1. 试管婴儿技术的发展

        1978年7月25日，首例试管婴儿路易丝．布朗在英国诞生了。她的诞生开创了人类在体外“生产”婴儿(确切的讲是胚胎)的新时代。试管婴儿是胚胎学、生殖生物学和医学发展的高科技产物。

在人们的想像中，试管婴儿就是在试管中产生的婴儿。确实，最初的试管婴儿就是在试管里让卵子和精子结合来治疗那些在体内精子和卵子无法结合的患者，如输卵管不通患    者。由于受精最初是在试管里而不是在身体内进行的，所以称为试管婴儿。在我国，这种常规的体外受精产生的试管婴儿又称第一代试管婴儿。

自从第一个试管婴儿在英国出生以后，试管婴儿技术也在其他国家逐渐开展起来。从20世纪70年代后期到80年代后期，许多国家都成功的出生了第一代试管婴儿，这10年时间是试管婴儿的最初发展阶段，在全世界出生的试管婴儿也不超过50人。随后试管婴儿技术进入较快发展的阶段，每年出生的人数明显增加。目前，全球试管婴儿已超过300万。发展较快的国家和地区包括欧洲的所有发达国家，这些国家的试管婴儿现在要占全世界的一半以上，有200多家不孕中心为患者提试管婴儿服务，接受试管婴儿治疗的人口占总人口的千  分之一到二。据统计，试管婴儿小孩在欧洲的一些发达国家已占4％。也就是说每25个小孩中就有1个是试管婴儿。美国也是试管婴儿发展最快的国家之一，现在已有500多家试管婴儿中心，每年为几十万患者提供服务，试管婴儿小孩也已占到1％。亚洲的日本、韩国、新加坡、中国台湾地区和香港地区的试管婴儿技术也在世界前列。

        在我国大陆，自1988年第一例试管婴儿在北京大学第三医院降生以来，试管婴儿技术的发展也很快。近200家中心已能够提供此项服务。但是，在我国试管婴儿用于不孕的治疗所占的比例还很低。如果按人口比例计算的话，也就是几万分之一。这一比例比拉丁美洲的近万分之一还要低。这一情形显然与20多年来我国高度发展的经济不相称。究其原因，可能与我国的文化传统有密切的关系。据统计，用试管婴儿技术怀孕出生的小孩与自然受精怀孕出生的小孩相比，没有任何出生缺陷和染色体异常的危险，也没有体重过轻的现象。但是，如果试管婴儿是多胎，如双胞胎、三胞胎以至于更多胎，也可能会出现一些异常情况。现在的试管婴儿技术或体外受精技术已经成为帮助不孕患者治疗的一个重要手段，因此也叫辅助生殖技术。这种技术不光是让男性精子和女性卵子在体外受精，它还包括一系列其他技术，如显微授精技术、胚胎体外培养技术、辅助孵化技术、超低温冷冻保存技术、基因和异常胚胎诊断技术、生育能力保存技术等。这些技术不但为不孕患者提了治疗服务，也为其他想要小孩的人们提供了方便，更为优生优育开辟了一条新的途径。

1. 显微授精技术   

最初的试管婴儿技术是将精子和卵子在体外结合让其受精，然后将受精卵移植到患者的子宫或输卵管内，让病人怀孕的一种方法。这种体外受精和胚胎移植技术可以用来治疗输卵管阻塞的女性不孕，但是对精子数量不足或缺乏的男性因素造成的不孕束手无策。1992年，比利时医生成功地将单个精子用一微小的玻璃管在显微镜下直接注入卵子里面。让卵子受精而产生了受精卵。这枚受精卵移植后使患者怀孕，生出了正常小孩，这是男性不育治疗的一个里程碑。这项技称为显微授精技术，又叫卵胞浆内单精子注射技术。它通过显微操作仪和注射针将一个精子直接注射到成熟的卵细胞内。在我国用这种方法产生的试管婴儿又叫第二代试管婴儿。

