近年來，受疫病和人類活動及環(huán)境破壞的影響，全球物種滅絕的速度已遠遠超越了新物種的進化速度。有資料表明，全球6165個畜禽品種中，有12%已經(jīng)滅絕，8.16%瀕臨滅絕，17.71%已成為瀕危動物，因此，各國政府對動物遺傳種質(zhì)資源的保護均給予了高度重視。但活體保種因維持成本高、突發(fā)自然災害（疫病、火災、洪水、干旱等）等原因，很難實現(xiàn)對全部瀕危物種的有效保存。隨著生物技術的快速發(fā)展，配子與胚胎冷凍保存正逐步成為替代活畜保種的最有效方式，許多國家建立了遺傳種質(zhì)資源庫，即“精子庫”、“卵子庫”、“胚胎庫”和“干細胞庫”等。據(jù)美國農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計，冷凍精液人工輸精技術的實施對美國奶牛群體遺傳改良的貢獻率高達97%；美國胚胎移植學會統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，2008 年美國有97%以上的牛胚胎移植均采用冷凍胚胎。人類醫(yī)學上，配子與胚胎的冷凍保存可以用來保存青年夫婦的生殖潛力，從而避免了因老化或疾病而導致的生育能力下降或喪失。以人卵母細胞為例，自1986 年以來，全球范圍內(nèi)利用冷凍卵母細胞出生嬰兒數(shù)逐年增加，全世界靠凍卵技術出生的孩子有2000 多例。
總之，配子與胚胎冷凍保存技術在畜牧生產(chǎn)和臨床醫(yī)學上發(fā)揮了重要作用，應用前景廣闊。但是，我們必須充分地認識到，可在畜牧業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應用和推廣的目前只有牛冷凍精液和牛冷凍胚胎，其他動物配子與胚胎的冷凍保存仍存在這樣或那樣的問題，與實際應用還有一定的距離，需要進一步深入研究。
配子和胚胎的冷凍保存，是指將配子（精子和卵子）和胚胎保存于超低溫狀態(tài)下，使細胞新陳代謝和分裂速度減慢或停止，一旦恢復正常生理溫度又能繼續(xù)發(fā)育。該技術對于畜牧生產(chǎn)、動物遺傳資源保存、配子與胚胎生物技術研究，以及人類輔助生殖技術的開展均具有重要意義。
精液冷凍保存的意義
充分提高優(yōu)良種公畜的利用率
近年來，隨著人工授精技術的推廣與普及，精液的長效保存顯得尤為必要。一方面，它可以最大限度地提高優(yōu)良種公畜的利用效率，保證群體母畜的定期配種需要；另一方面，人工授精技術與精液冷凍保存技術相結合，對于加快畜群品種改良步伐，推進育種工作進程具有重要意義。
便于開展國際間種質(zhì)交流
精液冷凍保存技術使優(yōu)良種公畜的種質(zhì)資源在國際間的廣泛交流成為可能，避免了活畜引種帶來的高額費用和疫病傳播。
使發(fā)情母畜配種不受時間與地域的限制
由于我國畜牧業(yè)規(guī)?；潭容^低，多為農(nóng)戶散養(yǎng)，很難實現(xiàn)集約化養(yǎng)殖的同期發(fā)情和集中配種，而精液冷凍保存技術使優(yōu)良種公畜在規(guī)模化程度低的養(yǎng)殖場的利用成為可能。
建立動物精液基因庫
即建立“精子庫（sperm bank）”。近年來隨著全球生態(tài)環(huán)境的變化及人類活動的影響，大量珍稀及地方優(yōu)良畜禽品種處于滅絕或瀕臨滅絕狀態(tài)，動物保種刻不容緩，然而目前常用的活體保種因成本高、效率低、疫病高發(fā)等原因，很難實現(xiàn)對所有品種的有效保存，而“精子庫”的建立為上述品種的長效保存提供了可能。在人類醫(yī)學領域，“精子庫”的建立使那些因患病必須應用某些藥物、放射或手術治療，而產(chǎn)生絕育影響者，或因某種職業(yè)（如接觸放射物質(zhì)）而影響生育者，可預先貯藏精液備用。
防止疾病的傳播
家畜通過交配傳播的疫病很多，在自然交配情況下，家畜因交配被傳染上疾病的機會很大，但冷凍精液的應用使公母畜不接觸，大大減少了公母畜交互傳播疾病的概率。在人類醫(yī)學領域，20 世紀80 年代，人們認識到艾滋?。ˋIDS）可以通過精液傳播的危險性，由于確診艾滋病的主要依據(jù)是化驗血中是否存在艾滋病抗體，并且絕大部分人感染艾滋病后，均會在半年內(nèi)產(chǎn)生抗體，因此，為了保證人工授精的安全性，大多數(shù)國家禁止使用新鮮精液，強制使用凍存6 個月以上的精子。
卵母細胞冷凍保存的意義
便于珍稀瀕危動物和優(yōu)良地方品種畜禽種質(zhì)資源的長期保存
