女性的卵巢中，死亡远多于生命。这种破坏甚至在女婴从母体子宫中诞生之前就开始了。人类女性胚胎会发育出大约700万个原卵，称为原始卵母细胞。在她准备降生时，存活下来的不超过200万个，其余的都死于一种神秘的细胞自杀过程，这个过程将随着女孩的成长而继续夺取卵母细胞。到青春期时，最多只剩下25万个卵母细胞。在女性的一生中，大约只有400个会发育成能够被精子受精的成熟卵子。
剩余的卵母细胞会持续死亡，直到更年期，那时几乎所剩无几。英国利兹大学的生殖生物学家罗杰·戈斯登观察到，成熟的卵细胞是人体中最稀有的细胞。
情况明显存在性别偏见。男性一次射精大约含有2亿个精子，而且大多数男性在开始领取社会保障金后很长一段时间内仍在不断制造新的精子。毫不奇怪，这种不平衡在生育行业中有所体现。精子库已经变得如此普遍，以至于公司不得不争夺业务。然而，在卵子方面，体外受精的成功创造的需求远远超过了供应。疾病、绝育的癌症治疗和年龄的增长都可能使女性无法提供可用的卵子；如果她们想生育孩子，就必须依靠其他女性捐赠的卵子。与精子不同，成熟的卵子如果冷冻几乎总是会受损，因此没有卵子库；相反，诊所必须不断招募志愿者。
在美国，这些自愿捐赠者每次取卵可获得数千美元，这是一份来之不易的报酬。她们必须每天注射大剂量的激素，持续四周，以刺激卵巢产生大量成熟卵母细胞，同时抑制正常的月经周期（否则卵子会排出到输卵管中）。这种治疗方案可能导致卵巢囊肿、头痛、恶心和腹胀。根据一些有争议的研究，它甚至可能增加卵巢癌的风险，而且激素注射在极少数情况下可能导致一种潜在致命的疾病，称为卵巢过度刺激综合征。捐赠者必须定期进行超声检查和血液测试，以监测其发育中的卵母细胞。这个过程最终需要进行大手术，包括全身麻醉，外科医生会用针刺穿捐赠者的阴道壁，并将卵子从卵巢中吸出。
现在，平衡生殖领域的希望出现了——最近的一些实验有望带来大量的卵子供应。这些进展体现在两个方面：一些研究人员在使卵巢组织移植成为现实方面取得了巨大进步；与此同时，另一些人正在学习如何在体外使卵母细胞成熟。本质上，他们希望将培养皿变成一个人造卵巢。
这个消息既令人兴奋又令人恐惧，尤其是在实验室中培养卵母细胞方面。这个前景几乎从奥尔德斯·赫胥黎1932年的经典著作《美丽新世界》的字里行间跳跃而出。作为他对反乌托邦未来的构想的一部分，赫胥黎带领读者参观了一个人类孵化场，在那里，卵子在精心维护的卵巢中成熟，然后受精并在瓶中发育。现在，65年过去了，我们似乎很快就能拥有使这一构想至少部分成为可能的技术。现在的问题是，我们应该使它成为可能吗？
罗杰·戈斯登是卵巢组织移植最直言不讳的倡导者，并为此提供了大量的实验支持。他设想的一种方法是，如果一名女性因某种原因被绝育，可以将其部分卵巢组织移植回去。他已经证明这项技术在绵羊身上是可行的。在1994年开始的一系列实验中，他从母羊体内取出卵巢，冷冻卵巢组织条，然后将组织重新植入同一只动物体内。之后，这些母羊恢复了卵巢周期，有些还进行了交配并产下了后代。
没有人知道人类卵巢组织是否能经受住这个过程——毕竟，那种深度冷冻通常会杀死成熟的卵子。戈斯登和他的同事通过冷冻由接受医疗治疗的女性捐赠的卵巢组织条来探索这个想法。之后，他们将解冻后的组织条移植到因基因工程而缺乏免疫系统、因此无法排斥异体组织的小鼠体内。人类组织被小鼠的血管滋养了18天，直到研究人员将其取出。卵母细胞结构完好，甚至有所生长。
