2010年诺贝尔医学奖：肯定与质疑

        2010年10月4日，瑞典卡罗林斯卡医学院诺贝尔生理学或医学奖评委会宣布，将2010年诺贝尔生理学或医学奖授予英国生理学家罗伯特·爱德华兹，以表彰他在体外受精技术领域作出的开创性贡献。这一奖励意味着人工生殖技术得到了世界科学界的认同和赞誉，但一直不断的质疑之声依然无法平息。



体外授精成效显著



        在人类的自然生殖中，约有10%的夫妇不能正常孕育后代，而单纯的药物治疗对众多不育症夫妇的疗效又非常有限，于是他们和其家庭渴望孩子的需求推动了人工生殖技术的发生和发展，爱德华兹就是这一技术的先驱。



        爱德华兹最先开启的人工生殖技术称为体外受精（IVF），通俗的说法即“试管婴儿”。这一技术的方法是，把不孕夫妇的精子和卵子取出来，放到试管中进行授精，经过4～5天的孕育形成胚胎，再把这样的胚胎植入妻子的子宫中孕育，最后分娩出婴儿。实际上，这只是一种很单纯的做法。



        爱德华兹1925年生于英国曼彻斯特。二战后，他先后在威尔士大学和爱丁堡大学学习生物学，并于1955年获得博士学位。1958年，他开始在英国国家医学研究中心工作，并开始了他对人体受孕过程的研究。其实，爱德华兹的研究和成就是与妇科专家帕特里克·斯特普托共享的，但由于后者已去世，按诺贝尔遗嘱的规定，斯特普托遗憾地未能与爱德华兹共享今年的诺贝尔医学奖。



        上世纪60年代，爱德华兹与斯特普托共同建立了世界上第一个体外受精研究中心。他们共同研究的杰出而惊人的成果是，1978年7月25日，世界上第一个试管婴儿、重2700克的健康女婴路易丝·布朗降临人世。这一成就在当时可谓惊世骇俗，但从医学和技术的角度看，又是一种必然。



        早在1968年，爱德华兹就首次成功地实现了人类卵子的体外受精。但是，由于并不符合人类自然生殖中的精子与卵子结合的过程和胚胎发育的环境，在体外发育成熟的卵子结合后，只分裂一次就停止了发育。于是，爱德华兹的思路转到利用成熟的卵子上，因为成熟的卵子更容易受精和发育。但是，如何安全有效地提取成熟的卵子则是一个大难题。这时，爱德华兹发现妇科专家斯特普托擅长于用腹腔镜技术观察排卵，也许这一技术能适时找到成熟的卵子并提取出来。于是，这启动了两人的合作。



        后来，两人用激素来刺激不育女性的卵巢，提取出相对成熟的卵子并进行体外受精。这一尝试果然让受精卵突破了1次分裂的局限，发育成8个细胞的早期胚胎。但是，他们的研究受到了资金的限制。在他们的研究快要中断之时，幸运的是，一笔私人资金资助了他们的研究，使得他们可以尝试把胚胎移植到女性子宫继续孕育。在愈百次失败后，胚胎终于能够正常发育。



        爱德华兹和斯特普托首次对人进行实验性治疗是在一位叫做莱斯莉·布朗的身上进行的，后者因为输卵管异常而不能自然受孕。爱德华兹和斯特普托提取了她的卵子，将卵子放入有培养液的试管中与其丈夫约翰·布朗的精子结合，结果发育成8个细胞的胚胎。这个胚胎又移植到莱斯莉子宫内孕育。



        经过正常的足月发育后，1978年7月25日23时47分，世界上第一例试管婴儿路易丝·布朗诞生于人世。



人工生殖三项技术



        今天，世界上第一例试管婴儿路易丝·布朗已经32岁，而且她已结婚，并以自然的方式做了母亲。同时，人工生殖技术也让世界上约400万人诞生，让许多不育家庭获得了欢乐。从这个意义上来讲，人工生殖技术意义非凡。



        自爱德华兹和斯特普托的试管婴儿技术之后，人工生殖技术在今天有了长足的发展。今天人工生殖技术已发展为典型的三种方式。一是体外授精和胚胎移植，二是卵子胞浆内单精子注射（ICSI），三是胚胎移植前基因诊断。过去曾把这三种技术说成是三代人工生殖技术，但这显然是不准确的。



