牛 芳

(1.山西大學(xué)科學(xué)技術(shù)哲學(xué)研究中心,山西太原 030006;2.山西省委黨?，F(xiàn)代科技教研部,山西太原 030006)

張民覺:試管嬰兒和口服避孕藥之父

牛 芳1,2

(1.山西大學(xué)科學(xué)技術(shù)哲學(xué)研究中心,山西太原 030006;2.山西省委黨校現(xiàn)代科技教研部,山西太原 030006)

張民覺是從山西走向世界的科學(xué)家,一生傾心于生殖生理學(xué)的研究,在精子、卵子、受精和卵子移植等生殖生理學(xué)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域中取得了一系列突破性進(jìn)展,解決了人類控制自己生存與發(fā)展的理論和技術(shù)問題,創(chuàng)造了世界科技史的奇跡。張民覺因而被科學(xué)界譽(yù)為“試管嬰兒之父”和“口服避孕藥之父”,為世界生殖醫(yī)學(xué)發(fā)展作出了卓越的貢獻(xiàn)。

試管嬰兒;口服避孕藥;生殖生理學(xué)

第二次世界大戰(zhàn)以來(lái),人類面臨著人口膨脹(糧食短缺)、資源緊張和生態(tài)危機(jī)三大全球性問題。為了減輕人口壓力,發(fā)明了口服避孕藥。談到口服避孕藥,就不得不提起張民覺。張民覺一生傾心于生殖生理學(xué)的基礎(chǔ)理論研究,解決了人類控制自己生存與發(fā)展的理論和技術(shù)問題,創(chuàng)造了世界科技史的奇跡。張民覺因而被科學(xué)界譽(yù)為“試管嬰兒之父”和“口服避孕藥之父”。[1]張民覺以自己的經(jīng)歷和貢獻(xiàn),生動(dòng)地詮釋了他的科學(xué)誓言:科學(xué)必將造福于全世界,給人類帶來(lái)文明。[2]

一 困學(xué)求知,中西融合

從山西走出的世界級(jí)科學(xué)家張民覺,經(jīng)歷了從“山里娃”到“天之驕子”的嬗變。張民覺出生在中國(guó)兩千年封建帝制即將崩潰的前夜,成長(zhǎng)在民智日益開化、思想日趨多元的民國(guó)時(shí)期,成功于當(dāng)代科技鼎盛的西方。中國(guó)的基礎(chǔ)教育為他后期科學(xué)研究奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ),青年時(shí)期踏出國(guó)門,又全面接受西方科學(xué)思維的熏陶,形成了貫穿他一生的實(shí)驗(yàn)科學(xué)理念,從而成就了他輝煌的科學(xué)人生。張民覺的成功,是中西文化融合的典范。

(一)國(guó)內(nèi)教育:獲得成功的前提

1908年 10月 10日,張民覺出生在山西省嵐縣一個(gè)偏僻的小山村。張氏家族世代耕讀,深厚的家學(xué)淵源對(duì)張民覺產(chǎn)生了久遠(yuǎn)的影響。比如,張氏“與人有爭(zhēng)退一步;遇人有事幫一把”的家訓(xùn),為其一生與人良好愉快的科學(xué)合作奠定了處事基礎(chǔ)。張民覺淡泊名利,不問收獲,只務(wù)耕耘。在科研征途中,他又勤于思考,大膽實(shí)驗(yàn)。滔滔黃河水,巍巍呂梁山,鑄就了張民覺淳樸堅(jiān)毅的品格。張民覺的成長(zhǎng)與所取得的成就,不但取決于個(gè)人的不懈努力,而且與家族文化的影響、地域文化的熏陶有著深刻的聯(lián)系。家族文化、傳統(tǒng)文化與地域文化、中國(guó)基礎(chǔ)教育,形成了他對(duì)科學(xué)執(zhí)著追求、探索不止的堅(jiān)韌品格,為他日后的科學(xué)研究奠定了極富開拓創(chuàng)新性的寬厚基石。

1913年,5歲的張民覺在私塾家教中開始了他的啟蒙教育。1917年,在嵐縣普民小學(xué)接受初等教育,從此培育了他強(qiáng)烈的求知欲。后轉(zhuǎn)赴省城太原第一師范附小,1921年小學(xué)畢業(yè)。1922-1929年間,張民覺先后在太原平民中學(xué)、進(jìn)山中學(xué)和太原第一師范接受中等教育。在此階段的學(xué)習(xí)中,張民覺接觸到了生物學(xué),有幸研讀了陳楨 (1894-1957)著的《生物學(xué)》,并從此迷上了生物學(xué)。雖然距深?yuàn)W的生理學(xué)還有理解上的一段差距,但張民覺對(duì)生物學(xué)的極大興趣,無(wú)意中成為日后他進(jìn)入這一領(lǐng)域的敲門磚。

