目前來(lái)看,這項(xiàng)技術(shù)如果完善將是一大進(jìn)步。
3月17日,《自然》雜志在線發(fā)布了一項(xiàng)研究,來(lái)自以色列魏茨曼科學(xué)研究所的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)從懷孕5天的小鼠身體中取出胚胎,在體外成功培育了6天。在生命的第11天,旋轉(zhuǎn)玻璃瓶中的胚胎長(zhǎng)出了心臟、頭部和四肢。
小鼠胎兒發(fā)育只需要20天。也就是說(shuō),11天小鼠的發(fā)育歷程已經(jīng)過(guò)半,相當(dāng)于5個(gè)月左右的人類胎兒了。
視頻:《自然》
這項(xiàng)成果意味著,科學(xué)家離“人造子宮”又近了一步。
論文的通訊作者雅各布 · 漢納(Jacob Hanna)博士介紹,他們實(shí)際做的比論文介紹的還要多。他們嘗試在受精卵形成不到1天時(shí)就把它從母體中取出,隨后在“人造子宮”中培育到11天,但是沒(méi)能讓胚胎正常發(fā)育。
而他們接下來(lái)想嘗試跳過(guò)從母體中取受精卵這一步驟,用干細(xì)胞直接培育出胚胎。
無(wú)論是從子宮中取出受精卵,還是用干細(xì)胞培育出胚胎、模擬發(fā)育過(guò)程,漢納所在研究團(tuán)隊(duì)的直接目的是了解人類發(fā)育的奧秘:一個(gè)受精卵,如何分化并發(fā)育出人類所有類型的細(xì)胞?
而借助“人造子宮”在體外培育胚胎,是研究這一課題的唯一路徑。
模擬子宮是如此之難
“人造子宮”的終極目的是讓胎兒的發(fā)育在母體外完成。在上個(gè)世紀(jì)初,這僅僅是關(guān)于技術(shù)“可能性”的想象。
1923年,英國(guó)生物學(xué)家霍爾丹(J.B.S. Haldane)就大膽設(shè)想:一個(gè)半世紀(jì)之后,將只有不到30%的孩子由女性所生。也就是說(shuō),那時(shí)生育這件事已經(jīng)可以不借助女性的子宮。
正如漢納團(tuán)隊(duì)所遇到的挑戰(zhàn),模擬子宮的環(huán)境非常困難。研制出這次人造子宮系統(tǒng),他們用了7年的時(shí)間。按照功能,這個(gè)系統(tǒng)分為兩個(gè)部分:恒溫箱;營(yíng)養(yǎng)和氧氣供給設(shè)備。除了玻璃瓶中的營(yíng)養(yǎng)液,還需要以適當(dāng)?shù)臐舛群蜌鈮簽椤白訉m”輸送氧氣和二氧化碳。玻璃瓶一直緩慢轉(zhuǎn)動(dòng),保證胚胎不會(huì)黏在瓶身。
漢納團(tuán)隊(duì)研發(fā)的人造子宮系統(tǒng)。圖片:《自然》
盡管如此,這個(gè)“子宮”也只能為中期發(fā)育提供有限的“安全空間”。胚胎依舊需要在真正的子宮內(nèi)完成最初的發(fā)育;超過(guò)11天后,因?yàn)槿狈ρ汗?yīng),僅僅靠營(yíng)養(yǎng)液胚胎無(wú)法繼續(xù)發(fā)育。
在真正的子宮中,胎兒被羊水包裹,通過(guò)胎盤(pán)和母體之間實(shí)現(xiàn)物質(zhì)交換。1955年,美國(guó)國(guó)家專利局批準(zhǔn)第一個(gè)“人造子宮”專利設(shè)計(jì)圖,這個(gè)設(shè)計(jì)基本模擬了羊水和胎盤(pán)的結(jié)構(gòu)。整個(gè)系統(tǒng)除了一個(gè)裝滿羊水容器、與胎兒以臍帶相連的胎盤(pán),還包括給胎盤(pán)供養(yǎng)的血泵、一個(gè)人造腎臟和一個(gè)熱水器。
1955年“人工子宮”專利圖
1996年,日本教授Yoshinori Kuwabara嘗試用人造胎盤(pán)給山羊胎兒維持養(yǎng)分。他用導(dǎo)管與臍帶相連,給已經(jīng)發(fā)育了四分之三的山羊供給含氧的血液,并將小山羊放在充滿人造羊水的橡膠容器中。但是三周后,“人造子宮”中的小山羊循環(huán)系統(tǒng)出現(xiàn)衰竭。
不過(guò),這個(gè)維持時(shí)間已經(jīng)比1969年法國(guó)科學(xué)家給出的兩天長(zhǎng)了許多。
這兩項(xiàng)研究的目的不是取代子宮,而是提升早產(chǎn)兒的存活率。它們可以看作是模擬子宮的高級(jí)版育兒箱。
