暫停生育:卵子解凍後會發生什麼?

技術進步正在推動凍卵的蓬勃發展,這有望讓女性無限期推遲懷孕。但這項科學技術真的能名副其實嗎?

體外受精裝置包括注射藥物的注射器、培養皿、精子瓶等等。 

傑米·鍾

鮮亮的黃色似乎是企業健康連鎖店在設計徽標以吸引注重健康的女性時的首選色調。有SoulCycle的淨化柚子色,Drybar的快樂毛茛花色。在2019年,廂型車開始出現在曼哈頓和洛杉磯繁忙的行人區,車身裝飾著向日葵的顏色。這些廂型車是移動生育診所,邀請女性進來了解如何透過冷凍卵子來保護她們的生殖細胞系。“掌控你的未來,”車身側面的廣告承諾。“瞭解你的生育能力。”

這些車輛是Kindbody的使者,這是一家精品生育診所,迎合經常光顧動感單車課程和快速吹髮吧的客戶。它是少數但數量不斷增長的提供生育服務的機構之一,包括取出女性的卵子或卵母細胞,冷凍起來以備日後使用。由於卵子是女性生育能力最重要的因素之一,而且其質量和數量都會隨著年齡的增長而下降,因此儲存卵子有望延長女性的生育視窗,並推遲是否生育孩子的決定。正如競爭對手Extend Fertility所說,“如今女性的選擇比以往任何時候都多。而我們又為您提供了一種選擇——在您準備好時開始組建家庭。”

精品凍卵機構的出現是輔助生殖技術領域最引人注目——但並非唯一——的最新進展之一,輔助生殖技術是幫助人們擁有他們想要的孩子的科學(和商業)。這些獨立的診所之所以存在,要歸功於女性經濟賦權、風險資本支援和真正的醫學進步的融合。推動這一趨勢的不僅僅是移動診所。凍卵在黃金標準的生育診所,如南加州大學的診所,也在興起。據該診所主任理查德·保爾森稱,凍卵幾乎佔卵子取出週期的40%,在這些週期中,女性給自己注射激素以刺激卵巢釋放多個卵子,然後醫生在女性麻醉狀態下采集這些卵子。(該診所另外60%的週期涉及正在接受不孕不育治療的女性,她們打算儘快使用卵子。)


支援科學新聞報道

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保有關塑造我們今天世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。


最終,這些供應商正在論證,凍卵已經發展到足以證明女性投入超過1萬美元的賭注是合理的,因為這項手術和藥物不在保險範圍內(這個價格標籤不包括女性每年必須支付的儲存費,以保持卵子的冷凍狀態)。這種信心源於過去十年中生育和受孕科學的重大突破,特別是允許醫生快速冷凍卵子的過程。醫生們在體外受精(IVF)科學方面也取得了長足的進步——體外受精是凍卵之後的步驟——它將解凍的卵子(或新鮮卵子)與精子結合,在培養皿中受孕,然後將由此產生的胚胎培養到可以放回女性子宮內著床的程度。

所有這些都構成了製造嬰兒科學的巨大變革,從理論上講,這表明女性不受傳統生物鐘滴答作響觀念的束縛。然而在實踐中,現實情況更為複雜。女性在決定何時懷孕時,除了卵子之外,還必須考慮其他因素,例如她們的整體健康狀況和計劃使用的精子的健康狀況。而且,這些新技術到底有多大的把握仍然有待確定:診所中絕大多數冷凍卵子尚未解凍。問題依然存在:它們都能存活嗎?科學真的能為以後保障生育能力嗎?

凍卵熱潮

在舊金山灣區等地,凍卵的興起部分與附近的科技公司有關,如Facebook和谷歌,這些公司現在(並大張旗鼓地)為員工承擔這項手術的費用。在矽谷,凍卵已成為一位謹慎的職業女性可能會考慮利用的福利待遇的一部分,這是一種為未來家庭組建準備的401(k)計劃。這一熱潮也源於其他趨同趨勢。一是千禧一代對社交媒體的熟悉;精品診所在Instagram和Twitter上都有強大的影響力,越來越多的傳統診所也是如此。甚至線上約會——它兜售的希望是,人類內心的大部分混亂都可以透過下載應用程式來解決——也產生了影響。“女性曾對我說,她們可以把每次約會都看作‘這個人是我可以結婚的人嗎?’這個問題放在一邊,”加州大學舊金山分校生殖健康中心主任馬塞爾·西達斯說。

