据美媒7月3日报道,经过18年的漫长求子之路,一对夫妇终于在人工智能技术的帮助下成功怀上了他们的第一个孩子。这对夫妇曾辗转全球多家生育中心,尝试了多轮体外受精(IVF)治疗。体外受精过程需要将女性卵子与精子在实验室结合形成胚胎,再植入子宫。
但该丈夫患有罕见的无精症——其精液中检测不到任何精子,导致所有尝试均告失败。正常精液样本含有数亿精子,而无精症患者的精子数量极低,即便在显微镜下仔细搜寻数小时也难觅踪迹。
为保护隐私选择匿名的夫妇最终来到哥伦比亚大学生育中心,尝试名为“STAR”的全新疗法。该方法运用人工智能技术,帮助识别并提取那些曾被判定为“完全无精”患者体内潜藏的微量精子。丈夫只需提供精液样本即可。“经历多次失望后,我们已不敢抱太大希望,”妻子在邮件声明中坦言。
生育中心的研究人员通过AI系统分析精液样本,成功找到并提取出3个隐蔽的精子,经体外受精使妻子怀孕。这成为STAR方法首例成功妊娠案例,预产期为今年12月。妻子说,“我花了两天才敢相信真的怀孕了,至今早晨醒来仍觉得如梦似幻,只有看到超声图像才敢确认。”
人工智能正在推动美国生殖医学领域革新:越来越多医疗机构采用AI评估卵子质量或筛选健康胚胎。虽然仍需更多研究验证,但AI在解决男性不育症方面正取得突破性进展。哥伦比亚大学生育中心主任泽夫·威廉姆斯博士带领团队耗时五年开发STAR技术,其效果令研究者震惊。
威廉姆斯回忆道,“有位患者提供样本后,专业技师耗时两天未发现任何精子。而STAR系统仅用一小时就找到44个精子,当时我们就意识到这将是颠覆性的突破。”STAR(精子追踪回收系统)通过高速摄像头连接显微镜,运用高精度成像技术,能在1小时内拍摄超800万张图像识别精子细胞,并将其隔离至微型培养滴中。威廉姆斯形容这如同“从千座干草堆里找散落的针”,且过程温和无需激光或染色,提取的精子仍具受精能力。
“惊人之处在于,这些患者样本中可能仅存2-3个精子,而非正常的2-3亿个,”威廉姆斯解释,“但凭借STAR系统的精确性和胚胎学家的专业技艺,即便微量精子也能成功授精。”
据统计,美国约40%的不孕病例与男性因素相关,其中10%的男性不育患者患有无精症。威廉姆斯说,“这个诊断往往令人心碎,多数无精症患者感觉完全健康,性功能正常,精液外观也无异样。但显微镜下看到的只有细胞碎片,而非亿万游动的精子。”
传统治疗方案包括从睾丸直接提取精子的侵入性手术,可能造成永久性损伤;激素药物治疗仅对内分泌失衡者有效。若所有方案失败,夫妇只能选择供精人工授精。STAR技术为此提供了全新选择。
目前该技术仅在哥伦比亚大学生育中心可用,但团队计划公开研究成果与其他机构共享。使用STAR方法查找、分离并冷冻精子的总费用约3000美元。“不孕问题是贯穿人类历史的古老难题,”威廉姆斯感慨,“如今我们正用最尖端科技解决这个亘古难题。”
加拿大另一研究团队也开发了AI模型,用于自动化筛查无精症样本中的稀有精子。梅奥诊所泌尿科医师塞万·赫洛博士指出:“AI的优势在于通过学习精子形态特征,建立识别算法精准定位目标。”
旧金山生殖内分泌学家艾米·埃瓦扎德博士表示:“AI正在帮助我们看见肉眼不可见之物。”她列举多个AI生殖应用:Stork-A算法可高精度预测胚胎健康度;CHLOE工具能评估卵子质量;AI还能个性化定制IVF用药方案,提升精子筛选精度,预测成功率等。
但威尔康奈尔医学院胚胎学教授詹皮耶罗·帕勒莫提醒,AI在生殖医学的仓促应用可能给患者带来虚假希望。作为卵胞浆内单精子注射技术(ICSI)的发明者,他指出现有AI模型仍需验证,且STAR方法仍需胚胎学家手动完成精子注射。帕勒莫评价道,“有些男性确实不存在精子,无论人工还是机器筛查都无济于事。”
尽管如此,埃瓦扎德仍认为STAR系统是“改变游戏规则的突破”:“AI并非创造精子,而是放大人类专家发现隐匿存活精子的能力——这正是生殖医学的未来。”
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