一只無毛羊羔側(cè)臥在一個大透明袋中，袋中充滿了液體。這只羊羔的眼睛閉著，鼻子正在呼吸，四肢不時抽動著，好像正在做夢之中，此時的它只經(jīng)過了妊娠期的四分之三。
這只羊羔是美國費城兒童醫(yī)院（CHOP）研究人員在2017年進(jìn)行的人造子宮實驗中的八只羊羔之一。2017年4月25日，該團(tuán)隊在 Nature Communications 期刊發(fā)表了這項研究，同時公布了上述實驗視頻，該視頻得到了廣泛傳播，激發(fā)了人們的想象力——人類完全在實驗室中受孕和出生，這種過去只存在于科幻作品中的想象，正在成為現(xiàn)實。
而現(xiàn)在，該研究團(tuán)隊正在尋求監(jiān)管部門的批準(zhǔn)，對他們一直在動物中測試的設(shè)備進(jìn)行首次人類臨床試驗，該設(shè)備名為——新生兒宮外發(fā)育環(huán)境（EXTEND）。研究團(tuán)隊強(qiáng)調(diào)，該技術(shù)的目的不是支持從受孕到出生的整個過程，而是用來模擬人類子宮的一些能力，從而增加超早產(chǎn)兒的存活率，改善其結(jié)果。對人類而言，妊娠期通常在37-40周時間，不足28周出生的嬰兒屬于超早產(chǎn)兒。
費城兒童醫(yī)院（CHOP）團(tuán)隊對這項技術(shù)充滿信心，這項研究的領(lǐng)導(dǎo)者 Alan Flake 醫(yī)生表示，如果該技術(shù)像動物實驗中那樣成功，那么我們就可以讓大多數(shù)預(yù)測有超早產(chǎn)風(fēng)險的嬰兒提前進(jìn)入該設(shè)備，而不是過早地使用呼吸機(jī)。
2019年，Alan Flake 等人創(chuàng)立一家名為Vitara Biomedical的公司，目前該公司已經(jīng)獲得了1億美元融資，用于開發(fā)EXTEND設(shè)備。
2023年9月19-20日，美國FDA召開了獨立顧問會議，討論監(jiān)管和倫理考慮以及該技術(shù)的人體試驗可能是什么樣子。此次的討論由世界各地正在開發(fā)類似設(shè)備的少數(shù)其他團(tuán)隊以及探索健康公平、生殖權(quán)利等影響的生物倫理學(xué)家仔細(xì)審查。
世界衛(wèi)生組織（WHO）將早產(chǎn)定義為妊娠37周前出生。早產(chǎn)可以自發(fā)發(fā)生，也可以因為某些情況，例如感染、激素失衡、高血壓或糖尿病，從而使子宮環(huán)境不再適合胎兒生存。這構(gòu)成了一個巨大的全球健康問題，早產(chǎn)是五歲以下兒童死亡和殘疾的最大原因。
2020年，全球約有1340萬例早產(chǎn)，而在2019年，早產(chǎn)相關(guān)的并發(fā)癥導(dǎo)致了約90萬人死亡。死亡率與嬰兒出生時的胎齡密切相關(guān)。22周被認(rèn)為是胎兒能存活的極限——很少有22周及之前出生的嬰兒能存活。到28周時出生的大多數(shù)嬰兒可以存活，但通常需要大量的生命支持。人造子宮技術(shù)旨在改善22周至28周之間出生的超早產(chǎn)兒的結(jié)局，這些早產(chǎn)兒的存活率目前有所提高，但他們?nèi)悦媾R頻繁的長期健康問題。
一項針對250萬人的大規(guī)模研究顯示，78%的28周內(nèi)出生超早產(chǎn)兒在成年后會患有哮喘、高血壓、癲癇等疾病，而對于足月出生的嬰兒，這個比例僅為37%。超早產(chǎn)兒的死亡或殘疾也更常見，這也是為什么產(chǎn)科醫(yī)生要盡可能防止早產(chǎn)，胎兒在母親子宮中安全地呆更長時間，將來長期生存和健康的概率就越高。
在人類子宮中，胎兒通過胎盤獲得氧氣、營養(yǎng)、抗體和激素信號，并排出廢物。而人造子宮技術(shù)最專注于提供氧氣和清除二氧化碳，取代通常用于新生兒的機(jī)械通氣機(jī)，這些通氣機(jī)可能會損害脆弱的發(fā)育中的肺。
人造子宮能夠幫助超早產(chǎn)兒度過原本應(yīng)在母親子宮中度過的剩余時間，防止他們提前出生后在子宮外環(huán)境中最容易出現(xiàn)損傷的肺部和大腦，讓他們的器官更充分地發(fā)育，從而獲得更高的健康存活概率。