对于那些由于精子数量或者功能异常而造成的不孕夫妇，可以通过这种方法来提高受精率。对于那些严重的男性不育，显微授精是唯一的让卵子受精的方法。对于那些由于卵子质量问题造成的卵子不能受精，显微授精也可以解决受精问题。

         有很多原因可以造成男性不育，比如精子缺乏、精子浓度过低、精子活力不足或者畸形精子比率过高，以及由精子功能异常导致的精子无法与卵子结合受精等。

         男性输精管阻塞而无法治愈的患者，可以通过显微外科附睾精子抽吸术或者通过睾丸精子抽取术来获得精子。由于用这种方法获得的精子数量非常少，活力差，多数精子形态异常，只能用注射方法让卵子受精。显微授精的前提是要有活的精子，而且精子核内的遗传物质没有异常。只有少量精子、几乎不具运动能力的精子或形态异常的精子都可成功地用显微授精来达到受精的目的，而且成功率很高。

        显微授精方法可以使受精率达到80％或更高。但如果技术人员对这种技术掌握得不熟练，它可能会损坏一部分卵子，而且受精卵可能无法分裂，胚胎也可能停滞在早期发育时期。在美国有些中心已经完全采用显微授精方法治疗所有的不孕患者，其成功率与常规的体外受精相比也不差上下，对于年轻的患者这种方法可能更容易取得成功。

由于显微授精从1992年才开始使用，是一种相对比较新的技术，所以无法得到新生儿未来健康和生育相关的数据。但一些研究报道已证明，通过移植显微授精产生的胚胎出生的婴儿患有先天性疾病的比例与正常怀孕出生的小孩无差别。早期发育(身高、体重、头围等)和神经系统的发育(包括智力状况)也无差别，但是假如造成男性不育的原因是家族遗传的，那么他们的男性后代可能在成人后还会出现生育问题。这方面还有待进一步研究。尽管存在这些问题，显微授精法仍然是一种治愈严重男性不育的先进方法。

1. 胚胎体外培养技术

        胚胎培养技术在近10多年有了相当大的突破。早期的体外受精胚胎的移植一般是在受精后的第1天到第3天。从胚胎的时期看是在l细胞到8细胞之间。移植部位有的是在子宫，有的是在输卵管。

这种方法有两个缺点：①受精卵和早期胚胎是在输卵管内发育，而不是在子宫内发育。因此，如果将这时候的胚胎移植到子宫，它的环境也许不利于受精卵或很早期的胚胎发育，而输卵管内移植又比较复杂．需要手术．不易完成。②胚胎的质量难以在早期选择。因为60％~90％以上的胚胎在第l天到第3天是没有很大区别的。

       一般情况下，只有一半左右的胚胎能够继续发育，而另一半会中止在某一阶段，将来不会发育成胎儿。因此，人们为了达到让患者怀孕的目的，就需要移植较多的胚胎。这样一来，多胎妊娠的机会就会增加。多胎妊娠将会影响胎儿的发育，诱发难产或早产，增加家庭的绎济负担。

鉴于上述原因，科学家对胚胎发育的环境条件和营养需求等做了大量的研究，包括培养液用水的质量、实验室空气的质量、各个阶段胚胎对不同营养物质的需求量等。甚至对培养箱也进行了改良。改良后的培养箱是三气(5％C02、5％02和90％N2)培养箱。这种培养箱较传统的5％CO2培养箱更有利于胚胎的生长。现在培养液和培养条件的改良能使50％左右的胚胎可以发育到囊胚阶段。这样，试管婴儿实验室的技术人员就能够选择质量更好的、发育更进一步的胚胎(囊胚)  用来移植，而且只移植l或2枚胚胎。这样一来，不但提高了怀孕率，而且也减少了多胎妊娠的可能。现在，商品化的培养液已有出售，试管婴儿实验窒的工作人员不需要自己去  配制培养液，从而大大提高了成功率。

