玻璃瓶里育婴儿——聊聊人造子宫

江湖险恶567 · 发表于 2023-5-18 17:38:53

原标题：玻璃瓶里育婴儿——聊聊人造子宫
当你看到此题目，一定会立即想到试管婴儿吧。如今人们对试管婴儿已不陌生了，在你身边或许就有通过此技术诞生的朋友、同学或同事。
通俗地说，试管婴儿技术就是体外受精+胚胎移植，也就是辅助生殖技术。这一技术是通过人工干预的方式，用来治疗不孕不育夫妇达到生育的目的。将精子和卵子在体外的培养皿中受精、分裂和发育，形成早期胚胎，随后把胚胎移植到子宫，继续发育直至分娩。实际上，试管婴儿的早期胚胎只在体外培养6-7天，就移入母体了。
世界首例试管婴儿诞生于1978年7月25日。台湾首例试管婴儿诞生于1985年4月26日，香港和大陆首例试管婴儿分别诞生于1986年12月和1988年3月10日。截止2018年，40年间，全世界试管婴儿总数约有800万例。中国生物网站等报道,我国每年出生的试管婴儿30万例。
自古以来，人类通过恋爱结婚，生儿育女是自然现象和规律。未来，有些女性或许出于某种原因，可能不愿或不能生育，于是“人造子宫”技术便应运而生。
完整和精准的人造子宫，应该是精卵结合、分裂和发育形成胚胎，最终发育成婴儿的全过程，都是在体外的“玻璃”瓶里完成。但是，科学家的初衷是利用人造子宫挽救早产儿的生命。
正常情况下，女性的妊娠期为40周左右。少于37周孕期诞生的婴儿叫早产儿或未成熟儿。由于早产儿的器官未发育成熟，难于适应子宫外环境的骤然变化，易发生多种疾病，甚至死亡。因此有些人不愿意哺养有缺陷的早产儿而弃之，让其自生自灭，未免太残忍了。或者由于各种原因没有自然诞生而夭折。在北京自然博物馆就保存了一些令人心酸的早产婴儿在玻璃标本箱的标本。
于是人们就想，能不能人工制造类似母体子宫的工具来挽救早产儿的生命。德国犹太人马丁·康尼的老师受到巴黎动物园家禽保温室的启发，创造出世界第一个早产儿保温箱。康尼把保温箱带到美国，冒着千夫所指的骂名，在某小岛游乐园举办了早产儿展览，展览馆外面写着“全世界都爱宝宝”。
把早产儿拿来展览是否太缺德了？谁知康尼良心好苦。背着千夫骂名，表面看是一个展览场所，但其内部仿佛是个诊所，有医生和护士。这个保温箱是经过改造的，温度、湿度和空气等都可调节。不愿抚养早产儿的妇女,可以把早产儿送到这儿,免费抚养。
人们要问，经费从何而来？答案是展览馆门票。从1903到1943年间，康尼挽救了约6500个早产儿。
这就是对生命的热爱,值得点赞！
百年探索
新生儿的孕育和诞生是一条漫漫长路，而子宫是胚胎成长的温床，胎儿在这里形成、生长和发育至诞生。子宫一旦有损伤或功能失常，胚胎就不能正常发育，也就无新生儿了。
人造子宫不是空穴来风。早在1924年，英国人约翰·思维德·霍尔丹就预言，今后将有七成胚胎在体外发育来到世界。
1969年，法国科学家最先利用人造子宫孕育小羊胎儿，虽然胚胎在人造子宫仅活了两天，但这是世界首例。
1987年，日本科学家桑原义典，开发出一种称为EUFI(宫外胎儿孵化器)。此孵化器创造与山羊体内相似的人造羊水环境。他们将发育17周的山羊胚胎放置在孵化器内培养三周，足月生产。
2002年，美籍华裔科学家康内尔大学的刘洪清指出，确实有一些病人需要人造子宫技术来帮助解决不孕等问题。传统上胎儿在母体子宫内发育，研究起来极其困难，而人造子宫技术可以为解决这一难题提供理想模型，这就是他们研究的初衷。他们从妇女子宫内膜采集了子宫内膜细胞，将细胞置于由生物可降解材料制成的模拟子宫内部形状的支架上，当支架分解后形成类似于人体子宫内膜的三维组织。他们将早期胚胎与人造子宫结合后，观察到胚胎的着床现象。实验进行到第六天止步，因为美国规定用于体外发育研究的胚胎不允许超过14天。
