问题

请问父母几岁的精子和卵子质量最好?冷冻是否影响质量?

回答
关于父母在什么年龄生育对精子和卵子质量最好,以及冷冻技术是否会影响其质量,这是一个大家都很关心的问题。让我们来仔细梳理一下,尽可能详细地聊聊。

父母在什么年龄生育,精子和卵子质量最好?

这个问题的答案并不是一个绝对的数字,而是存在一个普遍认为的“黄金生育年龄”区间,并且男女之间略有差异。

对于女性而言:

普遍认为,女性在 20岁到30岁之间,卵巢功能最旺盛,卵子质量也相对最好。

卵子数量与质量: 女性出生时,卵巢内就携带了她一生中所有的卵子,数量大约在200万左右。但从青春期开始,每个月经周期都会有若干卵子开始发育,最终只有一个(通常情况下)成熟并排出。随着年龄的增长,卵子的数量会逐渐减少,更重要的是,卵子的质量也会下降。质量下降主要体现在:
染色体异常率升高: 随着卵子在卵巢中停滞的时间越长,其DNA复制和修复机制可能出现更多错误,导致染色体数目或结构异常的几率增加。这会显著影响胚胎的发育,增加自然流产和胎儿出生缺陷(如唐氏综合征)的风险。
线粒体功能减退: 卵子需要大量的能量来完成受精和早期发育过程。女性年龄越大,卵子的线粒体功能可能越弱,提供的能量不足,可能影响胚胎的发育潜能。
卵子外膜(透明带)变化: 随着年龄增长,卵子外膜的厚度和硬度也可能发生变化,这可能会增加精子穿透的难度,影响受精过程。

生育能力: 女性的生育能力在30岁后开始缓慢下降,35岁后下降速度会加快。高龄孕妇(通常指35岁以上)会面临更高的生育风险,包括妊娠并发症(如妊娠期高血压、妊娠期糖尿病)、早产、低出生体重儿等。

对于男性而言:

男性的生育年龄范围相对女性更广一些,通常认为 20岁到40岁之间 是精子质量较好的时期。

精子数量与质量: 男性从青春期开始产生精子,并且理论上可以持续一生。然而,精子的质量也会随着年龄增长而发生一些变化:
精子活力下降: 随着年龄增长,男性精子的整体活力(即向前运动的能力)可能会有所下降。活力不足的精子难以游动到卵子并成功受精。
精子畸形率升高: 部分研究表明,年龄较大的男性精子形态异常(如头部或尾部畸形)的比例可能会有所增加。
DNA损伤增加: 同样,随着年龄增长,男性精子中DNA的损伤率也有可能升高。这同样可能影响胚胎的健康发育,增加流产和子女患某些疾病的风险。

生育能力: 虽然男性生育能力下降的速度相对缓慢,但到了40岁甚至50岁以后,生育能力的下降会变得更明显。高龄父亲可能需要更长的时间才能让伴侣怀孕,并且子女患某些遗传疾病的风险也有所增加。

总结:

如果单纯从生育能力和后代健康的角度来看,女性在2030岁,男性在2040岁之间,是生育质量相对最好的时期。 当然,这只是一个普遍的趋势,个体差异很大。

冷冻是否影响精子和卵子质量?

答案是:是的,但现代冷冻技术已经非常成熟,对质量的影响是有限的,且许多情况下仍然可以保持良好的生育能力。

冷冻精子和卵子(以及胚胎)是辅助生殖技术中非常重要的环节,它允许人们在年轻、质量更好的时候保存生育材料,以便在未来使用。这个过程被称为 冷冻保存(Cryopreservation)。

冷冻的过程大致是这样的:

1. 样品准备: 精子需要进行处理,去除精液中的液体成分,保留高活力的精子。卵子则需要从卵巢中取出(通过促排卵和取卵手术),然后在显微镜下选择质量好的卵子。
2. 冷冻保护剂添加: 在冷冻前,需要在精子或卵子中加入一种特殊的“冷冻保护剂”。这种物质能够帮助减少冰晶的形成,防止细胞因冰晶刺穿和渗透压变化而受损。
3. 超快速冷冻(玻璃化冷冻): 目前主流的卵子和精子冷冻技术是“玻璃化冷冻”(Vitrification)。它是一种超快速冷冻技术,通过极快的降温速度,让水分在形成冰晶之前就转变为一种无定形、类似玻璃的状态。这种方式比传统的慢速冷冻对细胞的损伤要小得多。
4. 储存: 冷冻后的精子或卵子会被储存在液氮容器中,温度极低(196℃),在这种环境下,细胞的代谢活动几乎停止,可以长期保存而不会明显衰老。

冷冻对质量的影响(“后遗症”):

尽管玻璃化冷冻技术已经大大降低了损伤,但我们不能说它对质量完全没有任何影响。影响主要体现在:

细胞结构和功能上的细微变化:
卵子: 在冷冻和复苏过程中,卵子内的细胞器(如线粒体)以及细胞膜可能发生一些微小的结构改变。虽然在大部分情况下这些变化是可逆的或不影响受精,但极少数情况下可能导致复苏后的卵子质量下降,无法受精或胚胎发育异常。
精子: 精子相对卵子来说,对冷冻的耐受性更好一些。但复苏后,精子的活力可能会有一定程度的下降。

复苏率(Survival Rate): 不是所有冷冻的精子或卵子都能成功复苏并保持活性。虽然现代技术下,复苏率很高(卵子通常在90%以上,精子更高),但总会有极少数个体无法存活。