1. 辅助孵化技术

       我们知道，小鸡在出生时必须从蛋壳上啄一小孔，然后从中钻出来，这样小鸡就诞生了。人的胚胎的孵化与小鸡的孵化道理完全一样。卵子及早期胚胎的外面有一层透明的由糖蛋白组成的结构叫做透明带，它对卵子的正常受精和胚胎的早期发育有保护作用。当胚胎发育到第5～7天时，胚胎需要着床到子宫内膜，才能继续发育。着床前，胚胎必须从透明带中出来，就像小鸡从蛋壳里出来一样．这一过程就叫胚胎的孵化。

        胚胎孵化也是一个复杂过程。其原理人们目前尚不明白。但是有两种解释：一种解释是机械作用。当胚胎发育到第5～7天时，胚胎内的细胞数明显增加，体积因而大增，导致透明    带内部压力增加，透明带变得越来越薄，最后破裂，胚胎从破裂的孔中孵化出来。另一种解释是化学作用。当胚胎发育到囊胚时，胚胎内有些细胞会释放一些酶，这些酶消化部分透明带，从而使透明带破裂，胚胎从中孵化出来。

目前，大多数胚胎学家认为可能是机械作用和化学作用同时起作用。胚胎学家在体外培养胚胎时发现，有些胚胎不能自己从透明带里孵化出来(小鸡的孵化也有这种情况)，有些胚胎的透明带在体外变得较硬，称为透明带硬化，导致胚胎不能孵化；而有些胚胎的透明带有异常特征，如比较厚、颜色暗等，因而透明带不能破裂。有些胚胎有许多碎片，它们的透明带虽然正常，但是胚胎也不能正常孵化。

        由于以上几个方面的原因，胚胎学家发明了一种帮助胚胎从透明带里孵出的方法，这种方法叫做辅助孵化。它是用机械的、化学的或物理的方法在透明带上做一小孔，胚胎就会在发育到囊胚后从这个小空中孵出。大多数实验室是在胚胎移植前做辅助孵化。

1)机械性的辅助孵化技术：它是在显微镜下借助显微操作仪用一显微针直接刺入透明带，让透明带开一个小孔。

 2)化学性的辅助孵化技术：它也是在显微镜下借助显微操作仪用一显微吸管吸一些酸性溶液，然后将酸性溶液吹向透明带，并将其溶解形成一个小孔。这是目前应用最为广泛的一种胚胎孵化技术。

3)物理性的辅助孵化技术：它是最近几年新开发的一种辅助孵化技术。它是将一个激光发生器连接到显微镜的一个镜头上，用计算机控制其发射位置和发射强度，将激光束发射到透明带上的某一点，用热效应烧出一个小孔。这一技术操作简单，用时较少，一般在检查胚胎的同时可以进行。但是，由于激光发射系统和计算机软件较贵，这一技术目前还没有被广泛开展起来。

         不管是用哪种方法，技术人员对每一项技术的熟练程度决定辅助孵化是否对胚胎有损伤。如果技术人员能够很熟练地操作这些技术，辅助孵化技术应该是安全的。

         因为辅助孵化是依赖于机械的、化学的和物理的作用来破坏透明带，所以辅助孵化有可能损伤胚胎．而且透明带和胚胎相距很近，如果操作过度，必然会损坏部分胚胎，甚至整个胚胎，所以在某种意义上讲，是有一定的危险。因此，对这项技术的操作人员要求有较高的训练。如果没有特殊必要，建议少做。

        据统计，年龄在37岁以下的病人，辅助孵化不会提高怀孕率，因此建议38岁以上的患者做辅助孵化，也许有助于胚胎孵化。另外，冷冻胚胎、透明带异常的胚胎、经历过试管婴儿治疗失败患者的胚胎和质量较差的胚胎，即使患者年龄小于37岁，辅助孵化技术也能帮助胚胎的孵化过程。