醫界借鏡天文技術 結合AI精準鎖定精子治不育 猶如夜空尋找恆星

撰文:聯合新聞網
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對於渴望求子的夫妻而言,被診斷出「不孕」無疑是沉痛的打擊。全球約每六人就有一人面臨生育困難,其中男性因素佔了近半數。臨床上,約有1%的男性患有「無精症(Azoospermia)」,精液中幾乎找不到精子。不過,美國哥倫比亞大學(Columbia University)近期開發出一項名為「Star(精子追蹤與回收)」的AI新技術,成功在被判定「零希望」的男性體內找到隱藏的精子,為無數不孕家庭帶來奇蹟。

據BBC報導,美國一對夫妻潘妮洛普(Penelope)和山繆(Samuel)歷經兩年半的求子煎熬。經過檢查,山繆被診斷出患有「克氏症候群(Klinefelter syndrome)」,這是一種男性多出一條X染色體的基因疾病,導致他無法在精液中產生精子。當時醫師評估,他能擁有親生孩子的機率僅剩20%。

Star系統(Columbia University Fertility Center)

山繆坦言:

這就像在我臉上狠狠打了一巴掌,我以為我這輩子都無法擁有自己的孩子了。

然而,透過哥倫比亞大學生育中心的Star系統,醫療團隊從山繆的睪丸組織樣本中,成功「撈」出了8隻珍貴的精子,並順利與妻子的卵子結合。潘妮洛普於去年11月成功懷孕,預計將在今年夏天迎來一名健康的男嬰。

要在無精症患者的樣本中尋找精子,傳統上需仰賴實驗室人員在顯微鏡下,手動篩查數千萬個細胞碎片與雜質,不僅耗時且極易漏看。哥倫比亞大學生育中心主任威廉斯(Zev Williams)在2020年從天文學界獲得靈感:科學家利用AI演算法,能在幾分鐘內從龐大的夜空數據中找出新恆星。他心想:

這種尋找微光的過程,與我們在樣本中尋找精子非常相似。

Star系統結合了微流體晶片與人工智慧。當樣本流經細如髮絲的通道時,儀器會以每秒300張影像的速度拍攝,AI演算法則在幾毫秒內,從雜質中精準鎖定極其罕見的精子,並由機械手臂瞬間將其提取,確保精子不受破壞。

威廉斯指出,Star系統的敏感度高達100%,找到的精子數量是人工搜尋的40倍。在最新175名原本被宣告「毫無希望」的無精症患者中,有近30%透過該技術成功找回精子。

儘管這項技術令人振奮,但醫學界也提出務實的警告。英國華威大學(University of Warwick)產科教授昆比(Siobhan Quenby)表示,將AI應用於解決嚴重的男性不孕症確實是一大進展,但病急亂投醫的心態也需要防範。

昆比教授強調:「經歷漫長求子路的夫妻往往非常絕望,這讓他們很容易成為昂貴且未經證實療法的推銷對象。」她提醒,雖然目前已有成功懷孕的案例,但在全面評估這項新技術的真正價值與穩定性之前,醫學界仍需要進行更多、更大規模的臨床試驗。

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