由北京大学科学技术与医学史系开设的《当代科技史》系列课程第八讲于11月26日开讲，中国工程院院士、美国人文与科学院外籍院士、北京大学医学部常务副主任、医院院长乔杰教授为同学们带来了精彩的一课——《辅助生殖技术的发展》。
学习科技史的意义何在？
乔杰老师首先从一名妇产科医生的视角，分享了自己对学习科技史的重要性的认识。乔老师在带着年轻医生做实验时，在一代代传承、发展的过程中发现，要解决疑难问题，了解科学进步的过程是很重要的。这种技术是何时产生的？技术的产生是因为具备了怎样的条件？出现突破的切入点是什么？人们继而如何发展这项技术？在技术蓬勃发展的过程中遇到了怎样的限制？
用发展的视角从头探寻一项科学技术的起源、了解其发展轨迹是系统学习某个领域的重要内容，更是追求事物“本质”的思维方式。科技史不会具体指导一项技术操作，但在研究科技史的过程中，技术发展规律和未来可能走向是它能带给人们的点拨和启示。而在学习科技史的过程中会发现，很多根源问题可能在技术诞生之初就已存在。
科学技术发展路径的规律
乔老师所从事的是辅助生殖技术，也就是帮助人类繁衍、生殖的技术。在本节课中，乔老师将以辅助生殖技术为例，帮助同学们认识、理解科学技术发展路径的规律。
01
自然生育过程及其遇到的问题
生命的孕育是非常奇妙的过程。人类生命的起源，开始于精子和卵母细胞的形成，它们带着父亲和母亲各一半的染色体，在输卵管内相遇，结合成受精卵后在子宫内着床，在母亲的孕育下慢慢生长发育。这个过程看似简单，但其中的任何一个要素出现问题，自然生育妊娠过程都不会顺利进行。
孕育生命的要素
我国的不孕不育率约为15%，不孕夫妇约有-万对，自然妊娠人群中流产率高达10%左右。导致自然生育出现问题的因素有很多。很多夫妇由于“种子”数量少或质量差、“土地”贫瘠以及“环境”不宜的问题，而“不能生”。比如女性的排卵异常、输卵管损伤或堵塞，男性的精液质量低、性功能障碍等。
自然生育面临的问题
除了“不能生”之外，还有许多夫妇面临“生不好”的问题，包括高龄生育导致母儿风险增加，各种遗传病的存在，以及各类突发重大公共卫生事件的影响，比如03年的非典、12年的MERS（中东呼吸综合征）以及今年的COVID-19。年因为新冠而变得十分特殊，新冠肺炎疾病对整体世界的政治、经济产生了重要的影响，人们对健康也有了更深刻的认识。最近总书记在科技工作者的座谈会上，把过去的“三个面向”改成了“四个面向”，第四个面向就是“面向人民生命健康”。其实前面的三个重大需求都有生命健康因素在里面，但是这一次把生命健康单独提出来，说明了对人民生命健康的高度重视。像这样的重大公共卫生事件，是无法预料的，也会对生育过程产生影响。
高龄生育导致母儿风险增加
遗传病
02
辅助生殖的萌芽
自然生育存在问题，人们选择向医生求助，辅助生殖技术就这样产生了。
辅助生殖技术是什么？辅助生殖技术(ART)是指通过对卵母细胞或者胚胎进行体外操作，帮助不孕夫妇达到妊娠的目的的相关技术流程。辅助生殖技术最初只有一种，随后发展出了许多相关的技术，所以也叫辅助生殖技术及衍生技术，可以从不同原因上帮助解决生殖问题。
辅助生殖技术的“艺术”（ART）
发展辅助生殖技术的基础是，了解人类的生殖细胞。直到现在，我们对生殖细胞和生育过程的了解仍旧是有限的。在辅助生殖技术出现之前，一些科学家早期对动物的研究为人类生殖的认识奠定了理论基础。其中很重要的是美籍华人张明觉先生。
张明觉先生与他的动物研究
张明觉是山西省岚县人。上世纪50年代初，他与人合作共同发明了以甾体激素为基础的口服避孕药，至今仍为全世界妇女所采用，故被称为“避孕药之父”。年，他成功地移植了兔的受精卵，提出卵龄和子宫内膜发育必须“同步化”的概念，为家畜的胚胎移植和良种培育提供了理论根据。年，他发现“精子获能”的生理现象，同年澳大利亚学者奥斯汀博士也在实验中发现相同现象，国际生理学界把他俩的研究成果命名为“张-奥原理”。这一现象的发现解开了精卵受精之谜，为哺乳类卵子体外受精成功奠定了理论基础。年，他首先报道兔卵的体外受精获得成功。这被认为是辅助生殖技术的重要里程碑，为人类的体外受精奠定了理论基础。迄今为止，多种动物卵子的体外受精及其技术上的改进都源于他的首创性研究。