沿著這一思路,2017年,費(fèi)城兒童醫(yī)院將發(fā)育到中期的山羊胎兒在“人造子宮”中維持了4周,成功發(fā)育的小羊最后轉(zhuǎn)移到普通呼吸機(jī)上。這個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵在于模擬母親和胎兒的循環(huán)系統(tǒng),并保持胎兒的肺部不受感染。該醫(yī)院的艾倫 · 弗雷克(Alan Flake)和同事們制造了一種無(wú)泵的循環(huán)系統(tǒng),他們將胎兒的臍帶血管連接到一種新型氧合器,從而讓血液在系統(tǒng)中順利流動(dòng)。
視頻截圖:《自然通訊》
2019年,歐盟2020年度地平線計(jì)劃撥款290萬(wàn)英鎊給一個(gè)為早產(chǎn)兒設(shè)立的人造子宮項(xiàng)目。項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)者,荷蘭埃因霍溫理工大學(xué)的Guid Oei 教授表示,研發(fā)人造子宮的目的在于幫助早產(chǎn)嬰兒渡過(guò)24到28周的關(guān)鍵期。根據(jù)統(tǒng)計(jì),24周出生的嬰兒存活率只有50%。在這期間出生的早產(chǎn)兒肺部功能不全,需要依靠呼吸機(jī)才能維持生命。
是福祉還是危險(xiǎn)?
提高早產(chǎn)兒存活率,這樣的研究動(dòng)機(jī)似乎避開(kāi)了關(guān)于“人造子宮”的倫理爭(zhēng)議。但是當(dāng)科學(xué)家試圖讓受精卵早期發(fā)育就在人造子宮中完成時(shí),爭(zhēng)議就無(wú)法避免。
2003年,美國(guó)康奈爾大學(xué)生殖醫(yī)學(xué)和不孕癥中心的劉洪清(Hung-Ching Liu)用子宮內(nèi)膜壁細(xì)胞作為材料搭建“人造子宮”,讓小鼠胚胎順利著床并且?guī)缀踝咄炅税l(fā)育全程。2011年,她又和同事在人造子宮中將人類胚胎培育了10天。
她的研究與其他科學(xué)家不同,在于她在體外再造了人類的子宮內(nèi)膜。
她向媒體表達(dá),未來(lái)的目標(biāo)是在體外能夠培育出嬰兒。但是她也強(qiáng)調(diào),“我不想為那些不想懷孕的婦女制造子宮。”也就是說(shuō),她只想自己的技術(shù)服務(wù)于那些子宮功能受損而無(wú)法擁有自己孩子的女性。
“人造子宮”可以被如此單純地使用嗎?從這個(gè)概念誕生之初就引發(fā)的擔(dān)憂來(lái)看,人們很難這樣相信。
樂(lè)觀地想,它可以幫助女性從生育勞動(dòng)中解放出來(lái)。當(dāng)女性的身體從“具有生育能力”的評(píng)判下解放出來(lái),就可以擁有更多的身體自由。一個(gè)女性想生孩子,甚至可以不用尋找代孕。性少數(shù)伴侶也更容易擁有自己的孩子。
除了生育本身,研究”人造子宮”還能使科學(xué)家獲得培育人體器官的方法,促進(jìn)器官移植的發(fā)展。
而目前,實(shí)驗(yàn)室中的科學(xué)家們想探索的問(wèn)題看起來(lái)很單純:怎樣讓體外培育的胚胎長(zhǎng)得更健康?能不能將人類胚胎體外培育得更久一些以觀察到更多的現(xiàn)象?
但是另外一方面,人們有著各種擔(dān)心:“人造子宮”的相關(guān)技術(shù)會(huì)不會(huì)帶來(lái)其它不確定性?當(dāng)“生育”這件事從自然過(guò)程變?yōu)榧夹g(shù)過(guò)程,它會(huì)不會(huì)帶來(lái)對(duì)于生命的操縱?會(huì)不會(huì)出現(xiàn)一些科幻小說(shuō)中所寫(xiě)的情景,像在流水線上生產(chǎn)物品一樣生產(chǎn)嬰兒?當(dāng)強(qiáng)權(quán)者掌握了生育技術(shù),會(huì)引來(lái)怎樣的后果?畢竟法西斯對(duì)優(yōu)生迷戀的后果,已經(jīng)在歷史上發(fā)生過(guò)。
總之,我們需要像注視基因編輯技術(shù)一樣注視人造子宮技術(shù)嗎?
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