【欧洲时报】生育健康,关乎人类福祉。从“出生缺陷”到不孕不育,人口大国中国尤须攻克生育难题,攻关路上,几代中国科学家前赴后继。在2018年的两院院士大会上,中国国家主席习近平提到这样一段话:“进入21世纪以来,全球科技创新进入空前密集活跃的时期;以合成生物学、基因编辑、脑科学、再生医学等为代表的生命科学领域孕育新的变革”。而北京大学第三医院的院长、中国工程院院士,乔杰在生命科学健康领域的突破,就为人类健康繁衍带来了新的希望,她(及北京大学团队)为千千万万个有着先天遗传缺陷的父母们带来了健康的下一代。
《欧洲时报》与福建东南卫视《中国正在说》展开合作,在本期中,乔杰讲述中国科学家如何在生命起点,守护健康中国。
图为福建东南卫视的《中国正在说》节目,乔杰在演讲。(图片来源:本文图片均由节目组供图)
图为CELL杂志封面上的中国古代玄武图。
试管婴儿:零的突破中国首例试管婴儿诞生
乔杰:有这样一些夫妻,所期望得到的不是钱可以买到的,是一个新的生命。这个人群代表中国10%到15%的不孕的人群,他们承受着相当大的困扰,同时还有10%的遭受流产的夫妻,也就是说10对夫妻当中,就有一到两对承受不孕的痛苦,又有一对要承受流产的痛苦。此外,每20对夫妻,还有一对承受出生缺陷的痛苦,要养育一个残疾的孩子。
可见,中国的生殖健康出现了大的问题。但是之所以他们现在可以排队医治,是基于30年前一个中国生殖医学里程碑式的技术的成功实施,就是体外受精胚胎移植技术,俗称试管婴儿。
1978年世界的第一例试管婴儿在英国诞生让我们看到了希望,但是在当时,中国刚刚改革开放,还没有沟通交流的途径,所以一切都要自己努力去创造。我正好是第一例试管婴儿郑萌珠的妈妈的产科医生。那个时候我们既没有显微镜,也没有培养箱,也没有当时国际上使用的腹腔镜下引导穿刺技术,把卵泡液里面的卵母细胞这一最重要的种子取出来,所以我们在这一过程中克服了很多困难。
当时张丽珠教授(中国知名妇产科医学专家、北京大学第三医院妇产科创始人、生殖医学中心名誉主任、中国大陆首例试管婴儿缔造者,被誉为“神州试管婴儿之母”)带着我们在手术中把卵泡液取出来,然后要放在试管里面,因为没有培养箱,需要研究生攒在怀里,或者放在保温杯里,然后穿过操场,跑到北医的胚胎教研组,那里有当时唯一的一台显微镜,然后在显微镜下确认卵泡液里面有没有卵母细胞,再去研究卵母细胞和精子受精以后形成胚胎的过程。我们利用了一个国际上赠送的,用来做其他研究的废弃培养箱,修整之后进行最初的研究。
当时使用的取卵针我们都是送到钟表店去加工的,因为张教授仅仅从海外带回了几根,怎样去做体外培养,完全是自己去摸索。但是人类生殖的过程真的非常奇妙,我们做了非常多的探索。
做到第13例的时候才终于完成了第一例的试管婴儿。我们听到婴儿第一声啼哭,大家都非常激动。张教授一直带领着我们,她在开始做这项工作的时候,已经是64岁了,在她68岁的时候诞生了中国第一例试管婴儿,虽然第一例成功了,但是这个路程并不平坦,在相当长的,十几年的时间内,我们的成功率只有10%,20%……100个病人请你来做治疗,只有十几个人成功了。
基因研究:实施基因编辑一定要利大于弊
乔杰:对人类生殖的认识如何进一步加深?我们想到去了解在基因层面上,人类生殖的过程发生了哪些变化。
后来,我所带领的团队,又和北京大学谢晓亮教授、汤富酬教授,以及做生物物理学、生殖生物学等相关专家一起合作。基于现代化技术的发展,以及我们所掌握的方法学和基础的理论,让我们能够在治疗不孕症,提高治疗成功率的同时,又推动了预防出生缺陷发生的相关工作的探索。我们在此前的基础上凝练出了一个新的方法,既能够诊断单基因遗传病,又能够同时发现染色体异常,还能够通过连锁分析的方法来确定是否有相关出生缺陷。也就是通过一个,或者是少数几个细胞,就能知道这个生命有没有遗传疾患,或者是常见的染色体的异常。到目前为止我们已经把过去不能诊断的100多种遗传病都能够诊断了,而这个方法在中国的40多个机构推广,起到了非常好的效果。其实我们面临的挑战还是很大的,因为有7000多种单基因遗传病,同时还有像线粒体疾病等等各种遗传病需要通过新的方法去攻克。
包括基因编辑,基因编辑技术是在人体上实施,对人类健康会产生重要的影响,在科学研究上要讨论利与弊,所以实施一定要利大于弊,在治疗上,基因编辑技术一定有一个探索的意义。我们也期望在未来的探索当中,在安全的前提下,对胚胎进行修正,让这些特殊遗传病能够得到根本的阻断,既让相关家庭不再有出生缺陷的孩子出生,同时还能够把他们携带的这样的胚胎挑出来,不让他再携带,不仅让这一代不出生有出生缺陷的孩子,也争取让下一代,再下一代也不出生有出生缺陷的孩子。