罗伯特?杰弗里?爱德华兹教授(RobertGeoffreyEdwards)
第二个非常重要的人物是体外受精之父——罗伯特?杰弗里?爱德华兹(RobertGeoffreyEdwards)。爱德华兹研究的主要内容是卵子的体外受精，这需要从雌性小鼠体内收集一定数量的卵子，然而小鼠一般喜欢在午夜排卵，因此爱德华兹的工作常常持续到深夜。后来在借鉴他人工作的基础上，爱德华兹与鲁思?福勒（RuthFowler)合作开发了一种新的方法，为雌性小鼠注射一定量的激素，这样不仅可控制小鼠排卵时间，还可以控制小鼠排卵的数量，该方法被称为“福勒-爱德华兹法”。这种方法避免了深夜取卵的麻烦，为研究生殖过程的早期问题奠定了坚实的技术基础。爱德华兹还发现了促使休眠卵子体外成熟的方法，解决了一些体外受精的关键步骤。然而在此之后爱德华兹的工作开展的并不顺利，直到年张明觉成功完成体外受精，才激发了爱德华兹的实验灵感。他用其他哺乳动物的卵子进行实验，证明了这种方法的可行性。这些工作使爱德华兹于年决定研究人的卵子体外受精。
但是怎样把卵子从女性的身体里取出来呢？在微创手术发明之前，做腹部手术对病人来说是很痛苦的，要切开腹腔，完成后再缝合起来，切口就像蜈蚣一样一直趴在肚皮上，阴天下雨的时候都会感觉很难受。爱德华兹从杂志上了解到，医院的妇产科医生帕特里克?斯特普托(PatrickSteptoe)发明了腹腔镜技术，可以在不损伤妇女的情况下观察女性生殖道。于是从年起，两人开始着手研究，当女性出现输卵管堵塞时的替代受孕方法。
爱德华兹为了和斯特普托一起研究，常常要从自己的实验医院里。乔老师回忆，爱德华兹年到中国来的时候，讲起这段往事，他医院来回的路程能绕上地球半圈了。但是对科学的热爱以及对这件事的兴趣让他们坚持了下来。在研究期间，他们遇到了从未想过的种种困难。尽管哺乳动物体外受精技术已经非常成熟，但在人体上的试验还有许多关键问题还没解决。爱德华兹和斯特普托经过18个月的努力才最终成功从不育妇女卵巢中获得有活性的卵子，并首次在体外实现了受精，而且令人兴奋的是他们在年获得了有活性的人类胚胎，这是爱德华兹研究中一次重大突破。然而之后的研究又再次面临失败，他们将胚胎植入母体并成功怀孕，但植入的是输卵管而不是子宫，因此不得不终止妊娠。
经过多次失败，终于在年，爱德华兹遇到了布朗夫妇。这是一对非常勇敢的夫妇，布朗太太的输卵管不通，失去了自然做母亲的机会，只能通过辅助生殖的方式获得自己的孩子。布朗夫妇想要孩子的强烈愿望、以及愿意为科学献身的情怀，为他们成功孕育世界上第一个试管婴儿埋下了伏笔。年11月9日，布朗太太开始排卵，第2天，斯特普托成功获得一枚卵子，并在体外实现了人工授精，随后医生将受精卵植入布朗太太的体内，幸运的是这次试验非常成功，布朗太太顺利怀孕，并且胎儿发育一切正常。年7月25日，激动人心的时刻终于到来了，世界上第一个试管婴儿——路易丝?乔伊?布朗(LouiseJoyBrown)诞生了。小女孩的诞生宣告人类体外受精技术取得胜利。
（左）生理学家RobertEdwards（右）妇产科医生PatrickSteptoe
摄于年7月25日
爱德华兹和斯特普托在回忆完成世界上首例试管婴儿实验的艰辛过程时，曾数次提到了张明觉的名字。当年他们曾经历过几百次的失败，当读到张明觉的研究论文时，得到了很大的启发帮助。所以，当路易斯·布朗出世时，有报道将她称为“张明觉的女儿”。
首例试管婴儿的诞生引起了媒体的强烈
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