首对同性伴侣迎来新生儿的漫漫征途

Cara Gormally 在怀孕期间承受着悲伤。作为一名渴望拥有孩子的女同性恋者，这位生物学教授曾以为寻找精子捐赠者是她和伴侣面临的唯一障碍。但得益于 Gormally 的组织能力和制作清单的爱好，她们相对轻松地找到了一位捐赠者。

随后，Gormally 在备孕过程中遇到了困难。每个月都伴随着新的失望和失落。

“很多过程都取决于随机、令人心碎的偶然性，”她说。情感和经济上的过山车令人筋疲力尽。

但这并不是最艰难的部分。她们已经接受了这样一个事实：尽管她们多么想要一个孩子，但她们的孩子将无法与 Gormally 的配偶在生物学上有关联。

“我为我们的孩子无法与我们两人在基因上有关联而感到悲伤，”Gormally 说。“我渴望着生物学上的不可能。”

然而，现在，一套新技术有可能改变这种可能性——让同性伴侣也能拥有像异性恋伴侣一样，与自己有基因联系的孩子。

不可思议

在哺乳动物体内，身体几乎所有细胞都携带两套遗传物质。一套来自母亲，另一套来自父亲。只有卵子和精子是例外；它们只有一套。然后，当精子与卵子结合时，这两套遗传物质会合并，恢复到每个细胞两套的标准数量。

Gormally 和其他同性伴侣目前正被一种名为“基因组印记”的现象阻碍着她们的梦想。它利用来自父母双方的独特标签来标记哺乳动物遗传给后代的 DNA。这个过程确保了，对于一小部分基因，我们只表达由母亲或父亲提供的遗传物质的拷贝。当这个印记过程出错时，孩子可能会出现基因区域失活，导致流产、发育缺陷和癌症。

在这个基因组印记过程中，母亲独特的标签集合通常会关闭某些基因，从而只表达父亲的拷贝。而父亲则施加他自己的标记，只保留母系的拷贝。（大多数印记会沉默基因表达，但有些会激活它。）这对于想要孩子的同性伴侣来说是个问题。例如，如果后代的基因组都来自母系 DNA，那么两个印记基因的拷贝都会关闭。这样，胚胎就无法制造任何基因产物。

“我们无法获得完成正常发育所需的全部基因产物，除非受精卵同时包含母系和父系贡献的遗传物质，”宾夕法尼亚大学（费城）的遗传学家 Marisa Bartolomei 说，她发现了小鼠体内最早的印记基因之一。

科学家在大约 30 年前发现了哺乳动物的基因组印记。在 20 世纪 80 年代中期进行的实验中，研究人员移除了新受精小鼠卵子中母系或父系的遗传贡献。然后，他们从另一只小鼠中引入了第二套基因，以创建只有两套雌性遗传物质或两套雄性遗传物质的胚胎。代孕母鼠能够孕育这些胚胎，但没有一个存活下来。这一发现表明，正常的发育需要来自父亲和母亲的遗传物质。更重要的是，实验结果表明，母系和父系的遗传物质在有意义的方面存在差异。

后来的实验表明，小鼠的生长发育会因其偶然接受了来自一个亲本的某些 DNA 区域的两个拷贝（而不是一个亲本一个拷贝）而有所不同。

尾巴呈发夹状的小鼠是明显的例子。当研究人员从小鼠母亲的基因组中删除导致发夹尾巴的基因区域时，小鼠胚胎会生长过大，并在妊娠中期死亡。相比之下，从父系基因组中删除同一区域对啮齿动物的生长或发育没有影响。

在此后的三十年里，研究人员发现了更多的印记基因（他们怀疑有 100 到 200 个这样的基因）以及沉默它们的分子标签。科学家们在将印记缺陷与人类发育障碍联系起来方面也取得了进展。但一直以来，研究人员都知道，印记阻碍了同性父母拥有孩子。