戈斯登对将他的工作应用于女性的前景感到乐观。他预测：“如果组织在动物体内移植后表现如此良好，我们预计在提供者的体内会表现得更好。”事实上，这项实验已经开始。1995年12月，戈斯登从一名三岁女孩的卵巢中取出一部分，该女孩即将接受癌症放射治疗，这将导致她不育。女孩现在已经康复并健康；与此同时，她的卵巢组织保存在一个装有液氮的塑料小瓶中。戈斯登相信，多年以后，如果她决定成为母亲，医生将能够成功地重新植入这些组织。
戈斯登的程序也可以彻底改变卵子捐赠的过程。捐赠者不必忍受大手术；唯一需要的是简单的活检，医生会剥离一小片卵巢外层，那里富含原始卵母细胞。戈斯登说：“这就像剥橘子皮一样。”将一名女性的卵巢组织植入另一名女性体内的严峻挑战是阻止宿主免疫系统对异体组织发起的猛烈攻击。曾有人认为卵巢不受此规则的限制，它们享有奇特的免疫特权，因此可以植入不相关的捐赠者的卵巢组织而不会出现许多正常的排斥症状。但戈斯登的研究表明，卵巢实际上与任何其他器官一样面临移植带来的危险。目前最好的希望——虽然遥远——是发明能够欺骗免疫系统使其认为卵巢并非来自陌生人的药物。
如果这类药物面世，医生们至少在理论上将不再局限于活体女性的卵巢。尸体可以提供，流产胎儿也可以。在另一项为他赢得全球关注（和一些谴责）的实验中，戈斯登实际上用胎鼠组织恢复了成年小鼠的生育能力。
尽管这个过程听起来有些诡异，但这将是器官移植传统的一个直接延伸。与此同时，在缅因州巴港杰克逊实验室的发育生物学家约翰·艾皮格的实验室里，一项更加激进的生育研究正在兴起。20多年来，艾皮格一直致力于在培养皿中复制卵巢内卵母细胞的自然生命周期。当卵母细胞首次在人类女性胚胎的卵巢中形成时，它们被一层扁平细胞包裹着，称为颗粒细胞。这些细胞像纸浆条包裹气球一样覆盖着卵母细胞，它们共同形成生物学家称为原始卵泡的结构。卵泡在发育停滞状态下徘徊，直到它们收到成熟信号，但卵巢如何从其庞大的候选池中选择卵泡激活仍然是一个谜。艾皮格说：“这是生殖生物学中的一个大问题——它可能是我们拥有的最大的黑箱之一。”
当卵巢激活卵泡时，颗粒细胞会膨胀，直到它们像砖块一样。在这道砖墙内，卵母细胞会增大一千倍，并构建一个半透明的外壳，称为透明带。最终，这个外壳将只允许一个精子穿透并使卵子受精。与此同时，透明带允许颗粒细胞的卷须穿过它并包裹卵母细胞的外膜。通过这些卷须，颗粒细胞持续提供卵母细胞自身无法合成的氨基酸、糖和其他分子；如果没有这种外部帮助，卵子将很难正常成熟并避免自杀命运。
卵母细胞利用这些供给来建立关键的营养、蛋白质和遗传指令储备。当卵子受精时，它将精子的DNA整合到新的遗传密码中，但这些个体基因不会立即发挥作用——胚胎细胞可能已经分裂两到三次，其自身的基因才会开启。在此之前，胚胎的DNA无法指导蛋白质的合成，迫使其依赖卵子在成熟的、尚未受精的卵母细胞阶段所建立的储备。艾皮格说：“如果你那时没有一个良好的开端，你作为胚胎的生存机会是零。”