        第一种方式当然就是爱德华兹和斯特普托首创的。而卵子胞浆内单精子注射则比较复杂一些。卵子胞浆内单精子注射是1992年比利时的医生首先成功进行的。这种技术也称为显微授精，属于试管婴儿的高端技术，其优势在于只要能提取一个精子，就有可能治疗男性不育，特别适合于少精症和精子质量不佳的男子。常规的体外授精和胚胎移植需要男性提供足够数量的高质量精子，但ICSI突破了这一限制，而且使卵子受精率明显提高到50%～60%，有的达到70%或更高。同时，ICSI婴儿和普通试管婴儿出生缺陷率并无差别。但理论上ICSC有可能将一些影响男性生育的异常染色体、变异基因或其他遗传缺陷传给下一代。迄今，全球9万多例患者接受了ICSI治疗，有3万多例成功。我国国内广州中山医科大学附属医院最早开展这项治疗，并于1996年首例成功。



        胚胎移植（胚胎着床）前基因诊断是指对受精前的卵子或者移植前的胚胎进行整个染色体或某一个基因的诊断，目的在于避免由于疾病或先天缺陷而造成的妊娠终止和避免携带遗传病或不健康的婴儿诞生。但是，这一技术是建立在试管婴儿技术之上的，是要通过后者来获取卵子和胚胎并进行检查。



        第一个胚胎移植前基因诊断的试管婴儿是于1992年出生的。胚胎移植前基因诊断适用于两种情况。一是有高风险遗传病和先天缺陷的夫妇，二是年龄偏大、有习惯流产史或胚胎不能着床者。胚胎移植前基因诊断主要是胚胎的活检和诊断。胚胎的活检是指将卵子的两个极体或者胚胎的其中一个卵裂球在显微镜下分离出来。然后，卵子继续受精，胚胎继续培养。而分离得到的卵裂球通过其他技术进行诊断来确定是否正常。如正常则继续孕育，不正常则重新选择正常的胚胎。



争论在继续



        早在爱德华兹和斯特普托进行试管婴儿试验时，就产生了激烈争论，也使得当时英国医学研究委员会停止了对他们研究项目的资助。而在第一例试管婴儿路易丝·布朗诞生后，反对者便认为，这种技术有违人类的自然生殖，也可能会创造出畸形人。



        当然，这种怀疑已被今天人工妊娠孩子的成长所消除。因为多年的跟踪研究表明，通过体外受精技术出生的孩子在健康方面和自然受孕的孩子没有任何区别。而且，世界上第一例试管婴儿路易丝·布朗也是结婚后通过自然妊娠的方式有了自己的孩子。这更是证明人工妊娠与自然生殖几乎是一样的实例。



        不过，有些反对者提出了一种预言，人工生殖技术将打开潘多拉的魔盒，让人世永不得安宁。



        这个预言也许并非没有道理。首先在于，如果人工生殖技术只使用夫妻的生殖细胞精子和卵子则相对会简单一些。但是，今天的人工生殖技术有着多种极其复杂的组合和方式。例如，使用丈夫的精子但用第三者的卵子，使用妻子的卵子但用第三者的精子，或者精子和卵子都使用第三者的。这就会导致夫妻和家庭伦理争论以及财产的争夺，也为后代的亲权所属留下了无尽的麻烦。另一方面，由于人工生殖技术的广泛运用，又催生了生殖细胞巨大的买卖市场，同时还催生了代孕母亲。这也给管理带来极大的麻烦。



        再从人工生殖技术的发展角度看，也有许多问题。胚胎移植前基因诊断为种种人类的选择创造了条件，例如，可以选择后代的性别（早在1967年英国研究人员就用胚胎移植前基因诊断鉴别动物胚胎的性别，到后来可以诊断人胚胎的性别），还可以选择后代的种族、肤色，甚至智商，也就是说，理论上存在选择超人的可能。



        当然，人工生殖技术的发展更让人困惑的是克隆人，即生殖性克隆。毫无疑问，克隆人也属于人工生殖技术，甚至是未来人工生殖技术不可或缺的组成部分。既然试管婴儿是帮助不育患者获得天伦之乐，解除他们没有孩子的痛苦和创伤，那么，克隆技术同样可以帮助那些因种种原因而失去孩子的家庭。因为，人们最能接受的一种克隆人的理由是把失去的孩子找回来，即还给丧子家庭一个一模一样的孩子，而重新生一个孩子不会是原来那个孩子。