2003年，刘洪清等把老鼠受精卵放入子宫后，证实受精卵可以着床，但不能正常发育。
2017年美国费城儿童医院的阿南弗雷克团队制造的人造子宫是一种生物袋，看起来像一个塑料胶袋，其中充满羊水，含有盐和其它电解质温水，袋外配置了一个机器胎盘，其血管与早产小羊的脐带相连。人造子宫有管道，可注入羊水。研究者从怀孕105-120天的母羊体内取出8只羊胚，其中5只相当于23周人类胎儿(1)，另外3只孕期略长。把这些羊羔植入“人造子宫”，培养4周后，有健康小羊羔出生。这是羊羔在人造子宫首次孕育成功的实验。
人造子宫迎来大突破
2021年，以色列科学家雅克布汉纳团队在《自然》杂志发表了他们的研究结果。他们从母鼠体内取出怀孕5天，由250个细胞组成的胚胎，此期胚胎已经出现内外层之别，其中的内细胞团分化为外胚层和原始内胚层。随后，将胚胎置入“人造子宫”里培养，6天后小鼠胚胎发育出心脏、胃、头部和四肢。为了搞清楚这些胚胎与正常发育的胚胎的区别，他们在培养过程中加了荧光基团，用以标记不同器官。结果显示，在“人造子宫”发育的胚胎与子宫发育的胚胎，基本一致。小鼠看来是健康的，但在第11天（即培养了6天）后死去。他们认为，这可能是胚胎生长了10多倍，体积和重量大，无法从人造子宫获得足够的营养。也就是说，靠这台“人造子宫”系统,老鼠胚胎正常生活6天，即完成妊娠期的三分之一（老鼠妊娠期是20-21天），说明这个“人造子宫”无法把鼠胚培养到出生。不过, 结果说明人为干预的妊娠从“孕后期”拓展到“孕前期”,很有意义。汉纳团队的下一个目标，不是从小鼠体内取出胚胎再培养，而是直接通过干细胞制造“人工胚胎”，然后, 将人工胚胎移到人造子宫进行培养，即实现用“玻璃”瓶培育胎儿的梦想。
突破·世界第一例人工合成胚胎问世
2022年8月1日的《细胞》杂志报道，汉纳制备了一个透明的《人造子宫》器皿,内含生命所需的营养物质，并将此器皿置于可旋转的圆筒里，并装了小鼠胚胎在正常子宫的气压环境。他们在没有卵子、精子和子宫的情况下，将经过处理过的小鼠干细胞置入“人造子宫”培养。这些干细胞聚集在一起形成团块，在一万块细胞团中，只有50块向着胚胎样的结构发育，它们在“人造子宫”存活了8.5天。在培养的第8天时，已经发育出大脑、心脏、血管和肠道，甚至出现血液循环的现象。不过，构造出来的人工胚胎的和正常的胚胎还是不一样的。
与此同时，2022年8月25曰《自然》杂志报道，英国马格达莱纳˙泽尔尼克˙戈茨和其他单位合作，也获得同样的创举。他们将小鼠干细胞、滋养层干细胞和诱导胚外内胚层干细胞结合在一起，结果获得了一种能发育到形成神经胚之后的胚状体模型，相当于小鼠自然发育的8.5天，并形成了所有脑区域、一个神经管、一个搏动的心脏和一个肠管。
中国人造子宫的研究
我国每年新生儿约2000多万，其中200多万是早产儿，约100万死于早产，这个数字还在不断增加。当下，早产儿是新生儿死亡的主要原因。
2020年，郑州大学第一附属医院等团队，成功实施了我国首例人造子宫体外培养胎羊试验，为早产儿在体外完成最后阶段的发育带来希望。
“子宫”由谁来掌控
子宫这个最初生命的繁衍地，在人类生活中起着非常重要的作用。自古以来，女性结婚生子，相夫教子，天经地义。大凡女性都想恋爱，渴望有家庭，母性和爱孩子是天性。但是，天性与事业有矛盾时，有人选择事业，放弃家庭和生儿育女，因为生儿育女要花去太多时间和精力，影响事业；有人选择家庭和生儿育女，放弃事业；还有女性千方百计想要生育。各有所求，无可厚非。有的因传宗接代的世俗观念根深蒂固，认为断了香火，是不可饶恕的！
