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第四代试管婴儿技术:卵泡浆置换术的原理核心——线粒体置换

发布日期:2019-11-06 来源:齐康喜孕多 作者:喜孕多

一般出国试管的患者,都知道三代试管,可以在胚胎移植之前筛查胚胎的染色体,避免家族疾病遗传,还可以平衡家庭性别。

偶尔也会有患者过来直接就要求做四代试管,询问的通常是年纪超过40岁的高龄女性,卵子数量少质量差,有过多年不成功试管史。

为什么这样的患者,会直接考虑四代试管,四代试管能解决什么问题呢?今天喜孕多就给大家介绍一下四代试管的核心原理——泡浆置换术,也称线粒体置换术。

第四代试管婴儿技术:卵泡浆置换术的原理核心——线粒体置换

当然,这个首先要了解,什么是线粒体。

线粒体:细胞的“发电厂”

人的细胞一般分为三大结构:细胞核、细胞质和细胞膜。其中,细胞核贮藏了人的绝大部分遗传物质,即脱氧核糖核酸(DNA)。细胞质则是包围细胞核的一层液态物体,在这个液态物体中也含有多种生命不可或缺的物质,如线粒体、内质网、高尔基复合体等。在线粒体中也含有一些遗传物质,即线粒体DNA。细胞膜则是包围并保护细胞的最外一层生物膜。

第四代试管婴儿技术:卵泡浆置换术的原理核心——线粒体置换

线粒体是广泛存在于人体细胞中的一种细胞器,外观为长1~2微米,宽0.5~1微米的椭圆球体。其主要功能是产生ATP为细胞供能,称为细胞的“发电厂”,同时在细胞代谢、钙稳态、脂肪酸氧化及凋亡过程中发挥重要作用。

第四代试管婴儿技术:卵泡浆置换术的原理核心——线粒体置换

这里需要强调的是:并不是一个细胞中只有一个线粒体,而是每个细胞中存在多个线粒体。根据身体部位的不同,细胞中线粒体的个数也不相同。比如,人类心脏需要很强的持久力,所以构成心脏的每个细胞中存在着大量生产能量的线粒体,这个数量可以达到数百个。

卵子成熟和受精卵分裂发育,线粒体起着至关重要的作用

卵子也是一个细胞,细胞膜之下是细胞质(线粒体居于其中),再往里就是核心:细胞核。

第四代试管婴儿技术:卵泡浆置换术的原理核心——线粒体置换

一个成熟卵子中,存在高达甚至10万个以上的线粒体,受精卵中所有的线粒体都由卵子提供。

与其他细胞器不同,线粒体自身具有遗传信息,是人体细胞内除细胞核外唯一含有DNA的细胞器。线粒体DNA为母系遗传,即:您(不论男女)的线粒体都来源于您的妈妈,而您妈妈的线粒体则来源于您的外婆,您爸爸的线粒体则来源于您的奶奶,但您奶奶的线粒体到了您爸爸这里后不能再继续传给下一代了。

通常,通过线粒体的作用,女性每个月会有1-2个卵子发育成熟、排卵。排卵后的卵子在输卵管中等待精子到来。精子在变形过程中,抛弃多余的细胞质和细胞器,线粒体异化成髓鞘,包裹精子的尾部,为其游动提供能量。在精卵结合时,精子的细胞核部分进入卵子,让卵细胞核受精后,开始细胞分裂。第一天2细胞,第二天四细胞,第三天分裂成8细胞,第五天分裂成64细胞。。。原本只是一个细胞的卵子经过受精后,经过了无数次分裂发育,逐渐变成了60兆个庞大的细胞群体,从而形成了我们人类的身体,这当中需要与之相应的大量能量。

线粒体异常是高龄女性不孕的最大原因

线粒体老化是高龄女性卵子老化,从而导致不孕或试管失败的最大原因。

从上文我们可以了解到,不论是卵子成熟还是受精卵分裂发育,怀孕到最后生产,卵子中的线粒体都起着至关重要的作用。如果卵子线粒体的功效低下,产生能量不足,就会出现细胞分裂发育停止的情况。

细胞分裂发育停止意味着什么,我们都非常清楚。喜孕多见过不少在试管环节中,高龄女性促排后,直接表现为实验室无法培育出可移植的胚胎。这就是很多高龄患者养囊全军覆没的主因,可能连移植的机会都没有。

后期,受精卵经过输卵管进入子宫后,在子宫内膜着床,如果没有线粒体的工作,胚胎便无法着床。一旦着床后,子宫内膜中的线粒体就会变得十分重要,如果子宫中的线粒体不足或功能低下,就会有流产的可能性。

所以,线粒体是卵子的质量标志,也被大家称之为卵子的“生命源泉”。 随着年龄的增加,女性线粒体细胞必然会出现数量减少、活性降低的问题。而线粒体功能的低下,直接导致高龄患者出现卵子质量低下、不受精、胚胎发育停止或不着床等现象。

线粒体老化后突变率极高、无法自我修复

通过上文,我们知道了线粒体在生育乃至试管流程中,起到的关键性作用。但糟糕的一点是,线粒体老化后会产生突变,即变异,而且,无法自我修复。

人的线粒体DNA含有37个基因,尽管线粒体基因不多,但由于线粒体DNA是裸露的,无组蛋白保护,复制率高,出现突变的机会大大增加,比细胞核DNA突变的概率高10到20倍。

而且,线粒体极易受氧化损伤,也没有DNA损伤的修复系统,突变以后没有改正的机会。突变后的线粒体还可能造成遗传性疾病,如Leber遗传性视神经病等。

——————【因对线粒体老化的方案----喜孕多小老师开讲的分割线】———————

随着年龄的增长,卵巢在衰老,自身调节能力在下降。我们如何在日常生活中改善线粒体的数量不足和功能低下问题,来应对衰老呢?

