英属哥伦比亚大学(UBC)的一个研究团队正在使用人工智能来检测难以找到的精子,并利用3D生物打印技术最终目标是在实验室中培育精子。他们表示这些技术最终可能帮助不孕男性成为父亲。
这项研究由UBC的泌尿科医生兼副教授瑞安·弗兰尼根博士领导,旨在解决一种称为非梗阻性无精子症(NOA)的“严重形式”的男性不育问题。在这种情况下,身体产生的精子很少或根本没有。据弗兰尼根介绍,这种状况影响了大约百分之一的男性,其中许多是儿童癌症幸存者。
“不孕是一个非常普遍的问题,”弗兰尼根在接受CBC《早间版》采访时说。“我一次又一次看到的是,不孕对人们的情感造成了巨大的负担。”
目前,治疗NOA的方法是通过手术提取睾丸组织并在显微镜下寻找难以发现的精子。弗兰尼根说,这个过程既繁琐又耗时,成功率只有约50%。为了提高成功率,弗兰尼根和他的团队开发了一种基于人工智能的工具,该工具可以扫描显微图像并标记出可用于体外受精(IVF)的可行精子。这项技术距离临床应用还有很长一段路要走,弗兰尼根预计在未来三到五年内可能会开始临床试验。
对于那些完全无法产生精子的人,包括在青春期前接受癌症治疗的儿童,研究团队正在探索一种更为实验性的方法:实验室培育精子。UBC的研究团队首次使用干细胞和一种特殊的凝胶状“生物墨水”3D打印了人类睾丸组织模型。这种打印结构复制了睾丸中通常产生精子的小管。这些3D打印的“迷你睾丸”被包裹在充满特定营养素和维生素的特殊凝胶中,以帮助其成熟。
研究人员表示,一些细胞已经开始显示出与青春期早期阶段一致的迹象,这是人体开始产生精子的时间。“我们试图通过3D生物打印尽可能准确地再现健康睾丸中的情况,”弗兰尼根说。“如果我们能够确定细胞需要什么条件才能完成所有精子生产的阶段,我们就可以利用这些知识为NOA患者创造精子。”
温哥华的生育教练劳拉·斯宾塞亲身经历了男性不育带来的痛苦。她认为这项最新的男性不育治疗方法可能会改变许多夫妇的生活。“这为那些可能没有能力尝试怀孕的人带来了希望,他们实际上可能能够拥有一个孩子。”斯宾塞说。
尽管如此,研究人员承认前方还有许多挑战。精子生产是一个高度复杂的过程,涉及多种细胞类型和复杂的解剖结构,需要多学科的合作研究。尽管如此,这项研究展示了巨大的潜力,但也需要谨慎对待。弗兰尼根表示,研究团队将确保遵循所有指南,以确保没有偏见。
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