人工辅助生殖技术简史回顾

李晓农 甄 橙

（北京大学医学部 北京 100191）

人工辅助生殖技术（assisted reproductive technology，ART）是指用现代医学技术手段代替人类自然生殖过程中某一环节或全部环节，以使不育家庭繁衍后代的技术。该技术从诞生之初发展至今，共经历了人工授精、体外受精-胚胎移植及其衍生技术等2个阶段。辅助生殖技术的诞生为不孕家庭带来福音，无疑是现代生殖医学领域的巨大技术革命，但也引起道德、伦理、法律等多个领域的争论。

1 人工授精技术的产生

人工授精（artificial insemination，AI），是指用人工方法将丈夫的精子或供精注入妻子的生殖道内以使妻子妊娠的技术。该项技术主要解决因男性原因而导致不能授精或授精不成功的不孕问题。按照精子的来源不同，人工授精又可分为夫精人工授精（或称同源人工授精，artificial insemination using husband semen，AIH）和捐精人工授精（或称供精人工授精，artificial insemination using semen from donors，AID）。关于人工授精的记载最早可追溯到18世纪末。当时的意大利生理学家斯帕蓝扎尼（Spallanzani L.1729-1799）是成功应用人工受精技术的第1人，他于1772年用人工授精的方法使狗受孕，并在随后数年内通过实验发现，低温环境可延长精子的存活时间［1］。最早将人工受精技术应用于人类的是英国外科医生约翰·亨特（Hunter J.，1728—1793）。当时有一对夫妇，丈夫患有严重尿道下裂症，亨特指导他们用保温杯保存丈夫的精液，然后用注射器注入妻子生殖道内。经过几次尝试，妻子于1790年成功怀孕并生下孩子。1870年，美国医生杜莱姆（Drlemson L.R.）首先将人工授精技术运用于临床治疗不孕不育症。到19世纪时，欧洲各国和美国均有利用丈夫的精子为妻子进行人工授精并获成功的案例。

首次利用捐精进行人工授精的是美国费城杰斐逊医学院的潘克斯特（Pencoast W.）医生。1884年，一位丈夫患有精子缺乏症的妇女在医院进行治疗，经潘克斯特医生与学生讨论后一致认为可取班上一位最英俊学生的精液为该妇女进行授精。这次授精在麻醉状态下完成，该夫妇并不知情，后来该妇女成功怀孕并生下一个男孩。潘克斯特医生对此案例一直秘而不宣，这个秘密直至该男孩成长到25岁时才被公开［2］。1886年，美国纽约州医院首次实施经腹腔内授精的人工授精并获成功。虽然供精人工授精从19世纪末就开始运用于临床，但直到20世纪前半叶该技术仍未得到广泛运用。究其原因，主要是人们的观念阻碍了该技术的推广。这点从美国当时法律对供精人工授精的态度可窥见一斑，20世纪上半叶，美国法律将接受供精人工授精并怀孕的行为定为通奸罪予以刑事惩罚。