改善线粒体方法之一:减少热量(主要是碳水化合物)的摄入

高龄女性应该控制精制的碳水化合物摄入,主要精米、面食、甜食等。这类食物提供的热量很多,而营养非常少。是营养学家认为的"不良"食品。

过量的碳水化合物、过多的卡路里会导致肥胖,加剧炎症反应,而炎症反应会增加线粒体ROS活性氧的产生。

而氧自由基,号称健康的杀手,会直接影响到线粒体使其形状和功能发生变化。

改善线粒体方法之二:合理运动

体育锻炼是增加氧气摄入量,提升线粒体抗氧化能力的最好方法。

当你的身体消耗更多的能量时,它会迫使自己产生更多的线粒体来满足需求。如果没有健身的习惯,则每天至少保证运动30分钟。比如饭后散步、做家务。

但切记不要过犹不及,因为长时间高强度的有氧运动也会产生大量的自由基,往往会超过细胞的应对能力,反而会引起线粒体和细胞的损伤。

改善线粒体方法之三:补充线粒体营养剂

给线粒体提供充分的营养素,比如蔬菜水果、辅酶Q10、锌元素,以及一些抗氧化素MitoQ、白藜芦醇等等。外源性的摄入,可能会给线粒体加能充电。

——————【第四代试管线粒体置换----喜孕多小老师开讲的分割线】———————

但以上这些改善线粒体数量和功能的方法,只能作为“辅助治疗”,不能从根本上消除线粒体问题,有人称之为“治标不治本”。

所以,生殖医学专家们采用了另一种办法来达到线粒体治疗的目的——卵子细胞质移植技术,也就是线粒体替换,即:将健康的线粒体取代卵子中有问题的线粒体,以期从根本上杜绝和消除老化异常线粒体的问题。

第四代试管婴儿技术:卵泡浆置换术的原理核心——线粒体置换

这就是俗称的第四代试管婴儿。操作流程为:

1.健康女性捐赠健康的卵子,并将卵子核和卵胞浆分离,舍弃卵子核;

2.促排卵获得女性患者的卵子,并将卵子核和卵胞浆分离,舍弃的是卵胞浆(其中含有老化异常的线粒体);

第四代试管婴儿技术:卵泡浆置换术的原理核心——线粒体置换

3.将女性患者的卵子核和捐赠者的卵胞浆(含有正常的线粒体)融合成一个健康完全的卵子;

4.形成的新卵子与精子结合形成健康胚胎,并移植到女性患者子宫。

第四代试管婴儿技术:卵泡浆置换术的原理核心——线粒体置换

为了挽救那些发育潜能差的卵子,卵子泡浆移植——线粒体移植技术被用于临床并获得成功。供卵者泡浆中包含蛋白质、线粒体以及其他一些因子和细胞器。尽管目前仍不清楚卵浆移植的具体作用机制,但可以肯定的是供者的线粒体,在改善受者胚胎发育中起着重要的作用。

当然,这项技术存在极大的益处,也有其需要考量的地方。

首先,虽然卵浆移植在临床上取得极大应用进展,世界各地包括中国、中国台湾、英国等地都有报道成功案例,喜孕多亦有高龄患者使用此项技术成功受孕案例,但由于未有大批量临床应用,一直没有权威的相关临床数据统计。

其次,线粒体置换,只更换了线粒体,也还是无法克服由于卵核老化所导致的卵子非整倍体的发生。

最后,从遗传学角度看,这个技术所产生的孩子就有“三个父母”:细胞核DNA男性患者,细胞核DNA女性患者,线粒体DNA女性捐赠者。尽管线粒体中携带的DNA只占人类全部基因密码的0.0005%,且“我们的个性、外貌以及让我们是自己而不是别人的一切,都是由细胞核DNA决定的”。整体而言,提供细胞核基因的父母决定了后代99.8%的基因,只有0.1%的基因由捐赠线粒体DNA的女性提供,三亲婴儿的相貌、血型、染色体、性格等基本特征只会遗传自自己的父母。

但泡浆置换术——线粒体置换,终究存在一系列伦理和法律问题,国际上也一直有不同声音。中国在2003年卫生部发文停止使用该技术。英国议会在2015年2月3日就是否允许三亲婴儿出生进行决定性表决,结果以382票赞成,128票反对获得通过。每个家庭也有自己的情况和需求,喜孕多发现,接受此项技术的患者,均为多次试管不成功,不接受供卵者。

当然,国际上的各种研究并没有停止,其中以英国、日本、美国、中国台湾为首的遗传学专家一直在不断进行科研实验,技术上有各种突破,但是在伦理问题上还是存在各种质疑和争论。本文由齐康喜孕多原创,转载请注明出处,谢谢。

标签: 试管婴儿 卵泡浆置换术

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