男性不育依然还有很多未知因素，只有结合基础科学和临床医学，才能真正帮助到病人。

格致论道第106期｜2023年12月2日 北京

大家好，我是郭靖涛，来自中国科学院动物研究所。我今天要跟大家分享的是不孕不育。虽然大家可能经常会在电线杆的小广告上面看到，但是它实际上是一个很严肃的科学问题。

在开始之前，我想问下大家是否知道自己身边多少人有不孕不育的困扰吗？应该是挺多的。我们国家现在不孕不育的比例正在逐年攀升，从2000年的3%上升到了现在（2023年）的18%，目前患者数量已经超过了400万。

下面这张图展示了从配子受精完成到受精卵发育，最后到达子宫着床的过程。值得强调的是，男方付出的只有精子这一个细胞，剩下的都是女方负责——不仅是卵子，还有胚胎发育所需要的环境支持。

如果一对夫妻遇到了不孕不育的问题，他们会到医院就诊。针对男性，我们首先会做血常规的检测，然后是精液的检查，包括精子的形态、数目、活力以及染色体的形态、核型的检查，费用大概是800元，而女性除了血常规之外，还要做一系列复杂的检查，整体费用高达5000元，体现出非常明显的不平衡。如果他们后续决定辅助生殖，也就是通过试管婴儿孕育后代，女性在经济、身体和时间上所付出的成本都是要远远高于男性的。

下图是去辅助生殖中心做试管婴儿的步骤和花费。可以看到，男性除了检查之外只要完成精子冻存就可以了；但是女性做完检查之后，还要完成一系列的手术才能保证胚胎最后能成功地发育。男方费用只要不到5000元，而女方却要将近4万元，这样巨大的悬殊，是不是意味着不孕不育的主要原因是女性呢？

其实不是这样的，根据多份统计的结果，男女因素造成不孕不育的可能几乎相等。而之所以对男性做的检查比较少，是因为我们对男性的研究比较少。比如男性不育的一个重要病因就是精液异常。

但在临床诊断发现的精液异常里，现有的研究只能解释35%，也就是说将近65%的精液异常我们并不清楚病因。

那是否可以从男性的角度进行诊断和治疗，更大地减轻女性的负担，从而达到事半功倍的效果呢？

这个课题非常有趣，但是我2013年从北京大学生命科学学院毕业的时候，并没有想到这个课题。我到美国读博做的是另外一个课题——早期的胚胎发育。

所有人都由一个单细胞发育而来，人体现在所有的细胞都来自当时那个单细胞，无论是心脏细胞、皮肤细胞还是血液细胞，它们都共享同一套DNA，和人之初的受精卵一模一样。

不过，它们虽然共享同样的DNA遗传物质，却有着完全不一样的形态和功能，这个形成过程是发育生物学中非常重要的问题。具体到我个人的研究方向。由于胚胎是由受精卵发育而来，我们就想研究配子是如何帮助受精卵发育的。

配子分为两类，一类叫做精子，由男方产生；另一类叫做卵子，由女方产生。精子的个头小，数目多；而卵子的个头大，数目少。

但更重要的是，成年男性有终身产生精子的能力，可女性卵子的数目在出生的时候就已经固定了。其中一个重要的原因是因为精子有干细胞，而卵子没有。

我们想研究的是能够产生精子的特殊干细胞——精原干细胞，它是男性体内唯一能够产生精子的干细胞。我们体内的各种器官和各个组织都有对应的干细胞，干细胞意味着这些细胞可以不停地自我繁殖和分化，在组织的形成和器官的再生等方面起到很重要的作用。

精原干细胞重要的特征之一就是能无限分化，因此能让男性终身产生精子，并且男性大约每秒钟就能产生1500个精子。下图是目前统计能够产生后代的年纪最大的老人，他的年龄是96岁，这对于女性来说是难以想象的。更重要的是，这类干细胞的发育既是生殖细胞发育的终点，又是新生命发育的起点，因此它和别的所有干细胞都有非常大的不同。

这是一个人类睾丸组织的切片，它有很多管状的结构，而所有的生殖细胞的发育都是在这种曲精小管里进行的。可以看到，干细胞更靠近小管的管壁，随着分化，干细胞会逐渐走向管腔中间，精子最后就会停留在这个管子中间。

尽管精原干细胞非常重要，但对它的研究却很有限。首先是因为我们很难获得足量的人类样本，目前的研究大多依赖小鼠等动物模型。可人和鼠之间有很大的不同，所以研究小鼠模型没有办法提供足够多的知识帮助我们理解人类。另外我们还非常缺少合适的实验手段进行验证，这会导致实验室产生的结果和临床的结果不适配。