凍卵的興起也表明公眾已經習慣於為產品支付月費。凍卵——除其他外——是又一項付費訂閱服務,就像Netflix或Zipcar一樣。卵母細胞一旦冷凍,就必須保持冷凍狀態直到使用。在女性經歷了不容易也不便宜的取卵過程之後,她將有強烈的動力繼續支付儲存費,這筆費用可能高達每年500美元或1000美元。每批液氮中的卵子都代表著診所及其投資者多年的收入來源。

玻璃化冷凍裝置,如S-Cryolock(如圖所示),有助於幾乎瞬間冷凍卵子和胚胎,以防止損傷。圖片來源:傑米·鍾

但凍卵趨勢也是科學發展的結果。當被問及對該領域進展階段的反思時,保爾森回顧了體外受精技術的萌芽時期。第一個試管嬰兒是路易絲·布朗,她出生於1978年,現在自己也當了母親。這項計劃的技術是完全不存在的,以至於醫生不得不自己製作器械來取卵和培養胚胎;當已故婦科醫生帕特里克·斯特普託和已故生理學家羅伯特·愛德華茲進行導致布朗出生的實驗時,他們將胚胎儲存在活兔皮膚製成的袋子裡以保持溫暖。

到了20世紀80年代,體外受精患者最多也只能期望獲得10%到15%的活產率。“我們能夠幫助少數人,”哈佛醫學院副教授、波士頓體外受精診所的醫生艾倫·彭齊亞斯說。“但不是大多數人。大多數人都失敗了。”

卵子的取出——受到良好保護的女性生殖細胞系——一直都很困難。20世紀80年代,基本技術得到開發和改進;起初,醫生必須進行腹腔鏡手術,在卵子排卵的瞬間取出一個卵子。他們學會了使用激素,這種激素可以使卵子以更大的數量和更可預測的時間排卵,並透過陰道用針刺穿卵巢來取出卵子。20世紀90年代——出乎意料地——是男性的十年。男性因素不育——精子緩慢或畸形或精子數量少——是夫婦可能無法受孕的常見原因。長期以來,男性因素不育的唯一“療法”是精子捐贈。然後,在1992年,比利時的科學家宣佈,在使用ICSI——卵胞漿內單精子注射——首次活產後,將單個精子注射到卵子中。ICSI是一種顛覆性技術,治癒了男性因素不育,對於那些負擔得起的人來說。

半個多世紀以來,冷凍精子幾乎非常容易,精子是精簡的DNA導彈。早在1953年就報告了首例由冷凍精子出生的人類嬰兒。對於卵子來說則不然,卵子是人體中最大的細胞之一,很難很好地冷凍。卵子主要由水組成,這意味著會形成冰晶,冰晶具有鋒利的邊緣,會損壞細胞器和其他精細結構。多年來,冷凍卵子需要儘可能充分地脫水,然後引入少量的冷凍保護劑,這是一種旨在防止晶體形成的防凍劑。一切都進行得非常緩慢。“這將是一個痛苦的過程,大約需要兩到三個小時,”愛荷華大學的胚胎學家艾米·斯帕克斯說,她還記得一點一點地降低溫度的痛苦。這項技術使得1984年首次從冷凍胚胎中誕生人類嬰兒成為可能;1986年,首次報告了從冷凍卵母細胞中誕生的嬰兒。但對於卵子來說,冷凍仍然既困難又具有破壞性:最終結果通常就像你解凍冰淇淋然後重新冷凍它時發生的情況一樣:冰狀顆粒。“當它解凍時,突然間,這些晶體中的水無處可去,並對細胞造成損害,”斯帕克斯說。

然後,大約10年前,輔助生殖技術領域迎來了最重要的最新科學突破。玻璃化冷凍——來自拉丁語vitrum,意為“玻璃”——是指以驚人的速度冷凍卵子(和胚胎)的能力。該程式涉及比早期方法更大量的冷凍保護劑,並直接浸入液氮中,這會引發“超快速冷卻”,最大限度地減少冰晶的形成,並幾乎瞬間將卵子轉化為玻璃態。“在過去的10年中,玻璃化冷凍的影響……確實以前所未有的方式改變了該領域,”新澤西州聖巴納巴斯醫療中心診所主任塞雷娜·陳說。

