今天小編分享的科技經驗:中國首個人造子宮,在鄭州誕生,歡迎閲讀。
将胎兒放進一個 " 特殊裝置 ",
用管道和母體連接,
任何和胎兒血型一致的人,
都能這樣在體外 " 孕育生命 "。
機器孕育生命、體外 " 懷孕 ",
這些科幻電影裏的場景,
或許正逐漸走向現實。
葉門分子生物學家 Hashem Al-Ghaili 構想的 " 人造子宮工廠 " 的概念圖
今年 7 月,鄭州大學第一附屬醫院完成了第四次 " 去 ECMO 化人造子宮動物實驗 ",
胎羊在母體外存活達 90 分鍾,
為世界首例成功案例。
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中國人造子宮團隊正在做第四次 " 去 ECMO" 人造子宮動物實驗
這個中國唯一的人造子宮團隊,
其中大部分人是 90 後,
由醫院胸外科、婦產科、麻醉科、體外循環科的臨床醫生自發組成。
他們像個 " 先鋒隊 ",
沒有固定實驗室,常常 " 換地方 ",
沒有輿論支持,就拿自己的情懷湊。
面對倫理質疑,
團隊負責人趙高峰解釋,
人造子宮不是為了批量生產嬰兒,
而是為了讓沒法繼續留在子宮的胎兒繼續生存。
" 人造子宮要解決的不是人的生產問題,
而是生存問題。"
編輯:張雅蘭
責編:倪楚嬌
01 人造子宮,正在走向現實
趙高峰,鄭州大學第一附屬醫院肺移植外科主任,中國人造子宮團隊負責人
7 月 13 日,在鄭州一所高校的實驗室外,一只從商丘寧陵運到鄭州的母羊正安靜地卧在實驗室門外。它已經懷孕 4 個月,還有 1 個月就可以生產。
實驗室裏,十幾位來自鄭州大學第一附屬醫院的醫生正在安裝監護儀,鋪設實驗床,調整燈光。因為沒有固定的實驗室,他們剛從幾十公裏外的醫院将器材搬運過來,實驗準備工作,要從零開始。
他們是國内第一個,也是目前唯一的人造子宮研究團隊。2021 年,團隊完成了國内第一例 ECMO 輔助下人造子宮動物實驗,而今天他們即将進行中國第四次去 ECMO 化 " 人造子宮實驗 "。
此前,國外的人造子宮動物實驗全部使用了 ECMO 作為體外供氧設備,給脱離母體子宮的胎兒供氧。但這種設備維護成本高,容易形成血栓、出血或感染。這次實驗,在前三次實驗的基礎上,繼續采取 " 去 ECMO" 方案,用母體為胎兒供氧,實現人造子宮實驗新的突破。
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胎羊與母體建立并體循環,靠母體維持胎羊的生命體征
一切就緒,完成麻醉、氣管插管、監護等前期工作,開始手術。醫生将胎羊從母體子宮取出,放置到人工羊水中。
因為胎羊主要靠臍帶獲取氧氣和營養。醫生分離出臍帶動、靜脈,與母體建立并體循環,靠母體維持胎羊的生命體征,以此代替 ECMO。
将胎羊放入 " 人造子宮 "
一個小時後,胎羊生命體征一切正常,他們将臍帶徹底離斷,将胎羊放置于盛滿人工羊水的恒温箱内。最終,胎羊成功存活 90 分鍾。這也意味着,世界首例 " 去 ecmo 人造子宮 " 實驗初步成功,至少驗證了 " 去 ECMO" 的理念完全可行。
接下來,他們還要攻克新的難題,比如人工羊水精細化配制、人造胎盤模型的建立等。
趙高峰是鄭州大學第一附屬醫院肺移植外科主任,也是這個人造子宮團隊的領導者,對他來説,人造子宮并非是想實現 " 批量生產嬰兒 " 的科幻圖景,而是為了解決醫生臨床實踐裏的真實問題。
有時候,需要做手術的對象是還未出生的胎兒,但是子宮内做手術,風險系數相當高,要求時間短,技術高,即便手術成功,也可能造成孕婦流產。在世界範圍内,能做宮内手術的醫院非常少。
那如果将胎兒取出來做手術呢?胎兒與母體通過臍帶相連增加了手術難度,即使成功後将胎兒放回母體,也容易產生一系列并發症。趙高峰便想,能不能制造一個類似于子宮的容器,幹脆讓胎兒在體外完成剩下的孕期?這成了最初研究人造子宮的動力。
