Dr. Samantha的鍵盤生活

“神說,我們要照著我們的形像,按著我們的樣式造人,使他們管理海裡的魚.空中的鳥.地上的牲畜.和全地.並地上所爬的一切昆蟲.神就照著自己的形像造人,乃是照著他的形像造男造女.”(創世紀1:26-27)

自古以來,傳宗接代一直為人類的社會延續繼起之生命所重視.而同時,有大約十分之一的夫妻正為著不孕症所苦.1978年,一項偉大的研究替這些求子若渴的夫妻們帶來了曙光.本年度的諾貝爾生醫獎,頒給了英國學者羅伯特.愛德華(Robert Edwards);他創立了人類「試管嬰兒胚胎植入(In vitro fertilization)」方法,並成功的讓全球第一例試管嬰兒順利誕生.

動物實驗

最早,在1880年,美國科學家S.L.Schenk便試著研究出哺乳動物的體外受精,但技術尚未成熟.而在1930年代,另一位美國生物學家平克斯(Pincus)著手於兔子的卵子成熟周期,並成功的達成兔子的人工受精.在當時,他們認為同樣的方式應該可以用在人類身上複製,因此影響了後續的學者嘗試應用於製造人類的試管嬰兒,結果卻失敗了. 而世界上最早的哺乳動物體外受精,培養出第一個試管動物—兔子,是一位華裔科學家張明覺(M.C.Chang)在1959年完成.1952年,愛德華結束二次世戰的軍旅生涯後,接連在班格的威爾斯大學(University of Wales,Bengor)以及蘇格蘭的愛丁堡大學(Edinburgh University,Scotland)攻讀博士學位.他致力於研究鼠類的胚胎發育過程,嘗試著幫老鼠完成人工授精(artificial insemination)進而研究鼠類胚胎的染色體變化.然而,老鼠的排卵時間經常在半夜,所以愛德華必須整晚待在實驗室就只為了等待這一刻.為了改善這樣的情況,就必須想辦法控制老鼠的排卵周期.來自美國的學者Alan Gates,利用注射Gestyl(從懷孕的母馬血中得到促濾泡成熟激素)以及Pregnyl(人類絨毛膜激素)來作老鼠的誘導排卵.這對愛德華而言無疑的是項福音.之後,愛德華便與當時研究老鼠生長激刺的學者Ruth Fowler(後來成為他的夫人)成功的研究出老鼠的誘導排卵方法與胚胎植入.這項發現,激起了愛德華對於生殖醫學的興趣並讓他聯想到運用在綿羊或甚至人的身上.

體外培養

1958年,愛德華成為倫敦英國國家醫學研究所(National Institute for Medical Research)正規科學家,並專心致力於研究人類受孕變化.但要怎樣才能取得人類的卵子呢?透過一位在Edgare General Hospital的婦產科醫師Dr. Molly Rose合作,利用幫罹患多發性卵巢症候群(polycystic ovary syndrome)病人的作部分卵巢切除術的同時,取得一小部分卵巢切片來萃取卵子,這開啟愛德華與臨床醫師合作的第一步.然而,最初的兩年,他試著利用體外培養來讓卵子成熟,但一直都面臨失敗.後來發現,人類卵子成熟的時間與兔子截然不同,這也證實了當時Pincus的理論錯誤之處.長時間觀察的結果,愛德華也得到一個結論:人類排卵的時間點,在LH(leuteinising hormone)大量釋放或者是注射hCG(human chorionic gonagotropin)後37小時發生.對於觀察以及體外培養卵子有了進一步的心得後,愛德華開始研究體外受精的方法.相似的時間,因為有M.C.Chung完成第一隻試管動物的成功經驗,愛德華有了一些概念.他甚至設計一種方法來研究人類精子的活動能力:利用一個內襯含有微孔內膜的小腔室裝滿精子,置入一些正好在排卵期的婦女子宮內,隔夜後觀察期變化.但後來發現受精失敗,甚至還因為這些小腔室造成子宮內膜的發炎反應.之後,愛德華回到劍橋大學,偶然的在The Lacet期刊上讀到一篇由Dr. Patrick Steptoe發表的腹腔鏡(laparoscopy)研究文章.派屈克醫師認為,藉由腹腔鏡可以執行某些卵巢輸卵管的手術並觀察到人體內各器官的情形.愛德華認為,這樣的手術可以運用在擷取卵巢的組織上,甚至,可以在排卵前從卵巢濾泡中取出卵子.於是他很快的連絡上派屈克並展開了他們的合作.幸運的,這些取出的卵子在經過培養後,成功的與離心過的精子達成體外受精!這無疑是一項成功又令人雀躍的事情.讓愛德華離臨床上對於不孕症患者的應用更進一步.