INVOcell裝置可以插入患者的陰道內進行孵化,而不是在實驗室的培養箱中培養胚胎。圖片來源:傑米·鍾

陳說,玻璃化冷凍類似於按下“暫停”按鈕;當時機成熟時,實驗室按下“播放”並開始快速解凍。結果令人震驚,以至於美國生殖醫學學會(ASRM)倫理委員會在2018年釋出了一份檔案,稱凍卵“對於試圖保障未來生殖潛力的女性”現在可以被認為是“倫理上允許的”——該委員會在此之前一直拒絕推薦該技術的社會用途。簡而言之:凍卵已成為主流。診所對冷凍卵子是否與新鮮卵子一樣具有活力存在分歧,但包括保爾森和斯帕克斯在內的大多數專家表示,它們非常非常接近。毫無疑問,女性在32歲時冷凍的卵子比同一女性在42歲時取出的新鮮卵子要好。

但即使是優質的卵子,就像性行為一樣,也並不總是能孕育出嬰兒。西達斯向患者解釋說,她們不應該等到40歲出頭才使用冷凍卵子,因為如果冷凍卵子不起作用,傳統方法也可能不起作用。然而,這裡存在一個難題——如果女性不能等到新鮮卵子質量下降,那麼凍卵的意義何在呢?

體外受精的進步

玻璃化冷凍並非唯一有助於增強凍卵前景的進步。體外受精的其他要素也取得了重大改進,例如,新的標準是在實驗室中將胚胎培養五天,然後再將其移植回女性體內。十年前,胚胎通常在三天階段移植,當時它們僅由八個細胞組成。現在,人類胚胎以“囊胚”的形式到達子宮,囊胚大約有100個細胞,它們更成熟、更強壯,並且成功的機會更大。根據美國疾病控制與預防中心2016年的資料,對於35歲以下的女性,在第五天移植的新鮮胚胎中,近50%導致活產,而第三天移植的胚胎為34.4%。對於35歲至37歲的女性,第五天的百分比為42.1%,而第三天為28.6%。

成功率也在提高,因為實驗室現在可以密切複製輸卵管的化學環境,當自然懷孕發生時,胚胎會在輸卵管中度過最初的五天左右。實驗室在調節氮氣、氧氣和二氧化碳的量和濃度方面做得更好。目前的培養箱還採用了更固態的技術,減少了門的開關次數,以便胚胎可以不受干擾地休息。

將胚胎髮育到囊胚階段的能力意味著胚胎學家可以更容易地識別出最好的一批胚胎,然後再決定嘗試移植哪些胚胎。一種稱為植入前基因篩選的過程也改進了這些判斷。在三天胚胎時代,如果科學家想要評估胚胎的基因健康狀況,他們必須從一個八細胞團中撬出一個細胞,這種實驗室操作非常可怕,以至於斯帕克斯仍然對此“做噩夢”。現在,使用雷射從囊胚中將形成胎盤的部分——不如將要形成胎兒的部分重要——抓取幾個細胞要容易得多。

總而言之,胚胎學家冷凍和檢測胚胎能力的提高相當於“巨大的變化”,彭齊亞斯說。大約10年前,冷凍胚胎的成功率比新鮮胚胎低10%。他說,“現在我們談論的是平價。”成功率的提高意味著,從理論上講,無論女性使用的是當月取出的卵子產生的胚胎,還是多年前冷凍的卵子產生的胚胎,診所都可以一次移植一個胚胎,而不是過去通常的兩個或三個。14年來,愛荷華大學的政策是,如果女性年齡小於38歲,在該診所沒有過移植失敗的經歷,並且至少有一個看起來不錯的囊胚(五天大的胚胎),那麼“她們只能得到一個”,斯帕克斯說。這些趨勢降低了雙胞胎的發生率,特別是三胞胎和更高階多胞胎的發生率,與單胎妊娠相比,多胞胎妊娠對嬰兒和母親都更危險。在愛荷華大學,雙胞胎出生率在2001年曾為40%,現在已降至5%以下。根據美國疾病控制與預防中心的資料,在全行業範圍內,涉及單胚胎移植的比例增加了一倍多,從2007年的12%增加到2016年的40%。同樣重要的是:新鮮單胚胎移植導致活產的百分比從2007年的21%增加到2016年的37%。

