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求子 18 年無果:哥大用 AI 找到隱匿精子,助無精症夫婦成功懷孕

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CNN 報道哥倫比亞大學生育中心利用 AI 精子追蹤系統 STAR,幫一對抗爭不孕 18 年的夫婦懷上頭胎。該系統能在 1 小時內拍攝 800 萬張影像,從肉眼難尋的樣本中精準撈出稀有精子。目前該方案僅在哥大開展,總費用略低於 3000 美元。

求子 18 年無果:哥大用 AI 找到隱匿精子,助無精症夫婦成功懷孕
圖:cnn.com

一對夫妻備孕了整整 18 年。他們做過多輪試管嬰兒,跑遍了全球各地的生殖中心,最後全卡在同一個原因上:丈夫患有無精子症。

正常男性的精液樣本里會有幾億個精子,而無精子症患者的樣本在顯微鏡下往往只能看到細胞碎片。技術人員瞪大眼睛手動找上幾個小時甚至幾天,常常連一個也撈不出來。

轉機發生在他們來到哥倫比亞大學不育中心之後。醫療團隊用了一套基於計算機視覺的 AI 系統,從丈夫的精液裡找出了整整 3 顆隱匿精子,成功完成受精並讓妻子受孕,預產期在 12 月。

1 小時拍 800 萬張圖,把精子裝進微小液滴

這套系統名叫 STAR,全稱是「精子追蹤與回收」(Sperm Tracking and Recovery),由哥倫比亞大學不育中心主任 Zev Williams 博士團隊花了五年時間研發。

它的原理可以簡單理解成給顯微鏡裝上極速連拍相機和專用晶片。樣本放上去後,系統通過高倍成像在一小時內拍下超過 800 萬張微觀照片,用經過訓練的視覺演算法逐幀掃過整個樣本。

一旦認出符合形態特徵的精子,STAR 會立刻把它隔離到一個極小的培養基液滴裡。整個過程不需要用雷射切割,也不加有毒的熒光染色劑,精子的細胞活性完全不受影響。

在之前的測試裡,一位患者的樣本讓技術人員肉眼找了兩天一無所獲,放進 STAR 系統後,AI 在一小時內挑出了 44 顆精子。這次懷孕的夫妻最終只挑出 3 顆,但結合後續的試管嬰兒注射,3 顆就足夠讓胚胎成形。

比起開刀切睪丸,AI 方案便宜且不遭罪

在美國,男性因素佔所有不育病例的近 40%,其中有高達 10% 的不育男性被診斷為無精子症。這類患者平時的性功能完全正常,精液外觀也看不出異樣,因此確診時往往讓人措手不及。

過去遇到無精子症,傳統做法大多非常遭罪。醫生需要手術切開睪丸,取出一小塊組織搗碎,在裡面碰運氣翻找精子。這種手術極容易留下永久性瘢痕和損傷,一個患者一生最多隻能耐受幾次。

如果手術和激素藥物都失效,夫妻就只能考慮使用供精。哥倫比亞大學團隊表示,用 STAR 完成樣本篩查、分離和凍存的全套花費在 3000 美元以內,比反覆手術切開睪丸要便宜得多,更省去了皮肉之苦。

生殖醫學領域裡用 AI 早就不是第一次,比如評估囊胚質量的 Stork-A、評估卵子質量的 CHLOE 都在臨床中有所應用,加拿大也有團隊做過類似的精子篩選演算法。但在顯微鏡下把目標不僅「認出來」還能毫髮無損地「抓出來」,STAR 是頭一個落地且促成妊娠的案例。

不過業內也有潑冷水的聲音。威爾康奈爾醫學院的胚胎學專家 Gianpiero Palermo 指出,AI 並不能憑空造出精子,有些患者體內確實徹底沒有精子生成,再強大的演算法也無能為力。他認為目前該技術仍需更大規模的臨床驗證,謹防給患者帶來不切實際的希望。

為什麼重要

我們認為,STAR 最精妙的地方不是模型有多深,而是把 AI 放在了最適合它的髒活累活上:高通量視覺篩查。人眼盯著顯微鏡看兩小時就會視覺疲勞,漏檢率直線上升,而機器一小時掃 800 萬張切片不知疲倦,這種把「極低機率事件」拉回可用區間的做法,切中了臨床痛點。

對廣大面臨生育困境的家庭來說,這意味著在選擇供精或放棄之前,多了一道安全且成本相對可控的防線。不到 3000 美元的費用在動輒數萬美元的輔助生殖週期裡不算誇張,一旦這套技術走出哥倫比亞大學向全球診所推廣,很有希望替代一部分創傷極大的睪丸穿刺取精手術。

但也要清醒看到,這項技術目前只有單一中心的一例成功妊娠報告。它改變不了重度非梗阻性無精子症的生理極限,胚胎最終能否健康著床、活產分娩,依然取決於精卵本身的遺傳物質質量。AI 解決了「找針」的難題,但針本身好不好用,大自然依然握著最終的決定權。

來源 (1)

  1. [1]
    cnn.com(在新分頁開啟)原文cnn.com

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