将胎儿放进一个“特殊装置”,
用管道和母体连接,
任何和胎儿血型一致的人,
都能这样在体外“孕育生命”。
机器孕育生命、男性“怀孕”,
这些科幻电影里的场景,
或许正逐渐走向现实。
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也门分子生物学家Hashem Al-Ghaili
构想的“人造子宫工厂”的概念图
今年7月,
郑州大学第一附属医院完成了第四次“去ECMO化人造子宫动物实验”,
胎羊在母体外存活达90分钟,
为世界首例成功案例。
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中国人造子宫团队正在做第四次“去ECMO”人造子宫动物实验
这个中国唯一的人造子宫团队,
其中大部分人是90后,
由医院胸外科、妇产科、麻醉科、体外循环科的临床医生自发组成。
他们像个“草台班子”,
没有固定实验室,常常被“赶出来”,
没有资金支持,就拿自己的工资凑。
面对伦理质疑,
团队负责人赵高峰解释,
人造子宫不是为了批量生产婴儿,
而是为了让没法继续留在子宫的胎儿继续生存。
“人造子宫要解决的不是人的生产问题,
而是生存问题。”
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赵高峰,郑州大学第一附属医院肺移植外科主任,中国人造子宫团队领导者
7月13日,在郑州一所高校的实验室外,一只从商丘宁陵运到郑州的母羊正安静地卧在实验室门外。它已经怀孕4个月,还有1个月就可以生产。
实验室里,十几位来自郑州大学第一附属医院的医生正在安装监护仪,铺设实验床,调整灯光。因为没有固定的实验室,他们刚从几十公里外的医院将器材搬运过来,实验准备工作,要从零开始。
他们是国内第一个,也是目前唯一的人造子宫研究团队。2021年,团队完成了国内第一例ECMO辅助下人造子宫动物实验,而今天他们即将进行中国第四次去ECMO化“人造子宫实验”。
此前,国外的人造子宫动物实验全部使用了ECMO作为体外供氧设备,给脱离母体子宫的胎儿供氧。但这种设备维护成本高,容易形成血栓、出血或感染。这次实验,在前三次实验的基础上,继续采取“去ECMO”方案,用母体为胎儿供氧,实现人造子宫实验新的突破。
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胎羊与母体建立并体循环,靠母体维持胎羊的生命体征
一切就绪,完成麻醉、气管插管、监护等前期工作,开始手术。医生将胎羊从母体子宫取出,放置到人工羊水中。
因为胎羊主要靠脐带获取氧气和营养。医生分离出脐带动、静脉,与母体建立并体循环,靠母体维持胎羊的生命体征,以此代替ECMO。
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将胎羊放入“人造子宫”
一个小时后,胎羊生命体征一切正常,他们将脐带彻底离断,将胎羊放置于盛满人工羊水的恒温箱内。最终,胎羊成功存活90分钟。这也意味着,世界首例“去ecmo人造子宫”实验初步成功,至少验证了“去ECMO”的理念完全可行。
接下来,他们还要攻克新的难题,比如人工羊水精细化配制、人造胎盘模型的建立等。
赵高峰是郑州大学第一附属医院胸外科主任,也是这个人造子宫团队的领导者,对他来说,人造子宫并非是想实现“批量生产婴儿”的科幻图景,而是来自医生临床实践里的真实问题。
有时候,需要做手术的对象是还未出生的胎儿,但是子宫内做手术,风险系数相当高,要求时间短,技术高,即便手术成功,也可能造成孕妇流产。在世界范围内,能做宫内手术的医院非常少。
那如果将胎儿取出来做手术呢?胎儿与母体通过脐带相连增加了手术难度,即使成功后将胎儿放回母体,也容易产生一系列并发症。赵高峰便想,能不能制造一个类似于子宫的容器,干脆让胎儿在体外完成剩下的孕期?这成了最初研究人造子宫的动力。
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荷兰埃因霍温理工大学的人造子宫模型
图片来源:TUeCursor
“所谓人造子宫,就是在人体之外,模拟子宫的生理状态、功能、环境,建立一个模型,将胎儿放进去,脱离母体,在这个装置内正常发育生长。”赵高峰解释。
目前,全世界共有5个团队正在研究人造子宫。荷兰埃因霍温理工大学、美国费城儿童医院以及中国郑州大学第一附属医院等等。1923年,生理学家霍尔丹(Haldane, J.B.S.)第一次提出了“人造子宫”的概念。他预言,人类在21世纪将不再遵从原始的本能生儿育女,70%的婴儿可能来自“体外发育”。
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EXTEND装置曾在动物身上试验成功:
2017年,美国费城儿童医院团队
将相当于人类23-24周的胎羊放入“生物袋”,
小羊经过4周“孕期”顺利出生
美国费城儿童医院正在研究的装置内,充满了含电解质的液体,人工模拟羊水环境。医生会将早产儿脐带血管连接到充氧系统,让胎儿的心脏能够像在自然子宫中一样泵血。
从经验、设备上来说,郑州大学第一附属医院的人造子宫团队与世界有巨大差距,但目前他们已经摆脱了ECMO设备,从这个层面来说,他们已经走在了世界最前列。
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张振宇和医院里的产妇
生殖医学更需要这样的技术。
已经工作8年的产科医生张振宇,也是赵高峰团队里的一员。起初听到赵高峰提起这个概念,他也觉得异想天开,“如果有人造子宫,我们产科医生岂不是都要失业了?”但他仔细一想,人类面临很多难解的问题,尤其是医学,常常让人束手无策,为什么不再大胆一些,往前迈一步?
