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人造子宫初现曙光 人造子宫优点为什么要用人造子宫代替人类生育

躺在暖箱中的早产儿。世界卫生组织统计,全球的早产儿平均占所有新生儿的1/10,在早产儿中,每年又有约110万新生儿们由于发育不充分而无法存活下去。

美国费城儿童医院的一个研究团队打造的“人造子宫”首次通过动物试验,让早产的小羊撑过危险期顺利存活,生理机能也和一般小羊相差无几。这项技术如果能够应用于人类,将会提高早产儿的生存机会。有人甚至预测,未来将会有一半以上的婴儿由人造子宫孕育出来。

2017年4月25日,美国费城儿童医院的阿南·弗雷克(Alan Flake)研究团队表示,他们打造的“人造子宫”首次通过动物试验。研究团队在《自然通讯》杂志上发表了这一研究结果。

弗雷克等人研发的人造子宫确切地说是一种生物袋(biobag),看起来像一个大塑胶袋,是用特殊材质制成。研发这种人造子宫的目的是为了挽救早产儿的生命,但是先在动物——早产羊羔身上进行试验。

这个生物袋模拟的是孕育小羊的母羊子宫,其中充满了羊水,后者是含有盐和其他电解质的温水,另外在生物袋外部配置了一个机器胎盘,后者的血管与早产小羊的脐带连通。人造子宫接有专门管道,每天注入定量羊水,以确保生活在其中的早产羊羔如同悬浮在母体的子宫环境内。

早产羊羔并非通过脐带从母亲获得食物(养分),而是靠人造子宫外的配件——机器胎盘来获得养料。一方面,含有养料和氧气的新鲜血液源源不断输送到羊羔体内,羊羔的心脏也将含有二氧化碳和其他代谢物质的陈旧血液挤压到机器胎盘中,后者将血液更新之后再回输到羊羔体内。

研究人员对8头早产羊羔进行试验,其中5头相当于23周人类早产儿(人类的早产儿是指在母亲子宫内孕育20周但未满37周的胎儿),另外3头孕期略长一些。当它们在母羊的子宫中长到105-120天的时候,被从母体剖腹取出,立即放进人造子宫中,在人造子宫中养育4周左右。

在人造子宫孕育期间,这些早产羊羔全部正常发育,血压和其他健康指标稳定,没有其他并发症。而且,在这4个星期内,可以直观地看到,小羊羔逐渐从红通通的模样长成白色的毛茸茸状小羊。4周后,这些小羊出生,除了一些小羊出现轻微的肺部炎症外,其他小羊非常健康。在安乐死解剖小羊的脑和肺部情况时发现,它们与足月出生的小羊没什么不同。另一部分生下的小羊生长超过一年,经过各项指标检测,结果也与正常生殖的小羊没有什么差异,是健康可爱的正常小羊。

这项试验的结果令人鼓舞,研究团队表示,已经与美国食品和药物管理局(FDA)商谈,希望能在3至5年内展开人体试验。

不过,即便这项技术可以应于人类,也只是用于挽救早产儿。世界卫生组织统计,全球的早产儿平均占所有新生儿的1/10,在早产儿中,每年又有约110万新生儿们由于发育不充分而无法存活下去。研究表明,不到23周的早产儿生存的可能性几乎为零,虽然24周的存活率为55%,但是对于23周的宝宝们来说,存活率只有23%。

因此,这种人造子宫也只能挽救那些23周前出生的早产儿,让他们顺利度过发育不成熟的艰难时光,即便不能保证百分之百地让早产儿活下来,也可能提高早产儿的存活率。

成熟的人造子宫

用人造子宫来代替人类生育(体外生育)最早是由在英国出生的印度裔进化生物学家、遗传学家哈登(J.B.S. Haldane)在1924年提出的。有人预测,如果这一想法能实现,到2050年后,将会有一半以上的婴儿由人造子宫孕育出来。

让人们看到人造子宫最大希望的是康奈尔大学的华裔教授刘鸿清,后者于2001年培育出了子宫内膜组织,并创建了一个人造子宫。2003年,刘鸿清等人用老鼠进行体外孕育试验,把老鼠胚胎放入人造子宫孕育,可惜老鼠没足月就因为畸形而中断试验。后来,由于法律不允许人造子宫用于人体试验,该项试验不得不中止。

从人造子宫的试验进程可以看到,人造子宫有两大难题,一是技术,二是伦理。首先从技术来看,人造子宫尚不成熟。弗雷克等人研发的人造子宫只是一个孵化器,是在孕育的最后阶段扮演一下子宫的功能,以救活早产儿。但是,成熟的人造子宫必须相同或类似于生物的自然子宫以及孕育胎儿的所有条件。

除了需要羊水外,人造子宫还必须至少符合自然子宫的两个条件,一是具有子宫内膜,二是在受精卵着床于子宫内膜后,能形成胎盘,以满足母胎之间的营养和氧气供给和交换。而且,即便是人造子宫的羊水,也必须与自然子宫的羊水有完全相同要素,如羊水包含多种可以促进胎儿生长的营养物质和生长因子,除了水和电解质外,还包括蛋白质、碳水化合物、脂肪、抗生素以及尿素。此外,人造羊水也应当为胎儿提供保护和减震作用。

责任编辑:林晗枝

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