1982年，雷德利·斯科特在《银翼杀手》的银幕上描绘了一个令人不安的未来，影片中基因工程制造的“复制人”，与真人毫无二致，拥有记忆、情感，甚至对生命的渴望。更夸张的是，2017年，续集《银翼杀手2049》更进一步：复制人竟然能够自然生育!

        电影银翼杀手剧照(来源：Suddenly, a shot rang out)

        而今，科幻电影中的场景似乎离我们越来越近了。2026年7月10日，美国宾夕法尼亚大学Perelman医学院的研究团队在顶级期刊《细胞·干细胞》(Cell Stem Cell)上发表了一项研究。他们做了一件听起来很”科幻”的事情，即采集一个人的血液，把其中的细胞经过基因重编程“返老还童”，一步步诱导成未成熟的精子前体，再把这些细胞与小鼠睾丸中的支持性细胞混合，移植到一只活体小鼠肾脏的包膜下，让它们在那个微小的组织里慢慢生长。6个月后，这些来自人类的细胞在小鼠体内发育成了精原细胞。

        此次实验产出的精原细胞只是精子发育最早期的种子细胞，从种子细胞到具备受精能力的成熟精子、再到依靠配子孕育健康完整人类个体，中间横亘着多重无法短期内跨越的技术、生物与伦理壁垒，我们不妨沿着百年生殖科研脉络，细细梳理这项突破的真实价值与客观局限。

        从黑暗中摸索到这一步

        科学家其实已经能在小鼠身上做很多事了。在人类生殖细胞体外培育陷入瓶颈的数十年间，科研人员早已在啮齿类模型中跑通完整的体外生殖链条。依托诱导多能干细胞(iPSC)重编程技术，科研团队可从小鼠皮肤、血液任意体细胞出发，诱导分化出原始生殖细胞，再依托人工构建的性腺微环境，分别培育出功能性精子与卵子。

        日本大阪大学发育遗传学家林克彦(Katsuhiko Hayashi)甚至利用这种方法，让两只雄性小鼠成功产生了后代，600多个胚胎中诞生了7只存活的小鼠(图1)。

        图1 上述研究从卵细胞、胚胎发育到最终存活小鼠的完整记录

        DOI:10.1038/nature20104

        即便小鼠模型已经实现体外配子繁育后代，这套成熟体系却无法平移至人类与灵长类动物，二者在精子发生机制上存在本质差异。从细胞形态、基因调控网络到生殖细胞发育所需的激素信号通路，啮齿类与灵长类分化路径截然不同，小鼠体内适配的细胞因子、培养环境、支持体细胞组合，均无法匹配人类生殖细胞的发育需求。

        除此之外，人类生殖相关研究长期受制于严苛的伦理规范，人体早期生殖细胞临床样本获取渠道极度有限，科研人员难以完整观测人体精子、卵子早期发育全过程，如同在完全黑暗的环境中摸索实验路径。

        本研究核心创新为异种重建睾丸(xrTestis)活体培养平台，分五步递进完成，解决传统体外静态培养供氧不足、存活时间短的缺陷。

        第一步，体细胞重编程制备iPSC：提取人体外周血细胞，经重编程得到诱导多能干细胞(iPSC)，拥有多向分化潜能，是培育生殖细胞的基础原料;

        第二步，诱导生成未分性别的生殖前体细胞PGCLC：调配专属诱导因子，将iPSC定向分化为原始生殖细胞样细胞(PGCLC)，作为精子、卵子的共同前体，无性别倾向，分子特征匹配人体胚胎早期原始生殖细胞;

        第三步，三维组装人造睾丸微环境：混合人源PGCLC与小鼠胎儿睾丸体细胞，细胞自发组装成管状类睾丸结构，复刻人体睾丸的信号调控、营养供给微环境;

        第四步，移植小鼠肾包膜，长效供血供氧：传统体外培养仅能维持组织存活80天，细胞易凋亡;本研究将三维睾丸组织移植至免疫缺陷小鼠肾包膜下，依托小鼠体内循环持续输送氧气、激素与营养，组织最长可稳定存活8个月;

        第五步，细胞收获+恒河猴对照验证：培养6个月后，人源细胞完成完整早期发育链条：原始生殖细胞→增殖型前精原细胞→未分化精原细胞→分化型精原细胞，部分细胞发育至减数分裂前期细线期精母细胞，团队同步开展恒河猴平行实验，首次建立灵长类iPSC精原细胞培育模型(图2)。

        图2带荧光标记的恒河猴iPSC异种重构睾丸

        DOI:10.1016/j.stem.2026.06.001.

