人工子宫快到了?但是离男人“怀孕”还很远|知料

2024-08-05

文|胡香赟


编辑|海若镜


“人工子宫”技术被推到舆论的风口浪尖。


近日,郑州大学第一附属医院宣布完成“去ECMO(体外肺膜氧合)化人工子宫临床试验”。一只4个月大的胎羊成功存活了90分钟,当它被放入“特殊设备”与母亲连接,并依靠母亲保持生命体征。


在一次采访中,试验负责人、郑达第一附属医院肺移植外科主任赵高峰提到,在人工子宫技术中,这种去ECMO的想法是“中国第一”。这意味着,无论爸爸还是妈妈,在血型相同的情况下,都能起到孕育胎儿的作用。


“任何人都可以生孩子”的概念突然给人们带来了无限的想象空间。在社交平台上,关于“流水线上的婴儿工厂”和“男人怀孕生子”的讨论一度超过了技术本身。


人工子宫的发展前景,真的会成为科幻小说中的“美丽新世界”吗?


初心:拯救极端早产儿,而不是让男性怀孕。

一九二○年代,英国生物学家霍尔丹首次提出“外生”(ectogenesis)“概念给人们带来了第一次关于人工子宫的全面讨论。在它的想象中,21世纪将不再是一个利用传统本能生育的时代,而是一个更“理性、聪明、完全在体外”的怀孕过程将被取代;到2074年,“自然受孕和出生的婴儿比例将不到30%”。


如今,这种想法在某些方面更加激进。马斯克等“科技狂人”曾公开表示,在世界人口下降的趋势下,应该投资人工子宫技术,“制造孩子更快、更容易、更便宜”。


郑大一附院团队在国内社交媒体上的研究公布后,相关的“男性生育”占了大部分。


在美国、澳大利亚、日本、以色列等国家,科研队伍正在进行人工子宫技术布局。但是事实上,世界各地的研究团队并没有把它作为替代怀孕和实现子宫功能的设备来研究,而是作为一种可以“为新生儿重症监护提供可行替代方案”的方法,从最早的硅胶膜血氧合器和人工羊水培养箱,到21世纪后开始使用的ECMO技术,再到现在中国团队推出的“去ECMO”方案。



美国密歇根大学人工子宫研究小组的负责人甚至在一篇论文中明确表示,让“婴儿在子宫外完全成长的想法是‘对科技的无知和思想的白日梦’”。


赵高峰还纠正说:人工子宫并非为了“大规模生育婴儿,而是为了让无法留在子宫里的胎儿继续生存”。


科学界之所以强调这个问题,是因为无论在国内还是国外,早产儿的治疗仍然面临许多困难。医学上,早产儿是37周以下的孕周,其中28周以下的孕周被认为是超早产儿。到目前为止,其医疗治疗仍然被公认为一个难题。而且,随着近年来国内老年妇女和辅助生殖技术的增加,早产率可能会上升。


对个人家庭来说,这也意味着沉重的经济负担。根据北京春苗慈善基金会的调查数据,超过85%的早产儿家庭出现了“毁灭性卫生费用”,治疗费用超过了家庭支付能力的40%。


一位从事生殖工作数十年的医生向36氪解释,呼吸、感染等是一个较为重要的问题。以呼吸为例。胎儿在子宫内时,胎肺向羊水,所需氧气通过脐带从胎盘中获得。脐带剪短后,开始自己呼吸。如果是身体器官发育不完全的早产儿,即使使用呼吸机辅助,也容易出现肺部感染、支气管肺发育不良等问题。而且孩子越小,吸氧的时间就越长。


但是如果能够在人工子宫中继续发育,理论上“它的肺部发育会更好”。


在现有人工子宫技术的实验中,这已经成为各个团队关注的焦点。例如,2017年,美国费城儿童医院团队公布的实验结论提到,在他们设计的生物袋(包括透明塑料袋和一套体外循环设备)模拟的子宫环境中,8只相当于人类怀孕周期23-24周的早产羊“生长发育,甚至长出羊毛”。;


密歇根大学团队的计划是将特殊的液体注入实验动物的肺部,然后通过颈静脉通过系统排出心脏血液,在体外加氧后输回。研究结果还提到,试验胎羊“存活116天,肺、脑等器官发育良好”。


“假如说传统的早产儿抢救是为了给孩子更高级的生命支持,而人工子宫技术可以为他/她提供一个模拟母体的环境,让他/她继续发育,提高早产儿生存和健康发育的概率。。”上述医生认为。


“去ECMO”是什么意思,中国团队创造了世界第一例?

目前,全球快速发展的人工子宫R&D团队很早就走上了办公室和风险投资之路。2023年9月,美国FDA甚至开会研究人体实验。


相比之下,刚刚完成临床试验的郑大一附院团队,为什么会引起如此强烈的关注?