1929年,張民覺在報(bào)考北大、北師大失敗后,進(jìn)而投考清華大學(xué),竟因極高的生物成績(jī)被動(dòng)物心理系破格錄取,這成為張民覺一生中最幸運(yùn)的事。被中國(guó)最知名的高等學(xué)府錄取,無(wú)疑為他成為國(guó)際生殖生理學(xué)大師奠定了第一塊也是至為關(guān)鍵的基石。1933年,張民覺以優(yōu)異的成績(jī)從清華大學(xué)畢業(yè),留校進(jìn)行研究工作。幾年間,他將實(shí)驗(yàn)結(jié)果寫成幾篇報(bào)告,發(fā)表在《中國(guó)心理學(xué)》《中國(guó)科學(xué)》等權(quán)威刊物上,成為生命科學(xué)界的后起之秀。他的一項(xiàng)關(guān)于白鼠的突破性實(shí)驗(yàn),堅(jiān)定了他“只要大膽假設(shè)與實(shí)驗(yàn),科學(xué)研究并不困難”[3]的信念,并且使張民覺相信,科學(xué)研究并非高不可攀,一個(gè)人只要有足夠的勇氣,敢于用具體實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證科學(xué)假設(shè),就有獲得成功的機(jī)會(huì),從而成長(zhǎng)為一位好的科學(xué)家。[4]28

(二)海外求學(xué):通往成功的階梯

在其一生的求學(xué)和科研生涯中,憑著對(duì)生殖生理學(xué)的強(qiáng)烈興趣和遠(yuǎn)見卓識(shí),張民覺執(zhí)著追求,大膽探索,不斷把握和創(chuàng)造機(jī)遇,取得一項(xiàng)又一項(xiàng)驕人的業(yè)績(jī),直至攀上生殖生理學(xué)的世界巔峰。

1938年夏,張民覺參加中英庚子賠款留學(xué)考試,取得了到英國(guó)研究動(dòng)物育種的機(jī)會(huì)。10月,張民覺抵達(dá)倫敦,開始了留學(xué)的新生活。張民覺埋頭攻讀畜牧學(xué),在愛丁堡農(nóng)學(xué)院補(bǔ)習(xí)農(nóng)業(yè)知識(shí),去劍橋農(nóng)學(xué)院聽講座,并經(jīng)常參觀皇家畜牧展覽會(huì),由此激發(fā)了張民覺研習(xí)人工授精的興趣。1939年,張民覺被劍橋大學(xué)接收為主攻動(dòng)物育種和人工授精的研究生,真正開始了他的科研生涯。在劍橋期間,張民覺有幸?guī)煆闹纳成韺W(xué)家哈蒙頓 (John Hammond)和沃爾頓 (ArthurWalton),將人工授精技術(shù)作為研究的內(nèi)容;同時(shí),他也掌握了很好的實(shí)驗(yàn)方法,這使其受益終生。劍橋的學(xué)習(xí),使張民覺感受到全新的西方科學(xué)文化,并受到其實(shí)驗(yàn)科學(xué)方法的嚴(yán)格訓(xùn)練。

1939-1940年,張民覺在劍橋大學(xué)農(nóng)學(xué)院從事低溫保存羊精子與羊的人工授精的研究。在一項(xiàng)精子保存及其活力測(cè)定的實(shí)驗(yàn)中,張民覺發(fā)現(xiàn)了“溫度休克”現(xiàn)象;[5]1941年冬,張民覺由于在人工授精研究方面的突出成就而獲得了劍橋大學(xué)博士學(xué)位;此后直至 1945年,張民覺在英國(guó)農(nóng)業(yè)研究院工作,主要進(jìn)行精液冷凍保存和家畜人工授精的研究,取得了一系列理論和應(yīng)用的重大成就。

1945年,張民覺離開英國(guó)奔赴美國(guó),成為剛剛創(chuàng)辦的美國(guó)麻省伍斯特 (Worcester)實(shí)驗(yàn)室生物學(xué)研究所的首批研究人員。在這里,張民覺遇到了一生科學(xué)研究職業(yè)生涯的合作伙伴——品克斯 (Gregory Pincus,1903-1967),他們?cè)谏成韺W(xué)領(lǐng)域有著共同的興趣,建立起一種友好持久的合作關(guān)系,為事業(yè)的成功提供了良好的人文環(huán)境;此外,創(chuàng)立時(shí)期的伍斯特實(shí)驗(yàn)室,實(shí)驗(yàn)設(shè)施完備,科研資金雄厚,張民覺就在這個(gè)世界頂尖的生物研究所度過了人生最寶貴的 46年光陰。張民覺是幸運(yùn)的,在這里他完成了兩項(xiàng)著稱于世的成果,也使得他的科學(xué)人生光芒四射。