卵母细胞在卵泡发育的最后主要步骤是完成一个称为减数分裂的基因重组过程。像其他细胞一样，卵母细胞包含两套23条染色体，但在减数分裂期间，这两套染色体交换基因，其中一套被消除。只有到那时，细胞才准备好接受精子的染色体并将它们合并成完整的一套。令人惊讶的是，颗粒细胞决定了减数分裂何时完成。卵泡激活后，发育中的卵母细胞迅速产生进行减数分裂所需的蛋白质，但来自颗粒细胞的信号会抑制这个过程。只有在排卵前，颗粒细胞才会解除限制，让减数分裂完全进行。然后，整个卵泡从卵巢中突出，卵子破裂而出，进入输卵管，在那里可以受精。
经过多年的启发式反复试验，艾皮格一直试图在培养皿中重构使小鼠卵母细胞成熟的信号编排。这是一项艰苦的工作：每个变量的正确设置——包括卵母细胞获得的氧气量、培养液的酸度、卵母细胞的保存温度——都必须精确固定。这项工作在艾皮格身上注入了一定程度的偏执。他曾因为工人试图在他实验室附近的走廊刷油漆而大发雷霆——他担心，即使是飘到他一叠叠培养皿上的零星油漆烟雾，也可能毁掉他实验室里的数千个小鼠卵母细胞。艾皮格甚至不相信对杰克逊实验室其他工作人员来说已经足够好的蒸馏水。
像有些孩子一样，艾皮格的卵母细胞很难养育。很长一段时间，他把卵泡放到培养皿里，结果只看到颗粒细胞从卵母细胞上分离出来，然后迅速散开。艾皮格说：“我们早期面临的最重要障碍之一是维持卵母细胞和颗粒细胞之间的交流。”最终奏效的策略是不仅模仿环境的化学性质，还模仿卵巢的物理内部结构。卵泡通常位于结缔组织的基质中，所以艾皮格尝试用基质中发现的不同蛋白质来铺设他的培养皿。最终，胶原蛋白（一种几乎无处不在的蛋白质，存在于肌腱、皮肤和女演员丰满的嘴唇中）取得了成功。颗粒细胞不再抛弃卵母细胞。相反，它们附着在胶原蛋白上，开始形成蘑菇状的茎，每个茎的顶部都舒适地依偎着一个卵母细胞。
然而，艾皮格在那个阶段的成功充其量也只是部分的。有了胶原蛋白地毯，他和他的同事们只能成功地培育出那些已经在小鼠体内发育了一半的卵母细胞。原始卵母细胞仍然超出他的掌控。艾皮格说：“我们已经达到了不能再提前的阶段。卵泡就是散了。”
艾皮格决定增加一项新策略。他切除了新生小鼠的卵巢，并成功地将这些器官在培养皿中存活了一周。到那时，一些卵泡已经足够成熟，可以在他的胶原蛋白内衬容器中存活。艾皮格和他的同事玛丽莲·奥布莱恩向卵巢中添加了酶，这些酶消化了卵泡周围的卵巢组织，然后研究人员将它们取出。在卵泡享受了两周的生长因子和激素浴后，艾皮格和奥布莱恩检查了他们的存活卵母细胞。他们将精子添加到这些卵母细胞中。
在500个卵泡中，研究人员成功地使190个卵子受精并进行第一次细胞分裂。这些存活下来的卵子随后被移植到代孕母亲体内。190个卵子中有2个产生了幼崽。在这2只幼崽中，只有1只雄性存活。这只被命名为艾格伯特（Eggbert）的小鼠健康地生活着，并生育了9只自己的幼崽。
艾格伯特的诞生是生物学上的历史性时刻，但500次尝试中只有一次成功分娩，这表明艾皮格尚未完善他的配方。他的激素浴可能需要更多工作，他可能需要让他的培养皿更像卵巢内部。艾皮格说：“我不知道还有哪种培养系统更具挑战性。我们可以看看大自然是如何组装事物的，我们可以尝试模仿，但有很多事情你光靠观察是无法得知的。”
