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第四代试管婴儿的原理是细胞核移植技术，该技术是将核遗传物质分离并转移到目标细胞当中去。该技术已通过基础研究和临床研究，主要应用于辅助生殖技术，如卵胞浆置换，纺锤体转移，原核转移和极体转移。

目前国际上公认的第四代试管婴儿技术主要分两种:卵浆质置换技术(GVT)和卵子干细胞技术(EggPCSM)。
卵浆质置换技术(GVT)GVT也被称为三人试管婴儿技术，主要是解决因卵子老化导致的不孕问题，从而提高大龄女性妊娠的可能性。其技术核心是置换老化卵子和年轻卵子的细胞核，用年轻卵子细胞质的活性+老化卵子的基因组成新的卵子细胞，支持后续受精及胚胎生长的成功率。2016年首个一父二母试管婴儿诞生宣告了GVT的成功运用。
卵子干细胞技术（EggPCSM)EggPCSM是一种提高自体卵细胞活性和质量的技术，其操作方式是把卵巢干细胞中的线粒体提取提取出来，再注射回自体卵细胞。2015年，首例干细胞婴儿(StemCellBaby)在加拿大出生。
四代试管技术的挑战与展望四代试管婴儿虽然为高龄女性带去了生育的希望，但该应用在技术及伦理层面都面临着挑战。

从技术层面来说，GVT最大的障碍在于取核手术的成功率，由于卵子已严重老化或质量太差，想要合成新的重组细胞依旧不是件容易的事。EggPCSM的成功也只是停留在科研个案阶段。

此外，伦理层面的问题一度把GVT推向风口浪尖，虽然卵子供体胞浆内的遗传基因不到1%，主要携带遗传的还是卵子核携带基因，但这样出生的宝宝还是会带着三个人的遗传物质。

《世界生殖健康/计划生育》也表明担忧，理论上来说，选用试管婴儿技能后最多能够给后代带来2个父亲（遗传学抚育父亲）及4个母亲(遗传学母亲，孕育母亲，抚育母亲及胞浆移植和原核置换后的线粒体DNA遗传学母亲)，这将带来许多杂乱的道德、法令问题。因此，虽然各国遗传学家都在不断进行四代试管婴儿方面的研究，但在绝大多数国家都是禁止应用于临床的。

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