二 生殖生理學(xué)基礎(chǔ)理論的突破

理論是一切行動(dòng)的指南。沒有基礎(chǔ)理論的突破,就談不到實(shí)際的應(yīng)用。張民覺既重視實(shí)際,也重視理論。他認(rèn)為,人類一方面要控制自己的生育,另一方面要促進(jìn)家畜動(dòng)物的繁衍。欲達(dá)此目的,必先了解精子和卵子的基本生理。

“假如我們不知道人精子在女性生殖道的受精壽命和卵子的受精能力,即使我們能非常準(zhǔn)確地測(cè)出排卵的時(shí)間,用安全期達(dá)到避孕的目的仍然是無(wú)指望的?！盵6]

張民覺用畢生的精力對(duì)精子和卵子的生理學(xué)進(jìn)行研究,最終為哺乳動(dòng)物體外受精技術(shù)和口服避孕藥的發(fā)明打下了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

(一)“張 -奧原理”:精子生理學(xué)的大膽創(chuàng)新

1950年,《生理學(xué)評(píng)論》編輯部請(qǐng)品克斯和張民覺撰寫一篇“論哺乳類受精”的評(píng)論。為此,張民覺設(shè)計(jì)了一個(gè)精巧的實(shí)驗(yàn):在母兔排卵前和排卵后不同的時(shí)間,將公兔射出的精子或附睪精子輸入母兔的輸卵管,使其和卵子受精。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),只有在排卵前 6小時(shí)置于輸卵管中的精子才能和卵子受精,從而說(shuō)明兔精子在雌兔生殖道內(nèi)至少需 6小時(shí)來(lái)發(fā)展受精能力。這一實(shí)驗(yàn),使張民覺認(rèn)識(shí)到:對(duì)哺乳類來(lái)說(shuō),實(shí)際上是精子在輸卵管等候卵子,而不是卵子等候精子;精子在雌性生殖道一定需要經(jīng)過某些生理上的變化,才能和卵子受精。這就是“精子獲能”現(xiàn)象。[7]同年,澳大利亞生物學(xué)家奧斯汀(Austin)也在兔子和大鼠的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象。所以,世界生理學(xué)界把他們的研究結(jié)果命名為“張 -奧原理”。這一現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),不僅有助于解開精卵受精之謎,而且對(duì)實(shí)現(xiàn)精子體外獲能和試管受精有明顯的指導(dǎo)意義,為試管嬰兒的誕生解決了關(guān)鍵性的理論和技術(shù)問題。

在發(fā)現(xiàn)精子獲能現(xiàn)象的基礎(chǔ)上,張民覺對(duì)精子獲能的環(huán)境、機(jī)理等又作了深入的探討,并發(fā)現(xiàn)了精子再獲能現(xiàn)象。

首先,張民覺研究了在整體狀況下子宮和輸卵管對(duì)精子獲能的影響。1955年,張民覺用實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,精子受精能力在子宮內(nèi)部分地取得,然后在輸卵管全部完成,從而第一次證明了精子能在子宮內(nèi)獲得受精能力;[8]1962年,張民覺通過試驗(yàn)后報(bào)道,兔精子在輸卵管獲能至少需 10小時(shí),輸卵管內(nèi)精子的獲能過程慢于子宮內(nèi)精子的獲能過程。[9]

其次,張民覺研究了促性腺素、雌激素、黃體酮等激素對(duì)精子獲能的影響。1958年,張民覺在用各種激素對(duì)雌兔的子宮和輸卵管進(jìn)行處理后,再觀察精子的獲能現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在孕酮影響下子宮內(nèi)精子獲能受到抑制,但孕酮并未改變輸卵管內(nèi)環(huán)境而影響精子的獲能。[10]以后,張民覺又進(jìn)行了精子在體外獲能的研究。1964年,Yanagimachi和張民覺觀察到,在有輸卵管液和卵丘細(xì)胞存在的情況下,讓金色田鼠附睪精子和卵子一起孵育時(shí),能使精子完成獲能過程,并實(shí)現(xiàn)了體外受精;[11]1969年, Pickworth和張民覺又報(bào)道了中國(guó)田鼠附睪精子在體外預(yù)先獲能,然后也能完成和卵子的體外受精;[12]同年,I wamatsu和張民覺還報(bào)道了小鼠附睪精子在母牛濾泡液存在下實(shí)現(xiàn)體外獲能和完成頂體反應(yīng),說(shuō)明牛的濾泡液對(duì)小鼠精子的獲能有著明顯的效果;[13]1974年,Toyoda和張民覺報(bào)告了大鼠附睪精子在含有高鉀和鈉比例及 C-AMP(環(huán) -磷酸腺苷)的培養(yǎng)液中實(shí)現(xiàn)獲能。[14]