消除不可能

2018 年 10 月，研究人员在小鼠身上克服了这种不可能。通过删除印记区域，中国科学院（北京）的 Wei Li 和他的团队成功培育出了由两位母亲产生的小鼠。研究人员还首次创造了由两位父亲产生的小鼠幼崽。然而，这些后代在出生几天后就死亡了。

尽管付出了损失，Li 仍然保持乐观。“这项研究向我们展示了什么是可能的，”他说。

为了克服印记障碍，Li 和他的研究同事转向了 CRISPR，这是一种基因编辑技术，使基因组的改变变得前所未有的容易。他们使用这种工具从雌性小鼠胚胎干细胞中删除了基因区域。然后，研究人员将这些经过改造的干细胞注入雌性小鼠的卵子中，并使用第三只代孕雌鼠将胎儿孕育至足月。

两年前，该团队在通过删除两个印记区域创造出带有两位基因母亲的小鼠幼崽时，已经取得了一些成功。尽管这些双母鼠也长到了成年，并生下了自己的后代，但它们出现了生长缺陷。平均而言，双母鼠比异父异母的后代轻 20%。在他们最新的研究中，Li 和他的团队还从母亲基因中删除了第三个区域，这使动物的生长恢复正常。

但是科学家们还需要清除一些障碍才能产生具有两位基因父亲的小鼠。他们通过反复试验发现，在双父小鼠中需要删除的印记区域是双母小鼠的两倍。总共，该团队删除了七个印记区域，才成功地创造出了由两位父亲产生的小鼠。

然而，数字并不支持他们。只有 2.5% 的胚胎成功妊娠，不到 0.5% 的存活了两天。没有一只活到成年。

“产生 Thus，双父小鼠并不能存活，这意味着我们需要克服更多障碍来支持它们的产后存活，如果可能的话，”Li 说。“另一方面，较低的出生率意味着存在一个未知的障碍，阻碍了双父胚胎的发育。”

相比之下，双母小鼠的表现要好得多。这些小鼠长大了，健康到足以通过与普通雄性小鼠交配来繁殖后代。它们的行为也与对照组小鼠相同。据研究人员所知，双母鼠和其他实验室小鼠一样健康且正常。

“这并不意味着它们在所有方面都正常，”Li 警告说。“在有限的实验条件下，使用有限数量的动物，无法调查所有方面。”

尽管研究人员取得了成功，Li 表示该技术尚未准备好用于人类。“在任何人体实验之前，强调风险和安全性的重要性都不过分，”他说，特别是关于双父后代，它们目前“严重异常，无法存活至成年”。

双母后代更有希望。该团队目前正致力于将他们的发现应用于猴子。这项工作可能会使人类的“不可能”更接近于“可行”。

重塑潜力

Li 的研究令人鼓舞，但距离帮助 Gormally 和她的配偶还有很长的路要走。然而，这也不是同性伴侣的唯一希望。一种名为“体外配子发生”（IVG）的新技术可能是同性伴侣拥有自己孩子的另一种潜在途径。

科学家们使用这项技术从身体的其他细胞中制造卵子和精子。为此，生物学家首先将成年皮肤细胞重编程为干细胞。然后，他们刺激皮肤衍生的干细胞发育成卵子或精子。

日本的研究人员现在已经完善了这项小鼠技术。在开创性的工作中，Katsuhiko Hayashi 和 Mitinori Saitou 及其团队从小鼠尾部细胞产生了功能性卵子。

然后，研究人员用雄性小鼠的精子使卵子受精，并将胚胎植入代孕母亲体内。后代健康且具有生育能力地长大。原则上，这种方法可以让女性的皮肤细胞被转化为精子，并用于使其伴侣的卵子受精。

IVG 可能会彻底改变同性伴侣拥有自己孩子的能力。“如果当时有可能，我们肯定会尝试的，”Gormally 说，她现在是一位骄傲的幼儿家长，这要归功于她和她配偶的精子捐赠者。“这完全是改变游戏规则的。”

本故事是“生育的未来”系列的一部分，这是《Discover》杂志对生殖前沿探索的新系列。阅读更多：