虽然艾皮格可能还需要很多年才能真正重建一个卵巢，但他相信这是值得的。在他看来，获得培养皿中生长的可育人类卵子并非他研究的唯一目标，甚至也不是最重要的目标。倾听卵母细胞及其周围颗粒细胞之间的分子对话，可能会为开发更强大、更安全的避孕药具指明方向，从而中断细胞间的“闲聊”。如果医学研究人员了解卵母细胞的成熟过程，他们还可以更多地了解出生缺陷，因为许多缺陷是减数分裂错误造成的，这可能导致卵子染色体过多或过少。
即使艾皮格的技术最初只能用于动物，它们仍然可能具有革命性。例如，自然保护主义者正试图通过将濒危动物的受精卵植入近亲物种的代孕母亲体内来增加其数量。正如艾皮格所指出的，仅仅一只母体可能就含有足以使一个物种重新繁衍的卵子。与此同时，农民可能会使用培养的卵母细胞从珍贵的动物品系中快速繁殖畜群；生物技术公司可以将该方法应用于基因工程牲畜。例如，一些生物技术公司正试图通过基因工程山羊在其牛奶中生产难以合成的药物。每只山羊产生的这些治疗性蛋白质相对较少，因此这些公司无疑将对快速大量繁殖这些动物的方法感兴趣。公司无需等待山羊达到繁殖年龄数年，就可以培养从新生山羊身上采集的卵母细胞，并将其植入代孕母体。
将艾皮格的技术从老鼠推广到山羊或人类，仍然面临巨大障碍，因为它们的整个卵巢更大，无法在体外存活。康奈尔大学的生殖生物学家乔安妮·福琼和塞尔日-阿兰·旺吉最近迈出了克服这一限制的第一小步。他们从牛和狒狒身上剥离富含卵母细胞的卵巢组织片，并将其置于浸泡在维持组织存活所需化学物质的培养皿中。通过正确的成分，他们成功地使卵母细胞开始生长。完全成熟是福琼的下一个挑战。她的工作任重道远：小鼠的卵泡只需几周即可成熟，而大型哺乳动物的卵泡则需要几个月。尽管如此，她迄今为止的工作促使艾皮格预测，十年内医生将能够从人类卵巢中取出原始卵泡，并人工使女性的卵母细胞成熟。
如果他是对的，成熟卵母细胞可以作为戈斯登移植方案的替代方案，甚至可能更受生育专家的青睐，因为培养和受精的卵子不需要任何特殊的药物来欺骗免疫系统。因此，全球多家医院开始储存女孩和女性的卵巢组织样本，其中大多数人即将接受癌症治疗。波士顿布里格姆妇女医院辅助生殖实验室主任罗伯特·克拉克说：“我们将冷冻任何我们能得到的。我们希望在三四年或五年内，人类卵母细胞成熟技术会更好，我们有机会通过这些卵子实现怀孕。”
但这项技术也将使卵子库能够储存成千上万个卵母细胞，并可根据付费客户的需求进行成熟。这不是艾皮格研究中最喜欢的一个副产品。虽然他不反对女性在需要时获得卵母细胞，但他更感兴趣的是其在更好的避孕措施方面的潜力，以及这些措施在人口压力下可能提供的帮助。他认为：“我们需要少生孩子，而不是多生。”
此外，如果卵子银行建立起来，卵巢组织将从何而来？艾皮格的方法，像戈斯登的方法一样，理论上可以用于尸体组织，但一个有已故生物学母亲的婴儿听起来有点令人毛骨悚然。与此同时，流产胎儿是卵母细胞最丰富的来源之一，因为其卵子很少自杀，但这个选择更具争议性：当戈斯登用胎儿组织恢复成年小鼠的生育能力时，在英国引起了轩然大波，以至于议会通过了一项法律，禁止在人类身上使用此类胎儿组织。
艾皮格也有这些担忧。他说：“一个流产胎儿可能成为成千上万孩子的生物学母亲，社会和我还没有为此做好准备。”然而，科技从来就不是以耐心著称的。无论社会和艾皮格是否喜欢，我们都可能不得不为这项研究奠定的美丽新世界做好准备。