1957年,張民覺首次證明了精液漿對(duì)精子受精能力的損傷作用,兔子獲能精子和不同濃度的兔、牛、人等哺乳類動(dòng)物的精液漿在短期孵育后,再進(jìn)入輸卵管內(nèi)并與卵子進(jìn)行體內(nèi)受精時(shí),受精率明顯降低。以后稱精液漿中的這種物質(zhì)為“去獲能因子”(Decapacitation Factor,DF)。若將去獲能后的精子再放在雌性生殖道內(nèi),又可再次獲能,并和卵子受精。這一現(xiàn)象,被稱為精子的去獲能 (Decapacitation)和再獲能 (Recapacitation)。[15]張民覺設(shè)想把去獲能因子注射到子宮使受精抑制,是達(dá)到避孕的可能途徑。

(二)同步化理論:卵子生理學(xué)的重大突破

張民覺在生殖生理學(xué)上最重要的突破就是卵子的移植技術(shù),這是改良家畜的最好方法。張民覺首次提出卵齡與子宮內(nèi)膜發(fā)育“同步化理論”。[16]生殖醫(yī)學(xué)的發(fā)展史表明,這一理論為后來(lái)人工體外受精的成功奠定了理論基礎(chǔ)。

1945-1955年間,張民覺陸續(xù)做了一些卵子發(fā)育的生理學(xué)實(shí)驗(yàn),將不同發(fā)育階段的兔子受精卵移植到受體兔的子宮或輸卵管中,觀察其最終的妊娠和發(fā)育成幼體的比例。通過采用不同卵齡的受精卵和不同排卵時(shí)間的受體,張民覺證明了只有受精卵年齡與受體子宮內(nèi)膜發(fā)育一致才能進(jìn)行移植,進(jìn)而才有可能最終發(fā)育成幼體。張民覺在這些實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,首次提出卵齡與子宮內(nèi)膜發(fā)育的“同步化理論”。[16]即若要移植卵子成功,被移植的受精卵的“年齡”必須與子宮內(nèi)膜的發(fā)育“年齡”相同。同步化理論一經(jīng)提出,便引起生殖學(xué)界的廣泛關(guān)注。有許多科學(xué)家也用實(shí)驗(yàn)多次證明了同步化理論對(duì)于兔卵移植成功的必要性。張明覺本人就認(rèn)為:“這個(gè)‘同步化’理論,在卵子移植上非常重要?！盵4]19-26

1945年,當(dāng)張民覺開始哺乳動(dòng)物卵子研究時(shí),他首先想到的是兔子的受精卵能否在低溫環(huán)境中保存;1947年,他將受精后的兔卵子在低溫下保存數(shù)日,然后觀察解凍后的受精卵的正常發(fā)育。[17]張民覺成功地把兔子的受精卵保存幾天后,經(jīng)過移植仍然順利地發(fā)育成活。這一實(shí)驗(yàn)證明,不只是動(dòng)物的精子可以冷凍保存以用作人工授精,動(dòng)物的卵子也同樣可以冷凍保存。這一研究成果有著廣闊的應(yīng)用前景,不僅可以增加優(yōu)良雄性繁殖能力,也可以增加優(yōu)良雌性的繁殖能力,從而給家畜品種的改良鋪平道路。

1969年,張民覺在雪貂身上移植受精卵首次獲得成功。[18]以后,他又做了異種卵子如兔和雪貂之間[19]、雪貂和水貂之間[20]的移植。他認(rèn)為,進(jìn)行異種之間卵子的移植,以及對(duì)卵子的運(yùn)行、發(fā)育和著床機(jī)制的分析和研究,對(duì)卵子移植技術(shù)的進(jìn)展會(huì)有重大突破。

(三)體外受精:“試管嬰兒”誕生的理論基礎(chǔ)

張民覺是世界公認(rèn)的研究哺乳類卵子體外受精的先驅(qū)。多種動(dòng)物卵子的體外受精及其技術(shù)上的改進(jìn)均創(chuàng)始于他的實(shí)驗(yàn)室,這為以后“試管嬰兒”的誕生奠定了理論基礎(chǔ)。

