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人造子宮,將來會是舊有社會結構和新生科學技術的矛盾時代

過去幾十年,國際干細胞研究協會對實驗室培育人類胚胎,有時間長度限制︰不能超過受精後的兩周。

2021年5月底,該協會表示,將放寬「14天規定」,逐案考慮培養人類胚胎的研究,該在何時必須停止實驗。

「醫學界」就此發布解讀《人類胚胎體外研究將突破「14天規則」,國際干細胞研究學會發布新指南》。有網友留言稱,「14天規定」取消後,「人造子宮」研究或將不再受限,「預示著工業化生育時代正在加速向我們而來」。

這不是第一次由熱議胚胎體外研究,引申到對「人造子宮」的關注。

旨在用可視化方式呈現科技進步的國際組織、荷蘭「下一個自然網絡」于2017年推出《人造子宮︰時間軸》專題,收錄大量文學作品、影像資料、實物或模型。包括史上首個保溫箱、首個試管嬰兒,首本關于「人造子宮」的書籍和首份「人造子宮」專利圖等。

2021年3月,《自然》接連公布3項研究成果。包括體外成功培育小鼠胚胎,使之發育到11天,相當于5個月人類胎兒的階段。以及,在實驗室條件下,于人類歷史上首次用非生殖細胞的人體細胞,構建出完整的人造人囊胚樣模型。

隨後,《自然》官網收到諸多留言。被問及較多的是︰這是否意味著即將實現「人造生命」?鑽研近百年的「人造子宮」會隨之從科幻走向現實嗎?

1537年,醫生、哲學家帕拉塞爾蘇斯在《自然之路》中這樣描述「煉金士造人術」︰把男人的**和腐爛的馬糞,裝進密閉的燒瓶里。約40天,會有肉眼可見、能自主移動的小東西被孵育出來。之後用人血喂養,他們就能長成小矮人。

關于「人造子宮」的構想,最早能追溯到英國進化生物學家霍爾丹。1923年,他做主題演講稱︰「到1951年,將有可能實現完全的體外孕育;到2074年,約70%的嬰兒將是體外孕育而生。」

在這一場演講中,有人提到美國紐約康尼島的「全世界都愛寶寶」展覽。

1903-1943年,數以十萬計的游客參觀該秀。展廳里陳列著「孵育兒之父」「孵育兒醫師」馬丁‧康尼引進的最新款保溫箱,和一個個掙扎著要活下去的早產兒。一根源源不斷有外部熱水通過的管道,被安置在保溫箱下方,保持箱內恆溫。另一根管道連接到建築物外面,經過多層過濾,給箱內提供新鮮空氣。

康尼醫生通過收門票,維護保溫箱,照顧、喂養早產兒,以及支付相關工作人員薪資。有媒體評述,在美國不願意管早產兒死活的40年里,康尼醫生至少挽救6500名早產兒的生命,成活率達85%。「保溫箱就是早產兒的‘人造子宮’。」

「孵育兒醫師」馬丁‧康尼和他的保溫箱。

但,一個供應循環熱水的保溫箱,和子宮相差甚遠。人類子宮在胚胎孕育過程中,不僅要維持恆定溫度,還要通過臍帶和胎盤,為胎兒提供氧氣、營養、激素,將胎兒產生的代謝廢物運出去。

到1955年,「人造子宮」被具象化。美國國家專利局批準伊曼紐爾‧格林伯格等人設計的「人造子宮」專利圖。按圖顯示,「人造子宮」系統包含一個裝有羊水的胎兒罐、連接臍帶的機器、一台血泵、人工腎和熱水器等。

1996年,日本東京順天堂大學的桑原佑樹團隊按圖索驥,做出「人造子宮」,還加以改進。

其「人造子宮」系統使用體外膜式氧合器,相當于人工肺、人工心髒和人工腎的集成。研究團隊將之和胎兒羊羔的臍帶血管連接,建立體外循環。同時,在「人造子宮」內注入體外循環的溶液和人工羊水,並保持在適宜溫度。