2 精子冷冻技术的诞生

不论是最初的人工授精还是后来的体外授精－胚胎移植，其成功的前提取决于精子质量，因此如何储存精子并保存其活力成为关键问题。辅助生殖技术中具有深远影响的成就是解决了人类精子的冷冻贮存问题。1776年，生理学家斯帕蓝扎尼首先发现用雪冰冻精子后，精子仍然能够保存活力。1866年，意大利科学家蒙特格兹（Montegazza C.）在研究中发现，即使经过－15℃的低温冷冻环境，仍有部分精子能够存活。据此他提出利用低温冻存动物精子保存良种家畜的方法，并进一步提出建立精子库以便保存人类精液的设想，这样战士上战场前可将精子储存在精子库中以便死后延续后代［3］。1938 年，捷赫尼尔（Jahnel F.）发现精子在－70℃的低温条件下仍能存活。1938—1942年，研究者发现贮存于－196℃液氮中的精液在复温后存活率可达到20%～40%，改进技术后存活率可达到 67%［4－5］。 1948 年，英国学者勃格（Polge C.）发现，冷冻精子时加入10%～15%的甘油混合液可对精子起到良好的保护作用［6］。关于这一发现还有一个有趣的故事，当时研究者为提高冷冻精子的活力，准备在鸡精液中加入果糖探究其能否对冷冻的鸡精子起保护作用。但由于操作失误，误将甘油、白蛋白和水的混合液加入其中，结果发现甘油混合液对精子的保护效果反而更好［7］。1954年，美国阿肯色大学的学者伯奇（Bunge R.G.）和谢尔曼（Sherman J.K.）在发表的文章中公布，他们用－78.5℃的干冰冻存加入甘油混合液的人的精液，6周后使用冷冻精子为5名志愿妇女进行人工授精，其中3名成功受孕并分娩。1960年，谢尔曼又发明了用液氮蒸气冷冻精子的方法。1964年，谢尔曼发现在甘油混合液中加入卵黄，可使冻存的精子具有更高的活力。1973年，谢尔曼使用冻贮了10年的精子为一位妇女进行人工授精获得成功。1977年，第1所人类精子库在美国加利福尼亚州成立［3］。

精子冻贮技术不仅极大提高了人工授精的成功率，而且使人类的部分生殖过程得以在体外完成，从而为体外授精－胚胎移植技术的发展铺平道路。因此，人类精子冻存技术具有里程碑式的意义。

3 试管婴儿技术的发展

3．1 体外授精－胚胎移植技术 体外授精－胚胎移植技术（in vitrofertilization－embryo transfer，IVFET），是指借助医学技术手段使卵子和精子在体外授精并进行早期胚胎发育，然后将胚胎移植入女性子宫内使其成功妊娠的技术。因其精卵结合过程和早期胚胎发育（授精后5～6 d）均是在试管中完成，该技术又称“试管婴儿”技术。该技术主要针对因男性精子活力弱、女性输卵管堵塞等因素导致的不孕不育疾病。试管婴儿的诞生首先需解决2个问题，一是如何让精子和卵子在体外授精成功；二是如何获得成熟的人卵及把握适当的移植时间。

19世纪末，英国剑桥大学的研究者曾将一枚雌兔的晶胚（生命尚未成型时在子宫内的存在形式）成功移植到另一雌兔子宫内，这是世界上最早的胚胎移植［8］。美籍华裔科学家张明觉对试管婴儿体外授精技术也作出了巨大的贡献。张明觉教授发现，以往进行体外授精之所以失败，是因其使用的精子未经活化获能。他们通过实验发现，精子进入雌性生殖道内至少需经过6 h的生理变化才能获得受精能力，这就是“精子获能”现象。1959年，张明觉教授及其合作者成功完成了兔子的体外授精实验，并将这枚兔子受精卵移植到另一母兔体内，使这只母兔生下一只幼兔［9］。动物体外授精实验的成功，为人类体外授精和胚胎移植技术的产生奠定了坚实的基础。

20世纪初，人们对人卵细胞的生长和发育规律了解较少。经过科学家的不懈研究，直到1965年才由英国生理学家罗伯特·爱德华兹（Robert G.Edwards）得出结论，灵长类动物的卵细胞发育成熟的时间是固定的。至此，人们对人卵细胞的发育成熟周期有了清楚的认识。同时，人们不仅能用生物制品诱发超排卵，增加排卵数量，而且还可用药物控制卵细胞的成熟时间，使得取卵变得更容易［10］。1968年，爱德华兹认识了英国的腹腔镜专家帕特里克·斯特普托（Patrick Steptoe），斯特普托擅长用腹腔镜技术从不孕妇女的卵巢内取出成熟卵子，2人从此开始长期合作。经过多次失败，他们终于使体外授精成功，并获得能够分裂的受精卵。1972年，2人开始将试管中的胚胎移植入母体，1977年2人为多年不孕的布朗夫妇实施了体外授精－胚胎移植手术。而这次尝试也获得成功，布朗太太怀孕并于次年生下世界上首个试管婴儿，这项后来为无数家庭带来希望的医学成就因此进入公众视野。爱德华兹因其对试管婴儿技术的伟大贡献被人誉为“试管婴儿之父”。在试管婴儿技术跌宕前行甚至是2位科学家获得成功之后的很长时间里，爱德华兹和斯特普托的研究一直饱受各种质疑和批评。但是，这并不能阻碍试管婴儿技术前行的步伐。目前，试管婴儿技术已经发展至更为先进的第3代衍生技术。