1945年,張民覺從英國(guó)到美國(guó),主要是想向品克斯學(xué)習(xí)體外受精實(shí)驗(yàn)技術(shù)。1959年,張民覺用體外獲能的兔精子進(jìn)行體外受精,在世界上第一個(gè)完成了哺乳動(dòng)物體外受精實(shí)驗(yàn)——即用移植供體方法,以確鑿的證據(jù)證明了哺乳類動(dòng)物體外受精的成功。[21]利用體外受精的基礎(chǔ)理論和方法,可以研究生殖生理學(xué)的各個(gè)方面,如精子獲能,精子穿透卵子的形態(tài)學(xué),排卵前后卵子的受精能力,受精過程中卵丘、放射冠和透明帶的功能,在精子和卵子間酶的反應(yīng),透明帶反應(yīng)和卵黃的阻斷機(jī)制以及免疫學(xué)等,最終有助于揭示精子、卵子受精的根本機(jī)制。這些,都是用體內(nèi)受精的方法無(wú)法辦到的。為此,張民覺做了許多令人信服的體外受精試驗(yàn)。

Yanagi machi和張民覺用倉(cāng)鼠做有關(guān)體外受精的試驗(yàn),第一次報(bào)道了嚙齒類卵子體外受精的成功。[11]他們發(fā)現(xiàn),從雌倉(cāng)鼠交配后 4-5小時(shí)回收的獲能精子和卵子的受精率高于從附睪取得的未獲能精子。這一結(jié)果,說(shuō)明兩方面的事實(shí):一方面,倉(cāng)鼠附睪精子需要在雌性生殖道內(nèi)獲能;另一方面,用附睪精子也可以和卵子受精,只是受精率較低而已。這一仔細(xì)的觀察和果斷的判斷,為以后精子在受精前預(yù)先在培養(yǎng)液中孵育以便提高受精率提供了很好的設(shè)想和依據(jù)。

用中國(guó)田鼠做有關(guān)體外受精的試驗(yàn)獲得成功,也是在張民覺實(shí)驗(yàn)室里首先取得的。Pickworth和張民覺對(duì)附睪精子進(jìn)行預(yù)先孵育,再在培養(yǎng)液中加入金色田鼠濾泡液,然后和卵子體外受精,獲得成功。[12]

用大、小鼠卵子做有關(guān)體外受精的試驗(yàn)。I

wamatsu和張民覺報(bào)道了用附睪精子體外受精成功。[13]張民覺在有關(guān)小鼠卵子受精的影響因子的論文中指出:在排卵前卵巢內(nèi)卵子受精的可能性,排卵后小鼠卵子的受精壽命,不同種系精子和卵子的受精差異。同時(shí),報(bào)道了附睪提取物對(duì)受精的抑制,以及在精子、卵子孵育期內(nèi)保持鈣離子濃度和 PH值的穩(wěn)定的重要性。盡管大鼠卵子在體外受精比倉(cāng)鼠和小鼠更為困難,但Miyamoto和張民覺還是首次用大鼠卵子做了有關(guān)體外受精的試驗(yàn),并獲得了成功。[22]

(四)口服避孕藥:避孕作用機(jī)理的成功實(shí)踐

張民覺對(duì)生殖生理學(xué)的另一項(xiàng)研究貢獻(xiàn),是對(duì)甾體避孕藥作用機(jī)理的研究,也就是對(duì)婦女口服避孕藥的研究。

張民覺首次報(bào)告了孕激素類的抗生育效果:對(duì)動(dòng)物在排卵前用孕激素處理,可使卵子運(yùn)行加快同時(shí)加速卵子退化;兔排卵前用甲孕酮處理或排卵后用雌激素處理,胚泡在妊娠第六天完成退化;雪貂在排卵前用甲孕酮處理,可以阻止妊娠。進(jìn)一步研究揭示,雌兔在排卵前用孕酮或有關(guān)化合物處理使受精受到抑制,其原因是影響了精子獲能、使卵子運(yùn)行加快并在子宮內(nèi)退化等多個(gè)環(huán)節(jié)。另外,張民覺還闡明了雌激素類的抗生育作用原理。動(dòng)物在交配后用雌激素處理干擾了卵子運(yùn)行,使妊娠中止。張民覺認(rèn)為,由于雌激素干擾了卵子運(yùn)行,從而影響了卵子發(fā)育。目前,在臨床上使用的以孕激素為主的避孕藥,其作用原理和這些變化有關(guān)。[6]

在抗生育作用機(jī)理的研究中,張民覺還探索了甾體及其他化合物對(duì)卵子運(yùn)行和發(fā)育的影響。為此,張民覺試驗(yàn)了各種口服避孕藥的效果。他發(fā)現(xiàn),兔交配后 1-3天口服異炔諾酮、克羅米芬或三乙醇胺,可干擾卵子運(yùn)行或使卵子從子宮排出,不能著床。將第六天的胚泡移植到用異炔諾酮處理后的另一兔子子宮,明顯地降低了著床率。[6]

三 對(duì)生殖醫(yī)學(xué)理論走向應(yīng)用的卓越貢獻(xiàn)