但是，女性并非是生育工具，是否生育是她们的权利和自由。其他人甚至亲人也不能对此说三道四，横加干涉，要尊重她们的选择。
科学家创造人造子宫的初衷是为了拯救早产儿的生命，帮助无法生育的家庭也能有自己的孩子，摆脱妇女不能生育的痛苦。
科学技术是人类进步的摇篮，将不可能变成可能，将梦想变成现实。起初，人们认为人造子宫是奇谈怪论，但现在已经横空出世，未来的婴儿或将在体外的“玻璃”瓶内培育而诞生，女性再不必为了生娃而犯愁，可以掌控自身的“子宫”。
人造子宫是福兮祸兮
生孩子需要女人吗？原本是是一句玩笑话，当下，却成了生物学界和伦理界的严肃话题。
人造子宫技术将从根本上改变人类传统的繁殖观念，彻底解决解放女性生育过程难题的技术瓶颈。没有十月怀胎的大腹便便的负担，没有分娩时的痛苦，还有助于解决生育难题对家庭带来的困扰。一举多得，喜不胜收！
人造子宫技术的出现让人浮想联翩，虽然目前技术还停留在胚胎后期阶段，还不具备从受精卵开始到成熟胎儿全过程，但是有朝一日，一旦实现，那就是从根本上改变人类的繁衍过程。这样一来，性与生殖可以分开，男女性结合的目的是什么？家庭的基础能否动摇？人造子宫出生的孩子是否会减弱母子感情？没有孩子是母体身上掉下来的肉的亲情会怎样？孩子由谁来抚养？更可怕的是，不负责任的父母会否抛弃孩子？孩子的健康和疾病如何处置？再者，如果孩子来自单克隆或干细胞又会怎样？如果与最新的基因编辑相结合，会不会产生奇形怪状的人？凡此种种，均需认真思考和对待。
繁衍从一种自然规律变成工厂化所发生的一系列问题，需要更多时间来研究，需要更多的思索和讨论。
未来的未来
技术永远是一把双刃剑。虽然人造子宫研究难度很大，不小于当初的登月，但科技总会按照人们的理想发展。
未来的人类，不需要卵子、精子和子宫，只要几小团干细胞，在体外装置的“人造子宫”中生长发育，就可制造出“人类”即合成胚胎+人造子宫。
当下，社会节奏飞快，孕育婴儿开支高，同时，女性分娩时的巨大疼痛、有人甚至难产，流血过多带来潜在的死亡风险、还有不愿意结婚或生育等，在这种背景下“人造子宫”技术应运而生。
科学家可以利用在宫外培养的胚胎，观察过去未能见到的胚胎发育状况，比如为何有人过早发生流产、为何胎儿发生缺陷等等。
虽然人造子宫在小鼠的实验中取得很大进展，但是，用“人造子宫”获得人类胚胎，除了伦理问题，技术上还是有很大的障碍，如人类滋养层细胞的提取尚未解决等。
国际干细胞研究协会规定，在实验室培养人类胚胎不能超过两周。2021年5月，协会放宽了不能超过两周的规定，不过，对于两周以上的研究项目建议要严格审核，在此基础上，决定是继续或停止实验，并在保证安全前，不要轻于编辑基因，避免发生道德问题。放宽规定是否可认为“人造子宫”研究将不再受限制，预示“工业化”生育时代正向人类走来， “人造子宫”能从科幻走向现实吗?
思考问题：您是否支持不需要卵子、精子和子宫、而用合成胚胎+人造子宫来代替女性生孩子？
注释：
(1)22-23周是人类最早可以出生并在宫外存活的胎儿。
(2)干细胞是一类具有自我更新、高度増殖、和多向分化潜能的细胞群体,可以进一步分化为各种不同的组织细胞,从而构成机体各种组织器官。
文章由科普中国-星空计划（创作培育）出品，转载请注明来源。
作者：唠科开脑洞科普团队
审核：王姝博士北京协和医院妇产科副主任医师、硕士生导师

来源: 星空计划

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