        整体体系相较以往方案，生殖细胞产出量提升10倍，细胞基因表达、特征蛋白、表观遗传模式均高度贴合人体天然精原细胞，是当前还原度最优的人类早期精子发生体外研究模型。

        迈出了一步，但远未抵达

        这项研究的价值是真实的，但它的局限同样真实。

        它做到了什么?它首次搭建了人类早期精子发生的体外研究平台，这是目前最接近人体真实精子发生的体外重建模型，过去科学家无法直接观察人类精子发生的最早期过程，现在有了一个“窗口”。完善了年轻男性生育力保存技术链条，针对需接受放化疗、存在生殖细胞永久损伤风险的青少年男性，临床现有方案为冷冻睾丸原生精原干细胞，本次体外扩增体系可实现干细胞大规模体外增殖，未来有望通过自体移植恢复患者天然生精能力。此外，还建立了非人灵长类模型，为未来的临床前和临床转化提供了重要平台。

        但还有很多事情没做到。这些“人造”精原细胞在启动减数分裂之前就停下了脚步，所有人造精原细胞均无法启动完整减数分裂进程，无法完成精子变形、获能等关键步骤，没有一个细胞成功进入减数分裂、形成成熟精子。论文通讯作者Eoin Whelan在采访中表示，本次研究仅服务于基础生殖机制探索，距离任何临床生殖应用都存在极长的研发周期。

        其次，染色体层面存在天然发育壁垒。即便借助睾丸微环境诱导女性XX体细胞来源的iPSC分化出形态近似的精原细胞，细胞内部缺少Y染色体携带的SRY、DAZ、RBMY等精子发生必需基因，无法支撑完整雄性生殖分化，不能生成功能性精子。相比之下，XY男性干细胞诱导卵子的技术阻力更小，这也是林克彦团队能实现双父小鼠繁育，而双母个体因基因组印记缺陷难以存活的核心原因。

        除此之外，体外分化细胞普遍存在染色体畸变、表观遗传修饰紊乱等安全隐患，即便未来突破减数分裂关卡，人造配子的遗传稳定性、子代长期健康风险，仍需要数十年动物实验持续验证，无法快速投入人体辅助生殖。

        这条路通向哪里?

        即便当前研究仍存在多重难以攻克的生物学与法规限制，行业内仍保持理性、乐观、审慎。

        ▌体外配子发生(IVG)长期远景具备理论可行性

        体外配子发生技术(IVG)是整个领域的终极研究目标，技术核心是脱离人体性腺，依靠任意体细胞完整培育成熟精子、卵子。若未来全部技术瓶颈被突破，普通人仅需血液、皮肤少量体细胞，就能获得携带自身遗传信息的配子，彻底打破传统生育的生理限制。

        林克彦曾在2025年欧洲人类生殖与胚胎学学会(ESHRE)年会上给出领域前沿乐观预判，依托基因编辑弥补XX细胞雄性分化缺陷，利用女性体细胞培育功能性精子的技术，最快7年可完成基础模型验证。但该预判仅代表实验室基础研究阶段，距离合规临床应用仍有多层安全、伦理审核流程。

        林克彦在ESHRE 2025上的发言相关报道(来源：Center for Genetics and Society)

        ▌生育力保存是短期内最容易落地的医疗场景

        相比遥远的体外造配子，精原干细胞体外扩增、自体移植技术已经具备成熟的研究基础，是未来5-10年内最有可能落地的临床方向。针对儿童肿瘤、青年血液肿瘤患者，治疗前提取睾丸精原干细胞冷冻保存，待康复后通过本次研究搭建的扩增体系批量培育，再移植回患者睾丸组织，恢复自身天然生精功能，切实解决放化疗永久不育的现实医疗痛点。

        ▌全链条技术的客观天花板难以突破

        人类减数分裂调控机制极度复杂，体外诱导效率极低，人工培养环境极易诱发染色体数目异常、基因印记紊乱，人造配子存在极高先天缺陷风险;人造子宫技术尚未达到人体适配标准，现阶段仅能在短期支撑早产动物胚胎发育，人类胚胎足月体外培育仍属于前沿设想，配套技术完全空白;全球各国均出台严格法律法规约束人类生殖细胞编辑、体外胚胎培育，即便技术成熟，“人造完整人类个体”相关实验会被全面禁止，不存在合法落地的空间。

        结语

        研发这套体外生精模型的真正价值是什么?

        其一，破解不明原因男性不育难题，近四成男性生精障碍病因无法确诊，该模型实现了人类精子早期发育全过程可视化，为溯源病变、研发诊疗方案提供关键科研载体，夯实生殖疾病治疗的底层基础;其二，拓展生育的多元可能性，若体外配子技术(IVG)持续完善，未来可帮助肿瘤康复者、无精症人群、同性伴侣获得携带自身遗传基因的子代，填补各类生育困境的空白。

        与此同时，技术突破也抛出了亟待全社会回应的伦理命题，生殖技术的应用边界如何划定、技术使用权限该如何规范，答案不能仅依靠科学实验，需要法律与大众共识共同界定。

        这项科学研究的终点，不是制造人造人，而是解析生命发育机制、守护大众生育权利，这条路虽漫长，但兼具人文与医学价值。

        参考文献

        [1]WHELAN E C, GUO M, YOKOMIZO R, et al. Generation of spermatogonia from human and non-human primate pluripotent stem cells[J]. Cell Stem Cell, 2026 Jul : S1934-5909(26)00229-8. DOI: 10.1016/j.stem.2026.06.001.

        [2]Murakami K, Hamazaki N, Hamada N, et al. Generation of functional oocytes from male mice in vitro[J]. Nature, 2023; 615(7954): 900-906. DOI: 10.1038/s41586-023-05834-x.

        [3]HIKABE O, HAMAZAKI N, NAGAMATSU G, et al. Reconstitution in vitro of the entire cycle of the mouse female germ line[J]. Nature, 2016; 539(7627): 299-303. DOI:10.1038/nature20104

        [4]https://www.nature.com/articles/d41586-026-02172-6

        [5]https://www.geneticsandsociety.org/article/lab-grown-sperm-and-eggs-just-few-years-away-scientists-say