該團(tuán)隊開發(fā)的EXTEND設(shè)備是通過將超早產(chǎn)兒放入生物袋中工作，該生物袋充滿了模擬羊水的富含電解質(zhì)的液體。醫(yī)生將嬰兒臍帶內(nèi)的血管與體外供氧系統(tǒng)連接起來，嬰兒的心臟仍然會像在自然子宮里一樣泵血。由于嬰兒臍帶內(nèi)血管很小，因此整個過程需要熟練的手術(shù)技巧，而且要在幾分鐘內(nèi)快速完成。
Alan Flake 團(tuán)隊一直在羊羔身上測試這個人造子宮系統(tǒng)，羊羔經(jīng)常被用于胎兒研究，這是因為它們在發(fā)育上與人類相似。綿羊的妊娠期在5個月左右，該研究使用的羊羔相當(dāng)于23周的人類胎兒。
在2017年發(fā)表的這項研究中，研究團(tuán)隊使用人造子宮讓8只羊羔存活了4周時間，在此期間，這些羊羔在人造子宮中長出了毛發(fā)，肺部和大腦也開始發(fā)育成熟。4周后，研究團(tuán)隊對這些羊羔實施了安樂死，以進(jìn)一步研究該人造子宮系統(tǒng)是如何影響器官發(fā)育的。
自2017年以來，該團(tuán)隊就一直在與FDA就開始臨床試驗進(jìn)行溝通。除了 Alan Flake 團(tuán)隊外，還有來自西班牙、日本、澳大利亞、新加坡和荷蘭的研究團(tuán)隊也在開發(fā)人工子宮技術(shù)。例如，密歇根大學(xué)安娜堡分校的 George Mychaliska 領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊則開發(fā)了一個名為人造胎盤的設(shè)備。
不同設(shè)備的對比
George Mychaliska 團(tuán)隊開發(fā)的人造胎盤設(shè)備不需要將液體包圍胎兒，而是通過氣管內(nèi)管填充他們的肺部，它用一個泵從頸靜脈抽出血液，在體外充氧，然后通過臍靜脈輸送回來。而 Alan Flake 團(tuán)隊將其設(shè)備連接在臍動脈和靜脈上。
這兩種方法各有利弊，人造子宮設(shè)備需要胎兒通過剖腹產(chǎn)，因為自然分娩過程中臍帶動脈會迅速關(guān)閉，導(dǎo)致無法連接設(shè)備。而人造胎盤設(shè)備可以用于自然分娩的胎兒，但這種使用外部泵進(jìn)行血液循環(huán)的方式可能具有使心臟緊張或引起腦出血的風(fēng)險。根據(jù)目前已發(fā)表的數(shù)據(jù)，George Mychaliska 團(tuán)隊使用人造胎盤讓羊羔維持了大約兩周時間，而 Alan Flake 團(tuán)隊使用人造子宮維持了四周時間。
盡管人們對人造子宮技術(shù)越來越興奮，但關(guān)于需要哪些數(shù)據(jù)才能獲準(zhǔn)進(jìn)行人體試驗其實仍然很難說清楚。畢竟，從羊羔到人類之間存在一個巨大差異。
與超早產(chǎn)兒處于同一發(fā)育階段的羊羔比人類胎兒要大2-3倍，這意味著研究人員還需要進(jìn)一步縮小本就已經(jīng)很小的人造子宮設(shè)備，已適應(yīng)人類早產(chǎn)兒的大小。豬胎兒與人類胎兒的大小更相似，但它們比羊羔更難處理。非人類靈長類動物是臨床前試驗的黃金標(biāo)準(zhǔn)動物模型，它們的生理與人類相似，但它們的胎兒比人類的胎兒還要小，而且進(jìn)行這類實驗的倫理問題很復(fù)雜。
安全問題并不是人造子宮面臨的唯一問題，人造子宮的發(fā)展代表了一個“巨大的轉(zhuǎn)型飛躍”，它將會解決許多問題。但也會帶來一系列新問題。2017年這項研究發(fā)表后，引起了人們的廣泛關(guān)注，人們開始擔(dān)心人造子宮有朝一日會取代懷孕。此外，還有研究人員認(rèn)為，人造子宮是一項昂貴的技術(shù)，把大量金錢和技術(shù)投入到那些原本存活率很低的胎兒身上，而不是尋求改善妊娠支持或早產(chǎn)兒重癥監(jiān)護(hù)的方法，是否值得？
參考資料：
https://www.nature.com/articles/ncomms15112
https://obgyn.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/pd.5821
https://www.nature.com/articles/d41586-023-02901-1
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