“去ECMO”的概念是实验的最大特征。这也被称为“世界上第一个经典案例”,在一些媒体表达中。


在过去的几十年里,突破血氧问题是人工子宫技术取得核心进步的重要节点,其关键在于ECMO的应用。因为ECMO可以为没有母亲的胎儿供氧,所以这种方法允许血液“绕过”心脏和肺部,使器官得到休息和治愈。


虽然一些海外科学家认为ECMO不适合极早产儿,但大多数改进思路仍然围绕设备进行;事实上,即使是郑达第一附属医院的团队也在使用ECMO进行自己的第一次实验。当时他们还把ECMO比作“早产儿肺”,在人工子宫系统中尤为重要。


据36氪介绍,这是因为使用ECMO并不涉及“其它任何额外的血液循环”,可以在胎儿自身内部“选择”血液循环。


在最近公布的结果中,虽然团队没有解释为什么会放弃这条完美的路径,但他们提到了活物替代的“去ECMO”思路,即将羊脐动脉和脐静脉与母颈动脉和静脉连接,建立类似ECMO的并体循环。在团队看来,“去ECMO”的方案有利于避免血栓、感染等风险,无需支付高昂的设备维护费用。


上海某三甲医院医生傅士博(知乎医学科普作者“菲利普医生”)对36氪说:去ECMO的表达虽然没有说明具体的连接方式,但也应该“采用类似透析的膜结构等转化器,将母亲/父亲与胎儿的血液流动建立一定的联系”,从而避免母亲/父亲的免疫系统攻击胎儿识别为异物,保证血液中的气体、营养物质和代谢废物的跨膜交换。


就效果而言,这一实验思路的优缺点比较明显。


首先是成本下降。赵高峰在接受《健康时报》采访时提到,ECMO的“启动成本和日运营成本分别为6-7万元和1-2万元”。对于一个还处于起步阶段的研究团队来说,成本负担很重。


“去ECMO计划有助于减少对海外高端设备及其配套膜耗材的依赖,尤其是在没有国内替代的情况下。此外,虽然没有向公众公布,但在ECMO计划中使用的某种膜结构设备很可能是具有自主知识产权的自主研发设备,这意味着整体设备成本会更低。”傅士博博博博博博博博士认为。


另外,从试验结构设计的角度来看,海外团队方案中的ECMO只负责氧合功能,“其他营养物质也要注射到胎儿的血液中”;而且中国团队的解决方案同时解决了气体和营养问题,更简单。


但医生还提到,“去ECMO”方案中使用的膜结构系统在隔离血型抗体等功能上仍无法与天然胎盘相比,可能会导致新生儿溶血等问题,因此会出现很多限制因素。比如团队本人也提到“胎儿血型要和父母保持一致”。


“总的来说,我认为两种方案各有优势。从临床医生的角度来看,我们希望郑达第一附属医院的研究能够通过论文发表,让大家更早更详细地了解。当然,我也希望中国计划能够领先于这一领域的研究。”


期待一只“活着”的小羊。

当前,人工子宫技术不断走向现实的一个突破,就是实验动物的生存时间不断增加。


2017年,费城市儿童医院团队的实验羔羊最长生存时间已达4周;2023年,日本科学家发布的另一项数据显示,6只幸存的灯笼鲨被人工子宫技术成功分娩,其中最长的一只持续了7个月。


在中国,郑达第一附属医院团队之前使用的ECMO计划中,测试胎羊存活7天;在这个“去ECMO”计划中,胎羊在人工子宫中的存活时间为90分钟。“国内团队确实提供了一条全新的技术路径来减少对设备的依赖。但是人工子宫最早的报道是2017年,国内学者起步较晚,而且从实验观察时间来看也比较短。。”傅士博博博博博士认为,这也是郑大一附院团队的实验遗憾。


然而,无论是国内还是海外团队,目前都没有回答的问题是,虽然声称胎羊在人工子宫中发育正常,但最终基本上都是安乐死,没有“成功活着的小羊已经分娩,甚至活了一段时间”。


医生提到:“这实际上让我有点困惑,”假如根据实验结论,胎羊各系统发育正常,为什么不做更长时间的观察,尤其是“出生”之后?可能还是有一些固有的缺陷很难解决,比如胎羊从羊水里拿出来的时候,如何诱发它的第一次自主呼吸;如果取出后用类似的剖腹产刺激,是否成功?这些还没有公布。"


另一方面,目前所有的研究进展都停留在临床实验期。从临床第一线来看,医生提到最关心的问题还是“人类早产儿能服务到什么程度?”。


2023年9月,美国FDA召开独立顾问会议,讨论如何更好地评估人工子宫技术的安全性和有效性,如动物数据的限制和人体测试的伦理困难。然而,这一讨论并没有公布具体的人体测试计划。


根据外媒报道,费城儿童医院团队已向FDA提交人体试验申请相关设备;密歇根大学团队还提到,他们希望在3-4年内促进身体临床实践。然而,他们还提到,科学界对人工子宫中胎儿如何生长的理解“存在根本空白,这需要在实验开始前进行研究”。


伦理也是科学家正在考虑的问题。一些海外学者提到,涉及极端早产儿的移植通常处于孕妇妊娠的初始阶段,子宫切口相对大于足月妊娠,存在子宫破裂、胎盘植入异常等风险,涉及知情同意的问题。“我们会担心,即使这些技术完全未经检测,存在风险,父母在被告知胎儿的不良情况后,也会不顾一切地做任何事情。”


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