瓶頸

完成了體外受精後,受精卵是否成分裂,發育成胚胎是項課題.利用不同的培養基,愛德華等人觀察到了受精卵的分裂成四細胞,八細胞,十六細胞,以及桑葚胚的變化.甚至觀察到,在第九天的時侯,囊胚產生一種所謂「孵化」(hatching)的動作,脫離卵子的卵膜(透明帶zona pellucida)開始著床.有了這些發現,愛德華開始著手於下一個步驟---把胚胎置入子宮並成功的讓婦女懷孕.愛德華有心設立一個專門治療不孕症的醫院.他寫信到位於倫敦的醫學研究委員會(Medical Research Council)但卻被認為這項技術是違反道德的.當時來自四面八方的輿論,包括哲學家.科學家.宗教界領袖等皆抱持著反對的聲浪.不過,奧爾德姆倫理委員會(Oldham ethical committee)卻對這項研究表示贊同並同意給予贊助.於是他們在一所小型醫院-Kershaw’s hoapital開始臨床的業務.然而,兩年的期間,胚胎著床率幾乎是零,即使少數著床成功,也最終面臨早期流產的命運.毫無順利懷孕的情況發生.這讓愛德華有點沮桑.歸咎起來,黃體期的不足是主要原因.終於在1975年,在給予持續性的黃體素(progesterone),黃體素(oestradiol)跟Primolut depot(一種黃體素製劑)後,病人成功的懷孕了.遺憾的是,這位病人後來被診斷出子宮外孕,並在懷孕11周的時候接受手術.之後,愛德華與派屈克嘗試另一種胚胎植入的方法: GIFT(gamete intrafallopian transfer)—配子輸卵管內植入:將取出的卵子與精子共同置入輸卵管讓其完成受精.但後來也都失敗.

第一例試管嬰兒的誕生

經歷過多重失敗的愛德華與派屈克,因為派屈克的年紀逼近退休而使得他們的研究不得不加快腳步.他們開始嘗試四種方法:第一,利用clomiphene(一種排卵藥) 與hMG(humen menopausal gonadotropin)誘導排卵,這可避免過短的黃體期.第二,對於泌乳素過高的病人給予bromocryptine(一種降泌乳激素的藥物)與hMG.第三,將未受精卵以及胚胎以零下189度C冷凍,之後將這些胚胎解凍,植入在這些黃體期正常的婦女子宮內.第四,不用任何的排卵藥物,藉由自然排卵周期取出卵子,完成體外受精後植入胚胎.1978年,萊斯里.布朗(Lesley Brown)和約翰.布朗(John Brown)夫婦歷經九年嘗試懷孕失敗後前來門診求助.愛德華就是利用自然周期取出布朗太太的卵子,執行體外受精後將八細胞大小的胚胎植入她的子宮.布朗太太成功的懷孕,,並在之後足月妊娠,於1978年7月25日經由剖腹產生下一名健康的女娃—露易絲,布朗(Louise Brown),全球第一例試管嬰兒誕生!而在隔年(1979年)誕生了第二個試管嬰兒男孩 .1981年,愛德華成立了私人診所—波恩霍爾診所(Bourn Hall Clinic),由派屈克醫師擔任該診所醫療主任,愛德華本人負責領導研究部門.吸引了來自世界各地的婦產科醫師以及科學家到此受訓.至1986年為止,約一千名試管嬰兒在波恩霍爾診所誕生,可說是當時世界上規模最大的試管嬰兒診所.

世界各地的技術

事實上,美國在試管受精術上的嘗試,比英國早五年.1973年,來自紐約的醫生史威尼(William Sweeney),薛德斯(Landrum B. Shettles)以及瑞蒙、范德維爾(Raymond Vande Wiele)試著幫助一對失敗三次的不孕症夫妻從事試管受精.但是,這樣的嘗試,在當時的美國社會遭到極大的抗拒;因人們對生殖技術產生恐懼及排斥,並害怕怪嬰的產生.要從事這樣的行為,就好比墮胎一樣需要偷偷摸摸進行.在1973年,美國就終止了試管嬰兒的研究.直到愛德華的第一例全球試管嬰兒誕生,才帶來些微正面的影響.1978年,愛德華和派屈克前往美國諾福克(Norfolk),與Howrad W. Jones經驗分享並提供技術改進的方法. Howrad W. Jones 和Dr.Georgeanna Jones做了些改變:發現用藥物誘導排卵比用自然周期來的效果好.美國的第一例試管嬰兒在1981年誕生,取名Elizabeth Carr,但不幸的這個嬰兒體重過輕並有些先天畸形.這段期間,美國各地報紙,社論,雜誌,反彈批評的聲浪大漲,甚至有人認為做試管嬰兒根本就不該讓畸形兒出生.逼迫他們不得不對一些不實的毀謗提出告訴.幾年後聲浪才平息並有人願意提供贊助.試管嬰兒的成功,在世界各地引起很大的迴響並跟進.在亞洲地區,成功誕生試管嬰兒的消息也如雨後春筍般傳出.台灣在1985年於台北石牌榮總誕生出台灣本土第1位試管嬰兒.香港在1986年12月12日於養和醫院誕生出香港本土第1位試管嬰兒.大陸首例試管嬰兒則於1988年3月10日北京醫科大學第三醫院誕生.

隨著日後技術的改良,現今已從原本克難的腹腔鏡取卵手術進步到利用超音波引導下細針取卵,減少了插管麻醉與手術的不方便,時間上也更為縮減.而之後更有許多針對不同不孕症原因而發展出的誘導排卵藥物以及使用模式.目前世界上已有約一百五十萬個嬰兒藉由人工生殖技術誕生,而世界上成立的試管嬰兒不孕症中心也增加許多.亞洲地區台灣目前約80家,日本目前超過500家.對於年年下降的生育率及越趨增加的不孕症人口,許多開發中國家將「如何增加生育率」列入重要的政策之一.而台灣目前的人工生殖技術已經可說是世界前幾名.愛德華教授的努力與堅持,無疑的幫助不孕症夫妻圓了一個夢,也為人類的醫學史寫下重要的一頁.