生殖醫(yī)學(xué)是綜合研究生殖的科學(xué),是生命科學(xué)中一門獨(dú)立的學(xué)科。[24]1現(xiàn)代生殖醫(yī)學(xué)的每一項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)、新認(rèn)識(shí),都為生殖生理學(xué)理論的成功應(yīng)用增添了新內(nèi)容、新活力。張民覺在精子、卵子、受精和卵子移植等基礎(chǔ)領(lǐng)域取得的一系列突破性進(jìn)展,為世界生殖醫(yī)學(xué)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用作出了卓越的貢獻(xiàn)。他的成果,使不育者能育、能育者節(jié)育,使性愛與生育從此可以按人類的意愿自主地分離,掀起了人口控制的一場(chǎng)革命。

張民覺的案例深刻地說(shuō)明,在今天看似“純理論”的研究,發(fā)展到一定階段,完全可能成為有著巨大應(yīng)用價(jià)值的“實(shí)用的”技術(shù)。

(一)“試管嬰兒之父”

醫(yī)學(xué)史上,無(wú)數(shù)的事實(shí)證明,在先進(jìn)的臨床治療成功的背后,依托著大量的基礎(chǔ)理論研究的成果。體外受精和胚胎移植技術(shù)的發(fā)展,就是基礎(chǔ)研究和臨床實(shí)踐相結(jié)合的最佳范例。張民覺開創(chuàng)性的生殖生理學(xué)研究,特別是精子獲能的發(fā)現(xiàn),不僅有助于解開精卵受精之謎,而且對(duì)實(shí)現(xiàn)精子體外獲能和試管受精有著重要的指導(dǎo)意義,為試管嬰兒的誕生解決了關(guān)鍵性的理論和技術(shù)的難題。1959年,張民覺第一次完成了兔子的真正意義上的體外受精和胚胎移植。[23]他將原代母兔體外受精的胚胎移植到另一只代孕母兔的子宮里,結(jié)果誕生了和原代母兔同樣的子代。這是一次劃時(shí)代的成功,此后胚胎移植在多個(gè)哺乳動(dòng)物種系中均取得成功。

1978年7月 25日晚 11時(shí)47分,在英國(guó)曼徹斯特的一家醫(yī)院中降臨的女嬰路易斯·布朗 (Louise Brown),成為世界上第一例由體外受精和胚胎移植的人類技術(shù)孕育而生的幸運(yùn)兒——“試管嬰兒”。

美國(guó)科學(xué)院院士、夏威夷大學(xué)生物發(fā)育研究中心主任、克隆技術(shù)創(chuàng)始人之一的柳町隆造 (Ryuzo Yanagimachi)教授是這樣評(píng)價(jià)張民覺的這項(xiàng)基礎(chǔ)研究的:

1952年,張博士的研究發(fā)現(xiàn)哺乳動(dòng)物的體外受精是可能的。正是這一發(fā)現(xiàn),才使人類試管嬰兒的出生成為可能。所以,他的研究是生殖生物學(xué)中的重大成就。正因?yàn)槿绱?他被稱之為“試管嬰兒之父”。

試管嬰兒的誕生,是人類生殖生理學(xué)和生殖醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的一個(gè)最偉大的里程碑,從此揭開了輔助生殖技術(shù)廣泛應(yīng)用的序幕,成為生命科學(xué)領(lǐng)域中發(fā)展最為迅速和影響最為深遠(yuǎn)的一門新學(xué)科。在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的胚胎移植技術(shù),為生物物種的保護(hù)、保存和延續(xù)提供了有效的“存儲(chǔ)”和“拷貝”手段。人類終于打破了自然的桎梏,不僅為婦女不孕癥患者帶來(lái)福音,還具有優(yōu)生學(xué)上的偉大意義。國(guó)際胚胎學(xué)會(huì)因此專門授予張民覺“開拓獎(jiǎng)”。

(二)“口服避孕藥之父”

輔助生育技術(shù)的廣泛應(yīng)用,促進(jìn)了影響精子和卵子的藥物研制。張民覺認(rèn)識(shí)到,既然精子要“獲能”才能與卵子結(jié)合,那么,阻斷“獲能”或抑制排卵,也就成為口服避孕藥研制的關(guān)鍵所在。