我们描绘出来了一个人类遗传图谱,对人类胚胎发育的过程有了进一步的认识,特别是我们2015年对胚胎发育过程当中的遗传、表观遗传的完整研究,就发表在CELL杂志上,特别被选为封面的文章。这样一个封面文章其实非常有中华民族特色,是中国古代的玄武图,展示的是人类生殖的过程,是龟蛇同体的一个寓意,可以看到这个龟特别像卵母细胞旁边的颗粒细胞,这个蛇很像精子,外面像卵母细胞的透明带。(图片寓意:封面设计源于中国古代象征生殖的图腾——玄武,寓意哺乳动物通过有性生殖(蛇与龟)来维持完整的生命周期(圆环),而中心处的生殖细胞(红色)则在遗传信息的世代沿袭中起着非常关键的作用)这样有中国特色的设计能被选为封面文章,是由于文章里面所展示的对人类表观遗传调控的机理、对未来该领域产生的影响,以及可能会对人类生殖辅助技术产生的价值是被国际学者认可的结果。
健康生育:回归人类自然的生育是非常重要的
乔杰:我们的辅助生殖技术是从无到有,应用的量是从小到大,在这个过程中是得到了一系列的重大科研经费的支持,同时也得到了中国领导人的关注。
同时在“十三五”中国科技改革全链条的这样一个重大布局当中,也特别把生殖健康出生缺陷作为跟医学相关的7个重大项目之一给予了大力的支持,相信在未来的几年当中,在整个生殖医学的基础研究和生殖健康诊断治疗方面,中国会研究出新技术,特别是在出生缺陷的预防技术方面会有一系列原创性的成果产出。
到现在为止人类生殖所面临的问题更为复杂,特别是由于生活方式的改变,生育年龄的后移,环境的污染等等,导致不孕的发生率高,流产的发生率高,出生缺陷的发生率高,这个“三高”确实对人类生命的繁衍,人类的生殖健康会造成重大的影响。
在辅助生殖技术的应用上,有效性重要,安全性更重要,因为我们对人类生殖的过程进行了一定的干预,而这个干预越少越好。
健康的生育,尤其是回归人类自然的生育是非常重要的,我们面临的挑战,既包括让已经患病的患者得到最早的诊治,而且是最接近自然的治疗,同时还要强调在出现问题之前,把“生育力”保存起来,通过这样一系列技术的进步,使得中国能够在世界上,能够在临床技术的应用上占有了先进的地位。中国的治疗量目前世界上最大的,成功率也达到了世界先进水平。
老一辈的艰苦的探索,通过原创性的研究能够让相关技术得以实施,通过几代人在这一领域不断地探索,再通过多学科的交叉研究,以及中国整体科技实力的增强,得以在生殖医学这样一个崭新的研究领域在人类健康,特别是生命起源这样一个最初的阶段,有好的科技成果的产出,并且为生殖健康,为出生缺陷的预防做出贡献。
在最近一次召开的两院院士大会上,习近平特别强调希望在科技创新当中,能够有我们原创的技术产生,所以在人类生殖研究过程中,我们还是要特别努力地去攻克诸多难关,把关口前移,除了诊断治疗之外,对预防,对于女性男性生育力的评估的技术也要进一步的发展。
而我们也一直在回顾这个工作,汲取力量,也特别希望在习近平所倡导的科技创新,在科技前沿上孜孜追求,在“卡脖子”领域当中有所突破,让原创性的成果进一步产出,为让中国成为科技大国,在中华民族复兴的路程上贡献我们更多的力量。
对话
话题一:中国在生物工程领域有哪些领先技术?
北京大学生物工程专业学生:跟海外相比中国在这个技术领域的优势和主要的创新,目前体现在什么地方?
乔杰:这个领域当中我们目前能够领先的方面,从临床方面讲我们有大量疑难的患者,在治疗这些疑难患者的过程当中积累了丰富的经验,对于不同特点、引起不孕疾病的不同患者的治疗,这些会有助于有自主知识产权的创新性的成果的转化;
此外,我们现在走在世界前列的有包括遗传学诊断的新的技术,中国有多个基础研究的团队,除了北京大学之外,还有上海的复旦大学、上海交大以及中科院的多个研究院,包括动物所,遗传发育所等等,使得我们在这个领域的基础研究远远走在了世界的前列,但是离转化还有一定的距离。希望你未来在这个领域当中能够认真投入,并且留在中国做出贡献。
话题二:转基因食品对生殖健康有影响吗?
观众:转基因食品,还有随着我们生活方式的改变以及环境的变化,到底对下一代有没有影响?
乔杰:我们目前收集到的数据,没有显示出转基因食品能够对生殖产生重大的影响,这也是研究的限制,因为没有一个人是别的什么都不吃,只吃转基因食品,所以在很多的研究上会受很大的限制,其实我们需要一个大数据,通过相对准确的资料收集之后进行分析,有可能会得出一些有建设性建议,这些结论的验证都可能在动物实验中得到间接的证据,但是在人身上是不可能来做研究的。
对于生活方式,对于影响人类生殖的各种因素,这个还是比较明确的,比如说久坐可能对男性的生殖产生的影响就比较大,对于女性来说肥胖很明显会影响到生育的能力。
所以这些生活方式的调整,特别是公共卫生领域所得出来的一些比较好的结论,应该引起重视,应该对这些因素对于生殖的影响进行更进一步的分析,这也是我们在精准医学大数据未来的分析当中要特别关注的一个方面。
(编辑:李璟桐)