        最后，人工生殖技术也有自身的缺点。例如，一些不孕基因的组成成分源于男性，与精子的生成有关。由于基因的影响，这部分男人不能通过自然授精孕育下一代，如果以人工生殖方式帮助不能自然生育的人孕育后代，他们的不孕基因也有可能遗传给下一代。而且，随着越来越多不孕夫妻以人工生殖的方式生育后代，不孕夫妻的后代将逐渐和正常夫妻的后代持平，不育基因也因此会普遍存在于下一代中。



        尽管爱德华兹获得了科学的最高奖励和认同，但宗教却不认同他。就在爱德华兹获奖消息公布后，梵蒂冈（罗马教廷）教宗本笃十六世新任命的圣座生命委员会主席卡拉斯科主教声称，爱德华兹的试管婴儿技术要对三种不好的行为负责。一是让人类的孕育脱离了夫妻行为；二是人的胚胎被摧毁，而生命是从精子与卵子结合开始，因此摧毁胚胎也就是杀人；三是催生了卵子和精子买卖市场。



        卡拉斯科称，“没有爱德华兹，世上便没有售卖数以百万卵细胞的市场，也没有大量放满胚胎的冷冻库。在最好的情况下，那些胚胎会植入子宫内，但他们最有可能的下场却是遭弃置或死亡，这个问题要由新出炉诺贝尔医学奖得主负责。”不过，卡拉斯科随后认为，爱德华兹获奖令人理解，这位科学家不应受到低估。



        未来如果人类对人工生殖技术加以妥善管理的话，是可以避免上述种种人工生殖技术的麻烦的。不过，也存在另一种结果，即克隆人也会在未来像今天人们接受并肯定试管婴儿一样为社会所接受。



        尽管有人质疑爱德华兹的试管婴儿技术，但爱德华兹的妻子露丝·爱德华兹代表全家表示，“对于爱德华兹因发明体外受精技术而获得诺贝尔医学奖，全家都感到激动和欣喜。他对研究非常执着和坚定，尽管过去遭到一些反对，但仍完成了这项先驱性的工作，并因此改变了世界上许多人的生活”。



        不过，“试管婴儿之父”获得2010年诺贝尔生理学或医学奖最为重要的是提示，人工生殖技术“不是对自然生殖过程的革命，而是治愈疾病的手段”。如果以此为核心标准来行事，则人工生殖技术的负面影响将大大减少，而对人类的益处将大大增加。



2010年诺贝尔化学奖



        因独自进行了“有机合成中钯催化交叉偶联”研究，美国与日本三位科学家理查德·海克（Richard  F.Heck）、根岸英一（Ei-ichi  Negishi）及铃木章（Akira  Suzuki）分享了本年度的诺贝尔化学奖。



        三位科学家所发展的钯催化交叉偶联这一化学工具，极大地促进了制造复杂化学物质的可能性，比如碳基分子，其复杂性可媲美天然分子。



        为了创造复杂的化学物质，化学家需要将碳原子连接在一起。然而，碳是稳定的，碳原子彼此间不易起反应。化学家最初使用的绑定碳原子的方法在制造单个分子时挺管用，但当合成更复杂的分子时，化学家往往会在试管中得到许多不必要的副产品。



        钯催化交叉偶联解决了这个问题，并为化学家提供了一种更为精确和有效的工具。在以他们三位科学家的名字命名的反应中，碳原子在一个钯原子上相集，由此启动了化学反应。



        钯催化交叉偶联不仅为全世界研究人员所用，同时也应用到商业产品，比如医药品和电子工业所用的一些分子。



2010年诺贝尔物理学奖



        英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·海姆（Andre  Geim）和康斯坦丁·诺沃肖罗夫（Konstantin  Novoselov）因在二维空间材料石墨烯方面的开创性实验而获本年度的诺贝尔物理学奖。



        作为由碳组成的一种结构，石墨烯是一种全新的材料——其厚度仅为一个原子，但其强度极高。同时，它也具有和铜一样的良好导电性。石墨烯近乎完全透明，但其原子排列之紧密，却连具有最小气体分子结构的氦都无法穿透它。



        安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖罗夫是从一块普通的石墨中发现石墨烯的。他们使用普通胶带获得了只有一个原子厚度的一小片碳。石墨烯的出现使得量子物理学研究实验发生了新的转折。同时，包括新材料的发明、新型电子器件的制造在内的许多实际应用也变得可行。人们预测，石墨烯制成的晶体管将大大超越现今的硅晶体管，从而有助生产出更高性能的计算机。 (责任编辑：glia)

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