團隊通過剖月復產,取出正常發育4個月的胎兒羔羊。此時,胎兒羔羊的體重已達到出生時體重的60%-70%。胎兒羔羊在「人造子宮」中,活了約3周。由于一些技術問題,該系統的體外循環出現故障,實驗終止。多數胎兒羔羊因循環系統衰竭而死亡。少數活下來的幾只被發現有畸形或肺部並發癥。

學界稱桑原佑樹是「人造子宮」動物實驗者「奠基人」。其研究更是觸動《科學美國人》雜志于2000年推出《我們未來的仿生學》專刊,「人造子宮」研制成功,被列為「2010年-2020年可能出現的生物革新」。

上海市第一婦嬰保健院新生兒科主任劉江勤在其《人造子宮是怎麼回事?》一文中寫道,「人造子宮」包含兩個概念。一是Ectogensis,指「人造子宮」完全替代母親子宮的功能,胎兒從受精卵開始就在母親子宮外生長。

另一個是Ectogestation,指「人造子宮」部分替代母親子宮的功能,胎兒的某個階段在母親的子宮外生長。這被視為模擬子宮的「高級版育兒箱」。

從概念可知,上述日本研究屬于Ectogestation。桑原佑樹評價自己的研究成果稱︰「毫無疑問,未成熟胎兒的最理想生長環境是母親的子宮。但如果這項技術能挽救早產兒生命,希望它能最終應用于人類。」

沿著這一思路,2017年,美國費城兒童醫院通過剖月復產,創紀錄地讓8只平均110天大的超早產胎兒羔羊,在「人造子宮」里健康生存4周。此時的胎兒羔羊相當于妊娠23-24周的人類早產兒,是人類嬰兒可以出生的最早時刻。

該「人造子宮」系統是一個充滿羊水、無菌、溫度適宜、封閉的「塑料袋」,能通過臍帶連接氧氣。當研究人員將其從「人造子宮」中取出時,小羊們的出生反應與自然分娩的羊羔幾無差異。僅部分小羊出現輕微肺部炎癥。1年後,8只小羊總體活潑、健康。

站在費城兒童醫院的「肩膀」上,2019年3月,澳大利亞和日本聯合團隊也成功挑戰早產兒的「生存邊界」。其實驗所用羔羊胎兒相當于24周大的人類嬰兒,其肺部發育剛基本成型。

近年來,多國提供科研政策,支持「人造子宮」研究,並取得一定進展。其中,歐盟的「地平線2020計劃」,于2019年10月,獲得290萬歐元撥款。全球最大的「人造子宮」研究團隊負責人、荷蘭埃因霍芬理工大學奎德‧歐領餃該項目。

「我們的‘人造子宮’不僅是個塑料袋或塑料盒。它是人類子宮的體外版,將具備孕育人類胎兒的所有條件。」奎德‧歐說,其團隊研發系統自帶血液循環系統。胎兒臍帶會和人工胎盤相連,從而接受氧氣和營養。且,「人造子宮」安裝有各類傳感器,能模擬媽媽的體溫、心跳等生理特征。

2021年3月17日,《自然》雜志在線發布以色列研究顯示,「人造子宮」和「人工胚胎」均有重大突破。人為干預的妊娠或已從「孕

一般,小鼠胎兒發育只需20天。11天時的小鼠胚胎相當于5個月左右的人類胎兒。

研究通訊作者雅各布‧漢納博士介紹,為了研制這套「人造子宮」系統,他們花了7年,但仍存在局限。

「將‘人造子宮’用于人類嬰兒,在技術層面面臨著很大的挑戰。」2019年3月,奎德‧歐參加「人造子宮︰夢想還是噩夢」研討會時說。

比如,截至目前已公開的「人造子宮」仍主要是「孵化器」,在孕育的最後階段扮演子宮,但不具備自然受精成型、全程孕育胎兒等功能。

其次,目前「人造子宮」技術尚未成熟。通過機器運轉、維護胎兒肺生理和循環,仍異于正常妊娠,存在致畸、死亡等風險。

2021年1月,鄭州大學第一附屬醫院傳出簡訊,稱其成功實施國內首次「人造子宮」胎羊體外培育實驗,經由臍動靜脈插管進行體外支持。醫院體外支持中心ECMO團隊亦有貢獻。