第1代试管婴儿技术是为解决女性不孕的问题，又称体外授精联合胚胎移植技术（简称IVF），它是借助内窥镜或B超，从女性卵巢中取出成熟卵子，将卵子和精子置于试管内培养以使其形成受精卵，待受精卵发育成胚胎后，在适当时机将其移植入女性子宫内，使胚胎在其子宫内发育成长为胎儿。因原本应发生在人体内的自然受精过程改为在试管中进行，人们将借助该技术孕育出生的孩子称为“试管婴儿”。

3.2 胞质内单精子注射技术 第2代试管婴儿技术称为胞质内单精子注射技术（intracytoplasmic sperm injection，简称ICSI）。该技术又称显微授精，它是在显微镜下将单个精子注射入卵子的细胞质内，形成受精卵再移植入女性子宫内的技术。该技术主要解决男性少精、弱精或无精等导致的不育问题。体外授精联合胚胎移植技术不仅要求有成熟的卵子，还对男子的精子数量和质量有较高的要求。第1代试管婴儿技术无法很好地解决因男性精子的受精能力不强而导致的不孕症，因此催生出第2代技术。该技术的成功率达到25%，与体外授精－胚胎移植的成功率相当。1992年这项技术首次在临床上运用成功。

3.3 着床前胚胎遗传诊断技术 第3代试管婴儿技术称为着床前胚胎遗传诊断技术（preimplantation genetic diagnosis，PGD），又称胚胎筛选。该技术主要解决胚胎着床前的遗传诊断。它是对体外授精后形成的胚胎，当其分裂到4～8个细胞时，取出其中1～2个细胞，根据生物遗传学对其进行诊断，并在多个胚胎中筛选出优质胚胎移植入母体［11］。该项技术可避免将有遗传缺陷的胚胎植入女性体内。胚胎筛选符合现代社会的优生原则，该技术不仅能治疗不孕不育，还可提高生育质量。

我国对试管婴儿技术的研究与应用较西方晚。北京医科大学第三附属医院妇产科的张丽珠（Zhang Lizhu）教授在试管婴儿领域耕耘多年，终于在1988年使一位不孕妇女成功怀孕并生下一名女婴，这是中国内地首个试管婴儿。1996年，首例采用单精子胞浆内注射技术的婴儿在中山大学第一附属医院诞生。如今，我国的人类辅助生殖技术已达世界先进水平。

时至今日，辅助生殖技术已经被人们广泛接受。2010年英国生理学家爱德华兹教授被授予诺贝尔生理学或医学奖，以表彰他对试管婴儿技术所做的特殊贡献。但是关于辅助生殖技术的探索并未止息。例如是否试管婴儿与自然受孕出生的婴儿一样健康？随着试管婴儿不断增多，人们确实发现试管婴儿存在一些问题。研究显示，试管婴儿罹患心脏病等某些出生缺陷的可能性略高于自然受孕儿童，他们患心理疾病的可能也更高。但是至今还无研究表明，这些问题究竟是由试管婴儿技术本身的缺陷所导致，还是由于婴儿父母的遗传基因造成的［12］。

