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瑞安·弗拉尼根博士在 UBC-VGH M.H. Mohseni 泌尿科学研究所的实验室中，正致力于解决一个困扰许多男性的问题——不育。对于尼万·夏尔马这样的癌症幸存者来说，不育不仅是医学上的挑战，更是情感上的重负。
十年前，16 岁的尼万被诊断出患有骨肉瘤。尽管他幸运地没有癌症复发，但治疗带来的长期副作用之一就是不育。尼万并非孤例，多达三分之二的男性儿童癌症幸存者在成年后将面临不育问题。
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“不育对许多男性和夫妇来说可能非常非常困难。它带来了情感上的压力，”弗拉尼根博士表示。全球范围内，约六分之一的夫妇在生育方面遇到困难，其中约一半的案例涉及男性不育。
目前，NOA 患者的唯一可用治疗方法是进行侵入性且耗时的手术，以提取睾丸组织并寻找“稀有精子”。弗拉尼根博士与 UBC 机械工程系和生物医学工程学院的马鸿申教授合作，构建了一个 AI 模型，可以自动化和加速搜索过程，从而收集可能被遗漏的稀有精子。
“我们认为通过利用机器学习技术，体外受精过程还有很大的改进空间，”他表示。结果令人鼓舞，弗拉尼根博士预计将在三到五年内开始该 AI 工具的临床试验。
在弗拉尼根博士的实验室中，3D 生物打印机正在缝合生命的基石：人类细胞。他们使用人类诱导多能干细胞生物打印了人类睾丸组织模型，这是一种可以分化为任何类型细胞的特殊干细胞。
“我们正在通过 3D 生物打印技术尽可能准确地重现健康睾丸中发生的事情。如果我们能够确定细胞在精子生产的所有阶段需要什么，我们就可以利用这些知识来弄清楚如何为 NOA 患者创造精子，”弗拉尼根博士表示。
弗拉尼根博士和他的研究伙伴将使用微流体芯片在分子水平上快速、精确地测试精子生产过程中发生的所有复杂相互作用。一旦健康睾丸细胞之间的相互作用被充分理解，团队将能够专注于这些相互作用出错时会发生什么，并有望找到可以帮助解决问题的分子。
“在理想情况下，我们可以提取组织样本并使用机器学习寻找精子。如果我们找不到精子，我们可以构建一个管道，将 3D 生物打印的细胞放入微流体芯片中，识别出错的地方，然后识别可以帮助纠正问题的分子，”弗拉尼根博士表示。
尼万·夏尔马不禁想到许多可能有一天从弗拉尼根博士的研究中受益的儿童癌症患者。“我很幸运，因为在开始癌症治疗之前，我已经足够大，可以储存精子样本，”他表示。“但与我一起接受治疗的大多数孩子都太小，无法进行这一过程，即使他们的团队警告了他们不育的风险。如果这项研究取得成果，它将改变许多人的生活。”