但過往研究顯示,ECMO使用中,可能出現代謝性酸中毒、進行性低血壓等問題。

再次,「人造子宮」的核心組成部分是生物袋。設計時要盡可能解決無菌性、尺寸適應性,以及空間、液體體積效率等問題。「在我們的實驗中,即使小鼠胚胎能活過11天,‘人造子宮’也面臨容不下快速增大的胚胎和足量羊水等問題。」雅各布‧漢納表示。

最後,嬰兒血管的直徑會限制「人造子宮」的使用。「人造子宮」的插管必須與嬰兒血管相連,但嬰兒越小,其血管就越小,且厚度可能不夠穩定插管。截至目前,「人造子宮」使用較多的受試體是胎兒羔羊,亦是考慮到其血管等生理結構特性。

「在發展到人類臨床試驗前,我們還需要對靈長類動物進行大量研究。」有評論稱,對于胎齡22-24周的早產兒,現有「人造子宮」技術可能用不上。對24周以上的早產兒,「人造子宮」是否能取得更高收益,依舊是個謎。

「人造子宮」適合誰?

在純靠機器維持的「人造子宮」外,也有學者在鑽研「再生子宮」。

2001年,美國康奈爾大學生殖醫學和不孕癥中心華裔教授劉洪清「入局」。兩年後,其研究團隊發文稱,用可生物分解的膠原和軟骨素,先搭出子宮形狀的桁架。然後,在上面種植子宮內膜細胞,注入激素等「營養成分」。經過一段時間培養,桁架自然分解。那些被種植的子宮內膜細胞生成簡易的「再生子宮」。

此後,研究團隊將受精卵注入「再生子宮」中。部分胚胎成功著床、生長。但因為倫理原因,胚胎種植後的第6天,實驗終止。後續鼠實驗證實,該簡易子宮可以實現胚胎著床,但不足以維系其後續的正常發育。老鼠沒足月就因畸形而死亡。

2011年,劉洪清帶領團隊,用「再生子宮」培育人類胚胎達10天。

9年後,美國維克森林再生醫學研究所宣布「再生子宮」又一進展︰使用生物工程技術制造子宮組織,修復兔子子宮,使其成功懷孕,並足月分娩、產下存活後代。

不少媒體跟進報道,稱此為「突破性進展」。還有科學家提出更大膽的設想,既然能「修」,下一步就是「能造」,這或能實現「讓男人傳宗接代」。

但劉洪清教授清晰地告訴媒體︰「不想為那些不想懷孕的婦女制造子宮。只服務于那些子宮功能受損而無法擁有自己孩子的女性。」

2021年,「一條」發布調查稱,在支持「機器完全代替母體」的受訪者中,91.5%是「因為身體原因,無法得到一個健康的孩子」。其中包括不孕不育、高齡生產危機、嬰兒器官發育不完全。輔助生殖也能助其圓夢,但並非萬能手段。我國高齡產婦的生育率明顯上漲。而輔助生殖的成功率與年齡有極大關系。相較35歲以下者,38-40歲者的輔助生殖新鮮周期活產率下降50%,44歲以上患者的活產率僅1%。

奎德‧歐也對「人造子宮」的臨床應用有過明確闡述︰只服務于極度早產嬰兒,提高存活率。

臨床數據顯示,超70%的早產兒出生在妊娠34-36周間。出生于妊娠22周前的嬰兒幾乎沒有生存機會。妊娠22-23周出生者僅能獲得0.07%的存活率。若進入24周後,其生存幾率將顯著提升。

「因為倫理、宗教、信仰等,我們不想讓自己的模型,去服務不想生育的婦女。」奎德‧歐表示,全球各大「人造子宮」研究都面臨著質疑,包括「人造子宮」有沒有違背自然規律?當「生育」這件事從自然過程變為技術過程,是不是對生命的操縱?在「機器完全代替母體」的孕育過程中,能不能、以及何時可行流產?當強權者掌握生育技術,是否會造就《美麗新世界》,在胚胎時期就決定優勝劣汰?

現在,是時候像審視基因編輯技術那樣,審視「人造子宮」技術嗎?

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