荷蘭埃因霍温理工大學的人造子宮模型 圖片來源:TUeCursor
" 所謂人造子宮,就是在人體之外,模拟子宮的生理狀态、功能、環境,建立一個模型,将胎兒放進去,脱離母體,在這個裝置内正常發育生長。" 趙高峰解釋。
目前,全世界共有 5 個團隊正在研究人造子宮。荷蘭埃因霍温理工大學、美國費城兒童醫院以及中國鄭州大學第一附屬醫院等等。1923 年,生理學家霍爾丹(Haldane, J.B.S.)第一次提出了 " 人造子宮 " 的概念。他預言,人類在 21 世紀将不再遵從原始的本能生兒育女,70% 的嬰兒可能來自 " 體外發育 "。
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EXTEND 裝置曾在動物身上試驗成功:
2017 年,美國費城兒童醫院團隊
将相當于人類 23-24 周的胎羊放入 " 生物袋 ",
小羊經過 4 周 " 孕期 " 順利出生
美國費城兒童醫院正在研究的裝置内,充滿了含電解質的液體,人工模拟羊水環境。醫生會将早產兒臍帶血管連接到充氧系統,讓胎兒的心髒能夠像在自然子宮中一樣泵血。
從經驗、設備上來説,鄭州大學第一附屬醫院的人造子宮團隊與世界有巨大差距,但目前他們已經擺脱了 ECMO 設備,從這個層面來説,他們已經走在了世界最前列。
02 緩解生育之痛
張振宇和醫院裏的產婦
生殖醫學更需要這樣的技術。
已經工作 8 年的產科醫生張振宇,也是趙高峰團隊裏的一員。起初聽到趙高峰提起這個概念,他也覺得異想天開," 如果有人造子宮,我們產科醫生豈不是都要失業了?" 但他仔細一想,人類面臨很多難解的問題,尤其是醫學,常常讓人束手無策,為什麼不再大膽一些,往前邁一步?
首先,許多人因為身體原因,無法生出一個健康的孩子,包括夫妻不孕不育、高齡生產風險、嬰兒器官發育不完全等等。根據中國人口協會、國家計生委發布的數據,在中國每 6 對夫婦中就有 1 對正在經歷不孕不育。
工作後,張振宇對生育也有了新的理解," 在當醫生前,我一直覺得生孩子,挺自然,挺順利就結束了。這 8 年,見到那麼多復雜的病例,才知道,生孩子真的很復雜,有很多關要過。"
比如曾有一個孕婦,到了孕中期才發現自己有心髒病,這是妊娠大忌,醫生建議引產,但孩子不滿 24 周,屬于超早產,能成功活下來的幾率只有 10%。即使勉強救活,孩子也可能大腦發育不全,免疫力低。
還有一個孕婦,因為懷孕困難,嘗試了多年的試管嬰兒,等到終于懷孕,卻查出脊柱上有一個惡性腫瘤。她面臨兩個選擇,要麼引產,化療救自己,要麼放棄治療,保住孩子。無論是哪個選擇,都是極艱難的。
張振宇也曾遇到很多突發的緊急情況。一位即将生產的孕婦在醫院待產,半夜的時候宮縮強烈,羊水破了,臍帶也流了出來,但此時胎兒依然在子宮内。在短短 7、8 分鍾内,胎兒就會失去胎心死亡。
情況緊急,當時已經來不及打麻醉藥,孕婦同意後,醫生只能在沒有給她打任何麻醉的況下進行手術,生生将胎兒剖了出來。
" 危險、疼痛,就是婦產科常常看到的 ",張振宇覺得,雖然人造子宮代替生產不太現實,但或許在未來,人造子宮能夠為這樣的病例提供新的選擇,降低女性生產的痛苦,也提高胎兒的存活率。
除了解決醫學難題,人造子宮或許能夠緩解生育焦慮," 很多孕婦會面對羊水栓塞等棘手的問題,雖然發生率很低,但她們在生產前就陷入了焦慮。還有生育帶來的損傷,盆底肌松弛、妊娠紋、長胖 …… 都成了女性拒絕生育的原因之一。" 張振宇説。
《坡道上的家》講述女性因育兒, 在家庭和社會上遭受極大不公
身體的損害之外,很多女性也面臨着產後抑郁症,職場發展瓶頸等問題,很多人覺得,人造子宮或許能将女性從生育中 " 解放 " 出來,達成生育層面的男女平等。
但是,人造子宮也一直面臨着各種倫理拷問,如果未來這項技術成熟,人類是否會被 " 批量化 " 生產?如果人在人體以外的設備中被 " 人工孕育 ",是否會磨滅掉人類最基本的人性?母親和孩子之間的聯結會不會減弱?