4 辅助生殖技术引发的问题

辅助生殖技术的产生，将婚姻和生育割裂开来，给人们的伦理观念、社会法律、婚姻家庭带来巨大的变化，而且引起了广泛的争论。

辅助生殖技术引发的诸多问题中，尤以伦理、法律问题最多。例如如何确定捐精人工授精（AID）孩子的父亲？AID婴儿长大后是否有权了解其遗传父亲的情况？单身女性是否有权利使用该技术孕育后代？代孕行为是否合法？如何确定代孕婴儿的父、母亲？

对于如何确定AID婴儿的父亲，经过长久的争论和司法实践，当今各国的法律一般都确定AID婴儿的生母之夫为其法律父亲，但对他们是否拥有基因出身的知情权，各国和地区却存在争论，规定不尽相同。德国法律明确保护AID子女对自身基因出身的知情权，而澳门、台湾等地区则规定除非特殊情况，AID子女无权了解捐精者的情况。

又如谁有权利使用辅助生殖技术生育后代？不孕不育夫妻当然有权使用该技术，单身女性是否也有权借助该技术孕育后代？对此问题，学者的看法截然不同，各国和地区的规定更是相差悬殊。法国、德国的法律规定，只有已婚或处于同居关系中的女性才能借助该技术生育，未婚女性、同性恋者不得使用该技术；而美国、英国等国的法律则不禁止单身女性、同性恋者使用该技术。由此，辅助生殖技术对传统的婚姻家庭模式造成极大冲击，因为单身女性、同性恋家庭完全可借助辅助生殖和代孕技术获得后代，家庭模式开始呈现多元化。

在辅助生殖技术中，争论最激烈的是代孕问题。代孕母亲接受不孕夫妻的委托，替代他们生下婴儿，代孕婴儿的法律父母如何确定？是代孕母亲还是委托他人代生的夫妻？代孕母亲和委托夫妻签订的代孕协议是否合法？对这些问题，不同法系的学者观点大相径庭，不同国家的法律有截然相反的规定。例如美国有些州的法律就承认代孕协议合法，并规定代孕婴儿的父母可根据代孕协议确定。而德国、法国等许多欧洲国家的法律规定代孕为非法行为，不承认代孕协议的合法性，坚持以“生者为母”的标准确定代孕婴儿的母亲。各国因代孕而产生的纠纷不断出现，代孕至少引起以下几个问题。首先，代孕母亲的出现，颠覆了人们以“生者为母”确定亲子关系（父母、子女关系）的标准。其次，代孕使得生命和情感都可用金钱买卖。如果承认代孕协议有法律效力，无疑就是承认女性可出租自己的身体为他人代孕以换取报酬，这践踏了女性作为人——法律主体的尊严；不论代孕协议是否有偿，其实质是对婴儿的交换，这有违法律精神。其三，代孕婴儿的人身利益没有保障，其命运可能非常悲惨。有些代孕婴儿一出生就成为代孕者和委托夫妻争夺的商品，或者成为弃婴。美国一位代孕者生下残疾的代孕婴儿，委托夫妻和这位代孕母亲都不承认是孩子的父母，最后只好由当地的州政府行使对婴儿的监护职责。这些事例绝非个别。其四，代孕现象使得人类社会的婚姻家庭法律发生巨大变化。在英、美国家，许多男同性恋家庭借助代孕母亲生下自己的小孩，因此代孕使得家庭不再局限于传统模式。世界各国关于婚姻家庭的法律也随之发生变化，例如英国关于婚姻家庭的法律中父母的称谓已发生变化，父或母变为第一父母、第二父母这样的称呼。代孕母亲为亲属代孕时，还易造成家庭中代际关系混乱。美国曾有有一位母亲为女儿代孕，生下的代孕婴儿究竟是自己的孩子还是自己的外孙？

总之，辅助生殖技术的诞生和发展一直伴随着曲折和争论，这项技术的广泛应用使人们的观念发生巨大的变化。2016年随着中国全面放开二胎政策，将有更多的人群依赖辅助生殖技术。技术本该造福于人类，如何使辅助生殖技术满足人们的合理需求，需要医生、社会和公众都作出理性的思考。

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