1953年,張民覺經(jīng)過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明孕激素能夠抑制兔子的排卵,于是決定將異炔諾酮和炔諾酮開發(fā)成單純?cè)屑に乇茉兴?。但在生產(chǎn)過程中,由于混入了炔雌醇甲醚,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)加入雌激素可以更好地控制排卵周期。這樣,復(fù)方避孕藥成為至今仍在最廣泛使用的口服藥物;[24]1-21957年,張民覺和品克斯等人根據(jù)當(dāng)時(shí)的研究成果,開始就 300余種類固醇激素對(duì)垂體的有效作用而阻止排卵作用進(jìn)行篩選,先后用幾種不同的進(jìn)藥方式和劑量對(duì)兔子進(jìn)行藥物抑制排卵的觀察。結(jié)果發(fā)現(xiàn),經(jīng)口服一定劑量的孕酮或相關(guān)化合物后,兔子排卵受到明顯的抑制。他認(rèn)為,這是由于孕酮影響了精子獲能所致,而最主要的原因是孕激素類的化合物干擾了雌性生殖道的環(huán)境,影響了著床過程和胚胎發(fā)育。

此后,張民覺和他的學(xué)生經(jīng)過幾年的大規(guī)模動(dòng)物試驗(yàn),從 300余種合成的類固醇中篩選出最有效的二種甾類化合物:異炔諾酮和炔諾酮。在此基礎(chǔ)上,又在一些醫(yī)學(xué)院的協(xié)助下,將實(shí)驗(yàn)擴(kuò)大到人體藥物應(yīng)用,之后又在波多黎各和海地等地進(jìn)行大規(guī)模的人體試驗(yàn)。他們有足夠的證據(jù)證明,篩選出的甾類化合物對(duì)婦女排卵能進(jìn)行有效的抑制。1961年, FDA(美國(guó)食品和藥物管理局)正式批準(zhǔn)廠商生產(chǎn)上市首批口服避孕藥。此研究成果是 20世紀(jì) 60年代一項(xiàng)了不起的成就,標(biāo)志著用生理學(xué)原理直接應(yīng)用于控制人口增長(zhǎng)的一場(chǎng)革命。[25]口服避孕藥的發(fā)現(xiàn),被認(rèn)為是 20世紀(jì)最重要的科學(xué)創(chuàng)見之一,極大地改變了人類的生活方式,提高了生活質(zhì)量。因此, 1982年 4月26日的《世界經(jīng)濟(jì)導(dǎo)報(bào)》發(fā)表了《“節(jié)育藥之父”——張民覺教授》的文章,張民覺又一次被世人譽(yù)為“口服避孕藥之父”。

四 結(jié)束語(yǔ)

張民覺憑借他的研究成果及在學(xué)術(shù)上的重大貢獻(xiàn),獲得了許多國(guó)家和國(guó)際學(xué)術(shù)組織授予的各項(xiàng)榮譽(yù)、獎(jiǎng)?wù)隆?954年,獲被譽(yù)為諾貝爾獎(jiǎng)敲門獎(jiǎng)的美國(guó)計(jì)劃生育研究會(huì)授予的拉斯克爾獎(jiǎng) (AlbertLasker Award);1961年,獲美國(guó)不育研究學(xué)會(huì)授予的奧爾索獎(jiǎng)?wù)?Ortho Award);1970年,獲美國(guó)生殖研究會(huì)授予的哈特曼獎(jiǎng) (Hartman Award);1975年,獲美國(guó)藝術(shù)與科學(xué)研究院授予的福蘭斯獎(jiǎng) (Frances Amory Prize);1983年,獲國(guó)際胚胎移植學(xué)會(huì)授予的先驅(qū)者獎(jiǎng)?wù)?PioneerAward);1987年,獲第五屆世界體外授精及胚胎移植大會(huì)授予的奧爾索獎(jiǎng)?wù)?(Ortho A-ward)。[4]3-131989年和 1990年,張民覺先后當(dāng)選為第三世界和美國(guó)科學(xué)院院士,曾三次被提名為諾貝爾獎(jiǎng)候選人,還榮獲美、日、中、意、英等國(guó)大學(xué)、研究所及學(xué)術(shù)團(tuán)體的名譽(yù)教授、博士、研究員和顧問等稱號(hào)。

1991年 6月 5日,張民覺在美國(guó)麻省的伍斯特小鎮(zhèn)與世長(zhǎng)辭,享年 83歲?！霸嚬軏雰褐浮弊吡?試管嬰兒的家族卻越來(lái)越興旺。我國(guó)首例試管嬰兒也于 1988年 3月 10日誕生。如今,全世界試管嬰兒已經(jīng)出生 300多萬(wàn)例?！翱诜茉兴幹浮彪m然走了,但口服避孕藥的廣泛應(yīng)用卻使性愛與生育分離易為人們控制,實(shí)現(xiàn)了“減輕人口增長(zhǎng)的壓力”的總宗旨。

張民覺實(shí)現(xiàn)了他一生孜孜以求的最大愿望:用自己的科研成果造福全人類。

[1]林衛(wèi)國(guó).杰出的貢獻(xiàn),光輝的一生——記美籍生殖生理學(xué)家張民覺博士[J].滄桑,1994(3):32-34.