以下是趙高峰的講述。
03 眾人拾柴火焰高
中國人造子宮團隊全體成員,在第一次實驗後合影
當我提出做人造子宮的研究後,反對聲一片。
起初很多人都不理解我們要幹什麼,申請課題也申請不到。因為這完全突破了傳統的理念,大家覺得怎麼可能将一個胎兒取出來,做完手術後還能被放回一個子宮繼續懷孕?他們覺得是異想天開,根本不可能,就是瞎折騰 …… 我得到的幾乎全都是否定回答。
但是我們團隊都覺得前景非常好,其實除了能夠未來給胎兒做手術,在畜牧業的應用前景也很廣。
因為缺少科研項目的支持,我們一直在自己做研究。每年的花費大概是 30 到 40 萬,都是團隊大夫們從自己的工資裏擠出來湊到一起的。這幾年總共花了 100 多萬,其中 70% 都是我自己湊的,讓團隊裏年輕醫生們的壓力小一些。我們自己想做的事情,不會計算得失回報,都為了共同的目标和情懷。
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每次做實驗,都要将全部器材搬運過去
因為沒有單獨的專門實驗室,每次實驗的時候,我們只能借别人的實驗室,早期阻力也很大,但我們從來沒想着算了。
實驗要用到很多醫療器械和設備,但我們經費有限,沒法全部出去買,而且沒有渠道,也很難買到。目前的實驗器材都是兄弟科室幫我們籌集的。
因為沒有固定的實驗室,每次做實驗,我們都要找推車,大包小包地把器材運到臨時借來的實驗室。但大家都沒怨言,這也讓我非常感動。
趙高峰和實驗羊提供者王偉(左)
最開始,我們實驗用的羊是山東一個小夥子提供的。之前我給他做了一個胸部的手術,術後恢復很好,所以他一直對我們醫生很有感情。後來他聽説我們做實驗需要用羊,就提出幫我們找。
因為他生活在農村,周圍很多人家裏都在養羊。每次他幫我們找好懷孕的羊,都開個三輪車,從山東運到河南,路程很遠很辛苦。剛開始他一分錢都不要,後來我們實在過意不去,他才收了一部分。
其實,實驗用羊需要用國家級種羊場的羊,剛開始的時候,沒辦法要求那麼高。
我們團隊裏大部分醫生都是 90 後,平均年齡 30 多歲,非常年輕。他們有很多臨床工作要做,要看診、查房、換藥、做科研,比我還要忙,但周六還要抽時間參與人造子宮動物實驗。
其中有個醫生,他對羊毛過敏,挺嚴重的,但是他還是堅持每次實驗都參加了,他們都很不容易,之所以願意投入,是覺得能學到東西,覺得這件事有價值。
總而言之,眾人拾柴火焰高,這件事慢慢做起來了,很多人看到了我們的堅持,也開始支持我們。
04 男人懷孕 不是不可能
大眾想象中的人造子宮 Ectogenesis 圖片來源:Hashem Al-Ghaili
未來如果這個技術真正成熟,讓男性 " 懷孕 " 也不是不可能。首先,看你怎麼理解懷孕的概念,如果只是用一個器皿孕育生命,那按照我們的實驗結果,我們完全可以将胎兒和父親 " 連 " 在一起。
将胎兒從母體裏取出來以後,放進人造子宮裏,也許是個 " 袋子 " 一樣的東西,然後我們将胎兒和父親的血管連接,讓父親給胎兒提供氧氣和營養。事實上,任何一個血型和胎兒一致的人,都可以成為供養者。
這個父親就可以在體外背着這個 " 袋子 ",到處工作、旅行,都不影響。父親累的時候,就用一個小插管和孩子的母親連接起來,兩個人可以輪流替換。甚至他們自己就可以完成這個操作。