這些創新僅僅是開始。一項新的發明允許女性將胚胎在插入陰道的裝置中孵化,而不是在實驗室的培養箱中孵化。甚至更激進的技術也即將出現:例如,線粒體替代療法是一種有爭議的手術,它可以透過將母親卵子的細胞核注射到一位沒有該疾病的女性的卵子中來消除遺傳性線粒體疾病的風險,這位女性的卵子細胞核已被移除,但線粒體仍然存在。由於擔心混合兩位女性的DNA,該手術在美國被禁止,但正在英國開發。保爾森說,利用幹細胞技術從正常的體細胞(如皮膚細胞)製造精子和卵子的日子也即將到來。雖然這聽起來像科幻小說,但該程式不會涉及細胞DNA的任何改變,因此至少這部分比線粒體轉移更令人擔憂。有了這項技術,女性將不再需要儲存卵子。“到了45歲,你仍然可以用你的皮膚細胞製造卵子,”保爾森說。這聽起來很瘋狂,但40年前的體外受精也是如此。“這將會發生。”

滴答作響的時鐘

事實是,女性出生時就擁有了她將擁有的所有卵母細胞;隨著時間的推移,她的卵巢儲備會減少,卵子的質量也會下降。

談論這個話題一直充滿爭議。早在2001年,當美國生殖醫學學會發起一項部分關於與年齡相關的生育能力下降的廣告宣傳活動時,全國婦女組織抨擊其具有脅迫性和反女權主義性質。陳說,這種反應對女性造成了重大損害;年齡較大的卵子更有可能出現染色體異常,流產的風險更高,隨之而來的是悲傷。她補充說,凍卵經常被描繪成可選擇的和自戀的,“有點像整容手術或買一輛可愛的迷你庫珀。”但女性面臨著許多壓力,尤其是在35歲左右,每推遲一年生育孩子意味著收入能力都會提高。“這不僅僅是女性自私自利,試圖發展自己的事業,”陳說。“事實是,很多人只是沒有找到合適的伴侶。”

儘管如此,陳仍然對一項最初旨在幫助癌症患者在治療期間儲存生育能力的技術的商業化表示擔憂。消費者教育網站FertilityIQ的聯合創始人傑克·安德森-比阿利斯擔心女性沒有意識到服用激素然後進行取卵手術並非一種輕鬆的午休式手術。而且仍然不能保證卵子會帶來活產。如果現在冷凍卵子的許多女性以後試圖使用它們,卻發現她們的投資失敗了,那麼反彈可能會很大。迄今為止,生育行業的骯髒秘密一直是多胞胎;安德森-比阿利斯說,展望未來,“如果要出現什麼汙點,那就是凍卵。”他的意思是,一旦解凍,卵子將無法存活的危險——對於被凍卵承諾所吸引的女性來說,這可能是一個毀滅性的結果。西達斯同意有些女性對技術能夠實現的目標過於樂觀。“我們必須反覆對患者說,‘冰箱裡沒有嬰兒,’”她說。“‘那裡有嬰兒的可能性。’”

更多探索

智人月經的生物學:自然生育人群的總生命週期月經、生育力和非同步性。比佛利·I·斯特拉斯曼發表於《當代人類學》,第38卷,第1期,第123–129頁;1997年2月。

九個孕產婦死亡率審查委員會的報告。建立美國審查和預防孕產婦死亡的能力,2018年。http://reviewtoaction.org/Report_from_Nine_MMRCs

成熟卵母細胞冷凍儲存:指南。美國生殖醫學學會和輔助生殖技術協會實踐委員會發表於《生育與不育》,第99卷,第1期,第37–43頁;2013年1月。

預防意外妊娠:避孕選擇專案回顧。納塔莉亞·E·比爾吉森等發表於《婦女健康雜誌》,第24卷,第5期,第349-353頁;2015年5月14日。

來自我們的檔案

節育與偏執。C.C.利特爾;1933年6月。

雙胞胎出生率的上升是否達到頂峰?凱蒂·皮克;圖表科學,2016年12月。

生殖手段。凱倫·溫特勞布;2018年3月。

痛苦的謎團。傑娜·平科特;2018年6月。

莉薩·蒙迪是一位記者,新美國基金會高階研究員,也是《華盛頓郵報》的前任專職作家。她是四本書的作者,最近的一本是《紐約時報》暢銷書《程式碼女孩:二戰時期美國女性密碼破譯者的不為人知的故事》(Hachette Books,2017年)。

更多作者:莉薩·蒙迪
大眾科學雜誌 第320卷 第5期本文最初以“冰凍卵子”為標題發表於《大眾科學雜誌》第320卷第5期(),第52頁
doi:10.1038/scientificamerican0519-52
© .