。與此同時(shí)，它們還要長(zhǎng)出尾巴和頭部結(jié)構(gòu)，才能具備游泳的能力。

但這還沒(méi)完。精子還得移動(dòng)到睪丸的另一個(gè)區(qū)域，獲得真正的游動(dòng)能力。最后，輸精管把它們運(yùn)送到精液中。每一步都有極其嚴(yán)格的調(diào)控機(jī)制，錯(cuò)一步就可能前功盡棄。

Paterna 的聯(lián)合創(chuàng)始人兼 CEO Alexander Pastuszak 這樣描述挑戰(zhàn)："我們?cè)诿恳徊蕉及l(fā)現(xiàn)了非常嚴(yán)格的控制機(jī)制。"他本人是認(rèn)證泌尿科醫(yī)生，也是猶他大學(xué)醫(yī)學(xué)院外科副教授。他說(shuō)："我們搞清楚了教導(dǎo)這些干細(xì)胞變成成熟、正常精子所需的指令。"

公司最初嘗試在實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)睪丸曲細(xì)精管來(lái)衍生精子，但發(fā)現(xiàn)這不是最佳方案。最終，他們找到了一種方法：直接在培養(yǎng)皿中培育精原干細(xì)胞，并誘導(dǎo)它們變成精子。

具體怎么做？團(tuán)隊(duì)用計(jì)算生物學(xué)預(yù)測(cè)了精子制造過(guò)程中每一步重要的分子信號(hào)，然后測(cè)試各種分子組合來(lái)誘導(dǎo)每個(gè)階段，直到找到正確的"配方"。

一個(gè)旁觀者的評(píng)價(jià)

貝勒醫(yī)學(xué)院泌尿?qū)W教授 Larry Lipshultz 沒(méi)有參與 Paterna 的研究，但他評(píng)價(jià)說(shuō)："這很重要。"

他解釋了過(guò)去的研究瓶頸："人們不理解，或者說(shuō)從未搞清楚，必須向這些細(xì)胞提供哪些生長(zhǎng)因子才能讓它們變成成熟精子。顯然，他們已經(jīng)識(shí)別出了這些物質(zhì)。"

誰(shuí)可能需要這項(xiàng)技術(shù)

實(shí)驗(yàn)室制造精子的長(zhǎng)期目標(biāo)，是為那些無(wú)法自然產(chǎn)生精子的男性提供幫助。

據(jù)估計(jì)，全球約1%的男性患有無(wú)精子癥——精液中完全檢測(cè)不到精子。其中一部分人是因?yàn)檩斁茏枞?管道問(wèn)題"，可以通過(guò)手術(shù)取精解決；但另一部分人的問(wèn)題在于精子生成本身，睪丸中找不到成熟的精子，甚至找不到足夠的干細(xì)胞來(lái)啟動(dòng)這個(gè)過(guò)程。

對(duì)于后者，目前的醫(yī)學(xué)幾乎無(wú)能為力。體外精子發(fā)生如果成功，理論上可以從這些患者體內(nèi)提取少量干細(xì)胞（哪怕很少），在實(shí)驗(yàn)室中擴(kuò)增并誘導(dǎo)成熟，然后用于輔助生殖。

未解的懸念

盡管 Paterna 的描述令人振奮，但關(guān)鍵問(wèn)題仍然懸而未決。

公司聲稱用實(shí)驗(yàn)室培育的精子制造出了"外觀健康"的胚胎，但"外觀健康"不等于"能夠發(fā)育成健康嬰兒"。胚胎的染色體是否正常？表觀遺傳標(biāo)記是否完整？這些精子能否支持胚胎發(fā)育到足月？目前都沒(méi)有答案。

更重要的是，科學(xué)史上從不缺少"看起來(lái)突破了但后續(xù)證偽"的案例。2015年 Kallistem 的聲明就是前車(chē)之鑒。在沒(méi)有獨(dú)立驗(yàn)證、沒(méi)有同行評(píng)審論文的情況下，任何結(jié)論都只能是初步的。

Pastuszak 本人也強(qiáng)調(diào)，公司正在準(zhǔn)備發(fā)表研究成果，接受科學(xué)界的檢驗(yàn)。這種謹(jǐn)慎是必要的——在生殖醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，任何技術(shù)的安全性都需要長(zhǎng)期追蹤，畢竟它影響的是未來(lái)一代人的健康。

技術(shù)之外的思考

拋開(kāi)科學(xué)驗(yàn)證的懸念，這項(xiàng)技術(shù)如果最終成熟，還會(huì)帶來(lái)一系列值得思考的問(wèn)題。

目前，輔助生殖技術(shù)已經(jīng)讓數(shù)百萬(wàn)家庭擁有孩子，但每一步都伴隨著倫理討論：胚胎的處置、多胎妊娠的風(fēng)險(xiǎn)、代孕的爭(zhēng)議……實(shí)驗(yàn)室制造精子會(huì)新增哪些維度？例如，如果可以從皮膚細(xì)胞重編程得到干細(xì)胞，再誘導(dǎo)為精子，那么"生物學(xué)父親"的定義是否會(huì)進(jìn)一步模糊？

這些不是今天需要回答的問(wèn)題，但它們是技術(shù)進(jìn)步必然會(huì)帶來(lái)的追問(wèn)。

回到當(dāng)下，Paterna 的聲明更像是一個(gè)"值得關(guān)注"的信號(hào)，而非"問(wèn)題已解決"的宣告。近一個(gè)世紀(jì)以來(lái)，無(wú)數(shù)科學(xué)家在這個(gè)方向上失敗過(guò)。如果這家公司真的找到了正確的分子"配方"，那確實(shí)是生殖醫(yī)學(xué)的重要一步——但這一步走多遠(yuǎn)，還得等更多數(shù)據(jù)說(shuō)話。

對(duì)于正在經(jīng)歷不育困擾的家庭來(lái)說(shuō)，謹(jǐn)慎的樂(lè)觀或許是最合適的姿態(tài)�？茖W(xué)進(jìn)展往往比我們希望的慢，但也比想象中更持久。