圖片來源 : Hashem Al-Ghaili
當然,現在談論這個還是太遙遠了,其中也涉及很多倫理問題。我們研究人造子宮,并不是要解決人類的生產問題,其實還是要解決很多胎兒的生存問題。
我們不是直接将胚胎放進一個容器裏培養,而是讓胎兒先在人類子宮裏成型,在不得已的情況下,再把它請出來,放在人造子宮内繼續存活下去。
比如,有些胎兒超早產,如果離開子宮就會死掉,那我們就能把胎兒放進人造子宮,或者有些胎兒先天有些畸形,不适合在子宮裏發育,我們也可以把胎兒放進人造子宮裏。
而且,在一個透明的容器裏觀察胎兒,我們可以看到它的肢體動作、吞咽狀态等等,這些優勢是人類的子宮沒法比拟的。
無論是什麼科技,包括試管嬰兒,在初次面世的時候,都引起了非常大的争議,但等到它們發展成熟,這些問題也都不再是問題。
很多人想象中的 " 人造子宮 ":夫妻用機器在家養育孩子,圖片來源:Usbek & Rica
我認為,人造子宮要真的發展成熟,還有幾個階段要走。
首先是 ECMO 人造子宮,現在全世界都在做這個研究。其次是去 ECMO 的人造子宮,我們已經處在這個階段。接下來的目标,是實現胎盤化的人造子宮。
我們最終希望實現的,是 " 全信息化 " 的人造子宮。其實胎兒在母體内,不光是獲得營養物質,母親説的話、觸摸、情緒、她的激素分泌,可能都會對這個胎兒的發育有影響。如果人造子宮能夠達成這一步,肯定就是最高級别的,但這方面的信息我們掌握很少,目前還不知道要怎麼做到。
05 要埋頭苦幹,也要抬頭看太陽
趙高峰正在查房
我之前在鄭州做了 7 年外科大夫,後來又去美國哈佛醫學院學習、工作了 10 年。我一直覺得臨床工作中要做一些實際的事情。
外科大夫可能都一根筋,比較倔,我在實際工作裏發現了這個問題,就特别想知道怎麼解決這個問題。平時我也很喜歡去思考,包括去 ECMO 的人造子宮,也是我在有一天吃飯的時候,突然想到的。
我是農村出身的,小時候家裏經濟條件不好,上學的時候我就打了很多零工,去洗盤子、發傳單、賣鞋墊,什麼都做過。可能是因為一路都在吃苦,現在做科研,我也敢拼,敢打惡仗。我和普通的老百姓之間沒什麼隔閡,我知道他們生病、看病不容易,你了解他們的處境,也能感同身受。
每年過春節的時候,我會組織醫院醫生,給環衞工人發些吃的穿的,給家庭情況特殊的病人捐款。
我每天都很忙,比如今天,我早上去醫院查房,查了 100 多個病人,然後去門診,中間離開去手術室做了個手術,中午簡單休息一下,下午就去做人造子宮的動物實驗。
工作之餘,趙高峰總會擠出時間讀書、運動
但我還是會抽出很多時間去運動,我的辦公室裏常年放着幾個羽毛球拍,我經常下班拎起一個拍子就走了,每天至少打 1 小時羽毛球。
我最近也開始學滑板、學滑翔傘,周末去郊區種地,以前就想做的事情,現在都開始做了。
我覺得無論是做醫生還是做科研,身體是很重要的,别人老説看我像打了雞血一樣,每天精神頭很足。我總是有一股衝勁,要做,就要做到一個行業、一個領網域裏真正的專家,尤其是科研,不能急功近利,要有自己的情懷。
所以我希望能給老百姓看好病的同時,也真正在科研上做出一些創新,做出一些引領性的東西。我們在埋頭苦幹的同時,也要抬頭看天,抬頭看太陽。