利用超低溫冷凍保存方法，將珍稀瀕危動物和優(yōu)良地方品種畜禽的卵母細胞保存起來，建立“卵子庫”，可以實現(xiàn)動物種質(zhì)資源的長期保存，同時也為遺傳資源在國際和國內(nèi)長距離的運輸提供了可能。
為胚胎生物技術的研究提供充足的卵源
20 世紀80 年代以來，隨著各項胚胎生物技術，如卵母細胞的體外成熟、體外受精、核移植、轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)、干細胞培養(yǎng)和嵌合體技術的迅速發(fā)展，卵母細胞的全年、均衡供應顯得尤為重要。但由于受季節(jié)、疫病等因素的影響，上述愿望很難實現(xiàn)。隨著卵母細胞冷凍保存技術的提高和完善，將為胚胎生物技術的開展解除卵母細胞供應帶來的時間和空間上的限制。
為某些因病理或其他原因而推遲生育的婦女提供一個生育的機會
在人類醫(yī)學領域，卵母細胞的冷凍保存可為某些因手術、放射線治療、化學治療失去卵巢功能的患者，或者因工作生活的原因而推遲懷孕的婦女保留生育能力。隨著人卵母細胞玻璃化冷凍保存技術的逐步提高，2013 年，美國生殖醫(yī)學會（ASRM）實踐委員會和輔助生殖技術協(xié)會（SART）通過的一項準則規(guī)定，當婦女因患病采用的治療方法會對生殖腺產(chǎn)生毒害作用時，成熟卵母細胞玻璃化冷凍可作為女性生殖能力保存的唯一方式。
增加了輔助生殖技術的可操作性和安全性
在人類輔助生殖領域，少數(shù)情況下，取卵手術當日取精失敗的患者，可同意先進行卵母細胞冷凍保存，待取精成功時再行授精，增加了輔助生殖技術的可操作性。另外，在某些允許卵母細胞捐贈的國家，冷凍保存技術可以保證有充足時間對供卵者進行檢疫，以避免供卵者可能存在的傳染性疾病對受卵者健康產(chǎn)生影響。
胚胎冷凍保存的意義
適應于胚胎移植產(chǎn)業(yè)化
超數(shù)排卵技術能夠獲得較多的胚胎，同時也需要更多的同期發(fā)情的母畜進行胚胎移植，既費時、費力又成本高。若將胚胎冷凍保存起來，等待發(fā)情后適宜的受體進行移植，不僅可使胚胎移植不受時間和空間的限制，而且能嚴格篩選受體，保證受體的質(zhì)量，提高受胎率。將大大地降低成本和促進胚胎移植技術在生產(chǎn)中的應用與推廣，是胚胎移植產(chǎn)業(yè)化的重要技術保障。
便于胚胎運輸
胚胎保存可解決引種和運輸種畜的困難，同時可減少或防止傳染病的傳播?？蓮V泛地進行國際和國內(nèi)優(yōu)良品種的交流，加速家畜優(yōu)良品種的擴繁和改良的進程。
建立胚胎基因庫
胚胎的冷凍保存是動物保種、建立基因庫不可缺少的必要手段之一。利用基因庫（胚胎庫）可以長期保存珍稀或瀕危動物和優(yōu)良品種家畜的遺傳資源。還可以避免因自然災害、戰(zhàn)爭和傳染性疾病等突發(fā)事件造成不可抗拒的打擊而使動物品種滅絕?；驇斓慕χT如組織胚胎學、發(fā)育生物學、遺傳育種學、動物繁殖學、生殖生物學和胚胎生物技術的基礎理論研究具有重要的價值。
防止疾病傳播
目前世界上許多國家和地區(qū)疫情發(fā)生比較嚴重，在進行繁殖和直接進口活畜過程中，通過接觸等途徑有可能傳播傳染病，從而加大引進活畜的風險。但研究表明，由于胚胎的透明帶（zona pellucida）具有阻止細菌、病毒入侵的作用，加之冷凍胚胎前需要用酶進行洗滌，可以去除透明帶上的細菌與病毒。因此，引進良種家畜的冷凍胚胎進行移植是防止疾病傳播的有效途徑之一。
本文摘編自侯云鵬、周光斌、傅祥偉主編《動物配子與胚胎冷凍保存原理及應用》（第二版）（北京：科學出版社，責任編輯王海光、李秀偉，2016.11）緒論及第一章，內(nèi)容略有刪節(jié)改動。
ISBN：978-7-03-050203-2
動物配子與胚胎冷凍保存是生命科學領域的重要組成部分，是為開展動物生物技術研究提供充足細胞來源不可或缺的基本保障?！秳游锱渥优c胚胎冷凍保存原理及應用》（第二版）共分5 章，內(nèi)容包括：動物配子與胚胎冷凍保存原理、胚胎冷凍、生殖細胞（卵母細胞與精子）冷凍、卵巢組織與干細胞（胚胎干細胞、誘導多能性干細胞、精原干細胞和臍帶血造血干細胞）冷凍等。書中對近年來超低溫冷凍保存原理、技術進展、實驗方法及專利等均有較詳細的介紹，是一本集動物配子、胚胎、卵巢組織、干細胞冷凍保存原理與應用為一體的系統(tǒng)專著。
本書對從事相關領域的教學和科研工作人員具有理論指導作用和實踐參考價值，適合于大專院校和科研院所從事生殖生物學、低溫生物學、動物胚胎學、發(fā)育生物學、細胞生物學和臨床醫(yī)學等相關研究的師生和科研人員參考。
（本文責編：李文超）
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