后代健康风险的增加? 这是大家最关心的问题。目前 绝大多数研究表明,通过现代辅助生殖技术(包括冷冻)出生的婴儿,其健康状况与自然受孕的婴儿在统计学上没有显著差异。 冷冻技术本身并未被证实会直接导致后代出生缺陷率或长期健康问题的增加。

需要考虑的因素:
母体年龄: 如果是高龄女性冷冻卵子,即使卵子质量保存得很好,其复苏后受精并孕育出健康宝宝的几率,仍然受到她本人当前年龄相关的生理因素影响(如子宫环境、妊娠风险等)。
精子/卵子本身的质量: 如果在冷冻前,精子或卵子的质量本身就已经不佳,那么冷冻保存下来后,使用时成功的几率自然会受到影响。
操作技术: 冷冻和复苏的过程需要经验丰富的医生和胚胎师来操作,任何技术环节的失误都可能影响最终结果。

一些细节补充:

精子比卵子更“抗冻”: 由于精子结构更简单,细胞内水分含量也比卵子低,因此精子对冷冻的耐受性更好,复苏后的活力和形态受影响的程度也更小。
一次可以冷冻多颗卵子: 对于女性来说,由于每个月排出的卵子数量有限,为了增加未来生育的机会,通常会通过促排卵,一次取出多颗卵子进行冷冻,这样可以最大化利用年轻时优质卵子的价值。
冷冻年龄的重要性: 无论男女,冷冻的年龄越年轻,其保存的精子/卵子的质量就越好,未来使用时的成功率也越高。 所以,如果计划未来生育,但因为学业、事业或其他原因无法在最佳生育年龄生育,考虑在年轻时冷冻精子或卵子是一种非常有价值的生育选择。

总而言之,父母的年龄是影响精子和卵子质量的关键因素,而现代冷冻技术虽然并非完美无缺,但已经是一种非常成熟和安全的方式,可以在很大程度上帮助人们保存年轻时的生育能力。重要的是要了解这些信息,并在有生育计划时,根据自身情况做出明智的选择。

网友意见

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人的精子质量在 20 岁到 25 岁相对较高,30 岁开始缓慢地降低,从 40 岁到 45 岁明显降低,在 55 岁之后质量较差。这不怎么重要。最近几十年间,人类男性的精子质量普遍严重劣化,形态不正常的比例大片地突破 90%——完全可以修改“正常”的定义了。

年长父亲的孩子患上心理问题和精神障碍的风险略高,40 岁或以上的男性产生的精子发育成的孩子患自闭症谱系障碍的可能性是 30 岁或以下父亲以下略出来的孩子的 5 倍左右,患精神分裂症的风险略有增加。增加之后的比例按一般社会上的情况来说并不高。

人的卵子质量也是在 20 岁到 25 岁较高,25 到 30 岁期间略有震荡地轻微下降,从 30 岁出头开始降低,在 35 岁后降低速度较快。这同样不重要,人卵母细胞染色体非整倍的比例也是经常突破 70% 的。20 岁到 25 岁的女性每个月有 25% 到 30% 的机会怀孕,而 40 岁时每个月怀孕的几率约 5%。女性妊娠并发症的风险也随着年龄的增长而增加。

多细胞真核生物经过十几亿年的勉强维持,表现出我们很熟悉的古老机器的一般特征:正在散架

低温冷冻保存对人生殖细胞的影响不大。选出其中的正常细胞,保存数十年仍能产生正常胚胎。澳大利亚试管婴儿的经验是,一次卵巢刺激后的试管婴儿操作带来活产婴儿的概率与年龄有关,30 至 34 岁女性的成功率为 43%、35 至 39 岁女性为 31% 、40 至 44 岁女性为 11%。使用年轻女性捐赠的卵子可以提高在年老女性身上操作的成功率。

有性生殖不适合高保真地继承父母的优良性状,每个人的生殖细胞会引入自己的体细胞没有的数十个变异,在男性身上平均每年还会增加数个。试管婴儿长大后的平均智力水平不低于自然受精产生的婴儿在同样年龄的表现。二十世纪中后期典型智商测试的可靠性为 90% 到 95%,同卵双胞胎的智商得分的平均相关性为 86%,兄弟姐妹间为 47%,半兄弟姐妹间为 31%,表亲之间为 15%[1]

“提升婴儿的智商”在测定上也有难度,遗传对智商的影响在从婴儿到成年的过程中逐渐增加,可能是遗传因素影响了人们的生活过程和倾向、不断放大对脑结构的影响。在生命早期约 20% 的智商差异能归因于遗传,成年后可增加至 73% 到 80%[2],那显然是混入了后天影响的。

无视伦理障碍的话,可以选取高智商成年人产生的较正常的生殖细胞、进行基因编辑来进一步减少细胞携带的遗传问题。这不会比取这些人的体细胞诱导为干细胞、进行基因编辑后大量培养并克隆来得有效。

将干细胞诱导分化成生殖母细胞再产生大量生殖细胞,也会引入数十个新的变异,降低整个操作的可靠性。

参考

  1. ^ Bouchard TJ Jr, McGue M. Familial studies of intelligence: a review. Science. 1981 May 29;212(4498):1055-9. doi: 10.1126/science.7195071. PMID: 7195071.
  2. ^ Bouchard TJ. The Wilson Effect: the increase in heritability of IQ with age. Twin Res Hum Genet. 2013 Oct;16(5):923-30. doi: 10.1017/thg.2013.54. Epub 2013 Aug 7. PMID: 23919982.

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