科学者や医師は人類の不妊問題を解決するためにどのような努力をしてきましたか?

導入：

近年、不妊症が大きな話題となっており、多くの夫婦が子どもを産めないというジレンマに直面しています。なぜこのようなことが起こるのでしょうか?生殖補助技術は人間の生殖問題の解決にどのような役割を果たすのでしょうか?

今回はマカオの江武病院から韓一兵教授をお招きしました。ハン教授は主に生殖生物学の研究と臨床に従事しており、体外受精、顕微注入、幹細胞の分離と培養において多大な業績を残しています。

ハン・イービン（マカオ、キアンウー病院教授） |ゲスト

イェ・シュイソンインタビュー

01 胚の着床と発育過程

葉水松：韓先生、通常の状況下で胚の着床と発育がどのように起こるのか教えていただけますか？

ハン・イービン：通常、女性の卵子は卵巣から排出され、卵管を通過して卵管膨大部に入ります。このとき、性交により精子が子宮膨大部まで泳いで卵子と受精し、受精卵は子宮膨大部から子宮腔へと下降します。受精卵が卵管から子宮腔に着床するまでには約4～5日かかります。

02 胚着床に影響を与える要因

葉水松：世界保健機関の統計によると、成人の約17.5％が不妊症に悩まされています。胚の着床に影響を与える要因は何ですか?

ハン・イービン：世界保健機関が調査した不妊率は現在、ますます高くなっています。実際、不妊にはさまざまな理由があります。

原因の一つは受精卵の着床の問題であり、不妊症の半分以下を占めています。実際、不妊症は排卵によるものが多く、男性不妊症の割合も30％～40％を占めています。

Ye Shuisong:男性と女性の要因はそれぞれどのくらいの割合で寄与していますか?

ハン・イービン：実際の割合を推定するのは難しいです。不妊症に影響を与える要因は複数あり、原因の多くは不明です。現在の方法を使用して、女性が排卵障害を抱えているかどうかを判断すると、明確な答えが得られます。しかし、胚の着床は「ブラックボックス」であるため、判断が難しい。

胚移植の問題に関しては、基本的には妊娠しているかどうかによって決まります。妊娠している場合は、子宮内膜の厚さから胚の着床を確認することができます。近年、子宮内膜受容性の遺伝子スクリーニング法がいくつか登場していますが、これらは前向きかつ実験的な診断です。不妊症が胚着床の問題であることを示す明確な診断技術は現在のところ存在しません。現時点では、胚着床の問題を解決し、体外受精の成功率を向上させることは、依然として非常に困難な課題です。

胚の着床が阻害されることは、臨床的には再発性着床不全として知られています。着床不全を繰り返す患者は、体外受精の成功率に最も影響を受ける患者群です。体外受精の成功率は100％ではありません。基本的に、世界中での成功率は約50％です。

残りの 50% の患者は、胚移植後に胚着床不全の問題に直面します。これらの患者は、胚着床障害または未熟胚死亡を経験する可能性があります。現在、体外生殖技術は大きな進歩を遂げています。胚に発育の可能性があるかどうかを確認し、胚盤胞培養により体外培養時間を延長し、胚の質を向上させるために使用されます。しかし、妊娠率はまだ100％に達していません。妊娠率の違いは子宮内膜の受容性にあります。

葉水松：この分野には克服しなければならない困難な問題がまだたくさんあり、科学者や医師が解決しなければならない臨床上の問題もまだたくさんあります。

03 生殖補助医療技術の発展

葉水松：不妊症について話すとき、生殖補助技術は必ず話題になります。この技術は現在第3世代にまで発展しました。これら3世代の技術のそれぞれの特徴を紹介していただけますか？

ハン・イービン：第一世代、第二世代、第三世代の生殖補助医療は、すべて一般の人々が使う口語表現です。科学的には標準化されていません。第一世代、第二世代、第三世代の生殖補助技術は、時間の経過とともに進化し続ける技術ではありません。第一世代の試験管ベビー（技術）は、現在では一般的な体外受精（IVF）技術を指します。