[2]鄭 重.科學(xué)是人類的共同財(cái)富——訪美籍生殖生理學(xué)家張民覺教授[N].文匯報(bào),1978-11-05.

[3]林寶發(fā).張民覺、楊祥發(fā)同被選為美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院士[N].參考消息,1990-05-05.

[4]趙志忠.試管嬰兒之父張民覺[M].呼和浩特:遠(yuǎn)方出版社,2004.

[5]Chang,M.C.The effects of low temperature and acclimatization on the respiratory activity and survival of ram sper matozoa[J].Proc.R.Soc,1940(857):517.

[6]張燕林.略述張民覺先生在生殖生理學(xué)上的卓越貢獻(xiàn)[N].嵐縣文史資料,1987(2):2-29.

[7]Chang,M.C.Fertilizing capacity of sper m deposited in the fallopian tube[J].Nature,1951(168):697.

[8]Chang,M.C.Development of fertilizing capacity of rabbit sper matozoa in the uterus[J].Nature,1955(175):10-36.

[9]Chang,M.C.Capacitation of rabbit spermatozoa in the Fallopian tube and in the uterus[J].J.Exp.Zool,1962(151): 159-166.

[10]Chang,M.C.Capacitation of rabbit sper matozoa in the uteruswith special reference to the reproductive phases of the female[J].Endocrinology,1958(63):619-628.

[11]Yanagimachi,R.and Chang,M.C.In vitro fertilization of golden hamster ova[J].J.Exp.Zool,1964(156):361-376.

[12]Pickworth,Stella and Chang,M.C.Fertilization of Chinese hamster eggs in vitro[J].J.Reprod.Fert,1969(19):371 -374.

[13]I wamatsu,T.and Chang,M.C.in vitro fertilization ofmouse eggs in the presence of bovine follicular fluid[J].Nature, 1969(224):919-920.

[14]Toyoda,Y.and Chang,M.C.Capacitation of epididymal spermatozoa in a medium with high K/Na ratio and cyclic AMP for the fertilization of rat eggs in vitro[J].J.Reprod. Fert,1974(36):125-134.

[15]Chang,M.C.A detri mental effect of seminal plas ma on the fertilizing capacity of sperm[J].Nature,1957(179):258 -259.

[16]Chang,M.C.Development and fate of transferred rabbitova or blastocyst in relation to the ovulation time of recipients [J].Exp Zool,1950(114):197.

[17]Chang,M.C.Nor mal development of fertilized rabbit ova stored at low temperature for several days[J].Nature, 1947(159):602.

[18]Chang,M.C.Developmentof transferred ferret eggs in relation to the age of corpora lutea[J].J.Exp.Zool,1969 (171):459-464.

[19]Chang,M.C.Reciprocal transplantation of eggs between rabbit and ferret[J].J.Exp.Zool,1966(161):297-305.

[20]Chang,M.C.I mplantation of ferret ova fertilized by mink sper m[J].J.Exp.Zool,1965(160):67-80.

[21]Chang,M.C.fertilization of rabbit ova in vitro[J].Nature, 1959(184):466-467.

[22]Chang,M.C.In vitro fertilization of rat eggs[J].Nature, 1973(241):50-52.

[23]Chang,M.C.fertilization of rabbitova in vitro[J].Nature, 1959(184):466-467.

[24]朱長(zhǎng)虹.生殖藥理學(xué)[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2007.

[25]王 進(jìn).試管嬰兒之父——張民覺[N].科學(xué)時(shí)報(bào),2004 -10-19.

ChangM in-chueh:the Father of Tube-baby and Oral Contraceptives

N IU Fang1,2
(1.Research Center for Philosophy of Science and Technology,Shanxi University,Taiyuan030006,China; 2.Departm ent of M odern Science and Technology,Shanxi Provincial Party School,Taiyuan030006,China)

ChangMin-chueh,a physiological scientist from Shanxi province,China,has devoted all his life to the reproductive physiology research and created so manymiracles in the history of science and technology.The breakthroughsmade by him and his teamwork in such basic research of reproductive physiology as sperms,ova,fertilization and ovum transplantation,mean some tough theoretical and technological problems of man’s control over his existence and development have been solved.Therefore,ChangMin-chueh,the outstanding contributor to the development of reproductive medicine is highly praised as the Father of Tube-baby and Oral Contraceptives in the world of science.

tube-baby;oral contraceptives;reproductive physiology

book=14,ebook=181

N09

A

1000-5935(2010)02-0014-06

(責(zé)任編輯 李雪楓)

2009-09-15

牛 芳 (1962-),女,山西晉城人,山西大學(xué)科學(xué)技術(shù)哲學(xué)研究中心博士研究生,山西省委黨校教授,主要從事科學(xué)思想史研究。