第二世代の試験管ベビー技術は卵細胞質内精子注入技術です。これら 2 つの技術のうち、体外受精は確かに第 2 世代の精子注入技術よりも古いものですが、現在では両方の技術が使用されています。適応症は異なり、第 2 世代が第 1 世代よりも優れているというわけではありません。

いわゆる第3世代体外受精技術とは、遺伝性疾患の患者に使用される、着床前胚診断を指します。第一世代の体外受精技術は、正常な精子を持つ男性患者の精子を体外で受精させるために使用されます。つまり、卵子と精子が一緒になり、自然に受精できるようになります。どの卵子が受精するかは自然に選択されます。

第二世代の卵細胞質内精子注入技術は、精子数不足の治療に使用されます。私たちは精子を体外で処理し、その後体内に戻します。

精子の運動性が弱かったり基準を満たさなかったりする場合は、何らかの補助手段が必要になります。通常、針を使って精子を卵子に選択的に注入します。この時点で、精子はもはや競争力がありません。

これら3つの技術は適応症が異なるため、現在は同時に使用されています。

04 科学者と医師の貢献

葉水松：生殖補助医療の分野では、国内外の多くの科学者が重要な貢献をしてきました。例えば、張明傑、ロバート・エドワーズ、張立珠などですが、彼らの貢献について簡単に紹介していただけますか？

韓一兵：張明坤教授の主な貢献は、試験管マウスと試験管ウサギを作成し、精子受精能獲得現象を発見したことです。しかし現在、研究により、受精プロセスには他の分子因子も関与していることが判明しています。精子の受精能獲得の概念は今では時代遅れですが、張明坤氏は、ある方法で処理された精子が受精能獲得と定義される状態にあることを発見しました。受精能を獲得した精子と卵子が結合した場合にのみ受精が起こります。これは画期的な発見です。

エドワーズ教授はイギリスのケンブリッジの発生学者でした。彼の最大の貢献は、1978年7月25日に初の試験管ベビー、ルイーズ・ブラウンを誕生させたことである。

彼は腹腔鏡検査で卵子を取り出し、それを体外受精させ、受精初日に胚を卵管に戻した。体外受精はたった1日しかかかりませんでしたが、ルイーズ・ブラウンさんの母親の卵管閉塞の問題は解消され、最終的に試験管ベビーが誕生しました。彼は2010年にノーベル生理学賞を受賞した。

張立珠教授は北京大学第三病院の産婦人科医です。 1988年、彼女は中国初の試験管ベビーを出産することに成功した。彼女の発明プロセス全体は外国の経験を模倣したものであったが、彼女は多くの困難を克服した。

当時は技術的な障壁があり、留学する機会もなかったのですが、このアプローチは実現可能であることはわかっていました。採卵針も自ら研磨したという。彼女は、私たちの試薬、器具、装置の多くが国産であったという事実を含め、多くの困難を克服しました。このような状況下で、1988年に我が国初の試験管ベビーである鄭孟珠が誕生しました。これは非常に注目すべきことです。

05 中国における生殖医療分野の最先端研究

葉水松：中国には生殖医療の分野で最先端の研究を行っている学者がたくさんいます。簡単に紹介して頂けますか？

ハン・イービン：中国は生殖補助医療の分野では後発国です。我々の最初の試験管ベビーは世界より10年遅れていたが、現在我々の技術の多くは世界をリードしている。例えば、受精卵の着床前診断（第3世代体外受精技術）。

第三世代の試験管ベビー（技術）はいくつかの種類に分かれています。 1つは染色体に対する着床前診断PGT-A、もう1つは単一遺伝子疾患に対するPGT-M、そして最後は多重遺伝子疾患に対するPGT-Pです。

PGT-A

PGT-M

PGT-P

染色体異常に対するPGT-Aは海外で初めて大規模に使用され、我が国でもPGT-Aに関する多くの研究が行われてきました。我が国が最初に行ったのは、多重遺伝子診断であるPGT-Pでした。例えば、黄和鋒教授は昨年、糖尿病家族の赤ちゃんに関する研究を実施しました。黄教授のチームは、糖尿病家族の赤ちゃんの特定の遺伝子をスクリーニングし、赤ちゃんが糖尿病を発症するリスクを非常に低くした。

黄和鋒院士が低リスク糖尿病の試験管ベビーを抱く

2つ目は、着床前胚診断のためのメチル化スクリーニングである胚PIMS技術であり、これも我が国で開発された最初の技術です。これは、上記の 3 種類の PGT とは異なります。胎児の DNA におけるエピジェネティックな変化を診断するために使用されます。エピジェネティクスは DNA の配列には関係せず、単一遺伝子または複数遺伝子の変化にも関係しません。 DNA メチル化におけるいくつかの変化のみが関係します。 DNA の改変は AGCT を通じて実行されます。すべての AGCT は同じですが、メチル化条件は異なります。メチル化されているものもあれば、されていないものもあります。陳子江教授と劉江教授が発明したPIMS技術を使用すると、エピジェネティックな変化を診断することで体外受精の成功率を80％以上に高めることができます。

わが国における3番目の比較的先進的な技術は、謝小良教授が発明した非侵襲性の着床前診断です。彼は胚盤胞の培養液を採取し、培養液中の DNA を検査します。これをつなぎ合わせると、胚の DNA レベルを表すことができます。この非侵襲的診断は我が国でも実施されています。

葉水松：現在、我が国には生殖医療の分野で最先端の研究を行っている学者が数多くいます。

06 三親ベビーテクノロジーとは？

葉水松：今年の初めに、イギリスで三親の赤ちゃんが生まれました。ミトコンドリアの補充により健康な赤ちゃんが誕生しました。この技術がどのようなものか紹介していただけますか？

韓一兵：三親赤ちゃんは主にDNAの源を指します。試験管ベビーには父親と母親がいることはわかっています。父親は 1 つの遺伝子で 1 人の親を表し、母親は 1 つの遺伝子で 1 人の親を表します。これは卵子の核内の DNA を表し、卵子自体にはミトコンドリアが含まれています。ミトコンドリアは、人体の細胞呼吸に栄養を供給する非常に特殊なタイプの細胞小器官です。

ミトコンドリアには DNA が含まれており、私たちのミトコンドリアはすべて母親由来です。男の子でも女の子でもDNAは母親のDNAなので、三親赤ちゃんはミトコンドリア病の女性患者の場合です。これらの患者が排卵した卵子は、ミトコンドリア疾患のため受精後に胚に成長できず、ミトコンドリアは胚の発育に十分な栄養を供給することができません。母親になるという患者の夢を実現するために、発生学者は健康な女性のミトコンドリアをミトコンドリア疾患の母親の卵子に注入しようと試みています。精子が卵子に入ると、受精卵には3つの源からのDNAが含まれ、胚を形成します。これによりミトコンドリアの機能不全が補われ、3親の赤ちゃんが誕生します。

07 不妊カップルへの生殖補助医療に関する推奨事項

葉水松：不妊のカップルが生殖補助医療を受ける場合、どのような要素を考慮すべきでしょうか？臨床専門家として、何か提案はありますか?

ハン・イービン：体外受精サービスを受けたい患者は、まず不妊の原因について大まかな理解を持っていなければなりません。体外受精を行うには、標的を絞った手段を使用します。 「どうせ体外受精をするんだから、理由は気にしなくていい」と考える人もいますが、それは非科学的です。

たとえば、体外受精を必要とせず、自然に妊娠するためには、患者は薬を服用するだけでよい場合もあります。したがって、それが男性要因なのか女性要因なのかを知る必要があります。

女性側の要因であれば、卵巣側の要因、卵管側の要因、あるいは子宮内膜側の要因でしょうか?それは遺伝的要因と関係があるのでしょうか?遺伝的要因がある場合は、遺伝子診断が必要になります。そうでない場合は、遺伝子診断法をあきらめて、直接体外受精に進むことができます。

私たちが現在提供している体外受精サービス技術は、より自然なものになりつつあり、介入が少ないほど良いものになっています。

葉水松：今日は不妊症と生殖補助医療に関する科学的な知識を私たちに教えてくれた韓先生に心から感謝します。

この記事は、科学普及中国星空プロジェクトの支援を受けた作品です。

チーム/著者: Deep Science

監査：

制作：中国科学技術協会科学普及部

制作：中国科学技術出版有限公司、北京中科星河文化メディア有限公司

出典: ディープサイエンス