首先,许多人因为身体原因,无法生出一个健康的孩子,包括夫妻不孕不育、高龄生产风险、婴儿器官发育不完全等等。根据中国人口协会、国家计生委发布的数据,在中国每6对夫妇中就有1对正在经历不孕不育。
工作后,张振宇对生育也有了新的理解,“在当医生前,我一直觉得生孩子,挺自然,挺顺利就结束了。这8年,见到那么多复杂的病例,才知道,生孩子真的很复杂,有很多关要过。”
比如曾有一个孕妇,到了孕中期才发现自己有心脏病,这是妊娠大忌,医生建议引产,但孩子不满24周,属于超早产,能成功活下来的几率只有10%。即使勉强救活,孩子也可能大脑发育不全,免疫力低。
还有一个孕妇,因为怀孕困难,尝试了多年的试管婴儿,等到终于怀孕,却查出脊柱上有一个恶性肿瘤。她面临两个选择,要么引产,化疗救自己,要么放弃治疗,保住孩子。无论是哪个选择,都是极艰难的。
张振宇也曾遇到很多突发的紧急情况。一位即将生产的孕妇在医院待产,半夜的时候宫缩强烈,羊水破了,脐带也流了出来,但此时胎儿依然在子宫内。在短短7、8分钟内,胎儿就会失去胎心死亡。
情况紧急,当时已经来不及打麻醉药,孕妇同意后,医生只能在没有给她打任何麻醉的况下进行手术,生生将胎儿剖了出来。
“危险、疼痛,就是妇产科常常看到的”,张振宇觉得,虽然人造子宫代替生产不太现实,但或许在未来,人造子宫能够为这样的病例提供新的选择,降低女性生产的痛苦,也提高胎儿的存活率。
除了解决医学难题,人造子宫或许能够缓解生育焦虑,“很多孕妇会面对羊水栓塞等棘手的问题,虽然发生率很低,但她们在生产前就陷入了焦虑。还有生育带来的损伤,盆底肌松弛、妊娠纹、长胖……都成了女性拒绝生育的原因之一。”张振宇说。
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《坡道上的家》讲述女性因育儿,
在家庭和社会上遭受极大不公
身体的损害之外,很多女性也面临着产后抑郁症,职场发展瓶颈等问题,很多人觉得,人造子宫或许能将女性从生育中“解放”出来,达成生育层面的男女平等。
但是,人造子宫也一直面临着各种伦理拷问,如果未来这项技术成熟,人类是否会被“批量化”生产?如果人在人体以外的设备中被“人工孕育”,是否会磨灭掉人类最基本的人性?母亲和孩子之间的联结会不会减弱?
以下是赵高峰的讲述。
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中国人造子宫团队全体成员,在第一次实验后合影
当我提出做人造子宫的研究后,反对声一片。
起初很多人都不理解我们要干什么,申请课题也申请不到。因为这完全突破了传统的理念,大家觉得怎么可能将一个胎儿取出来,做完手术后还能被放回一个子宫继续怀孕?他们觉得是异想天开,根本不可能,就是瞎折腾……我得到的几乎全都是否定回答。
但是我们团队都觉得前景非常好,其实除了能够未来给胎儿做手术,在畜牧业的应用前景也很广。
因为缺少科研项目经费的支持,我们一直在自费做研究。每年的花费大概是30到40万,都是团队大夫们从自己的工资里挤出来凑到一起的。这几年总共花了100多万,其中70%都是我自己凑的,让团队里年轻医生们的压力小一些。我们自己想做的事情,不会计算得失回报,都为了共同的目标和情怀。
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每次做实验,都要将全部器材搬运过去
因为没有单独的专业实验室,每次实验的时候,我们只能借别人的实验室,早期阻力也很大,但我们从来没想着算了。
实验要用到很多医疗器械和设备,但我们经费有限,没法全部出去买,而且没有渠道,也很难买到。目前的实验器材都是兄弟科室帮我们筹集的。
因为没有固定的实验室,每次做实验,我们都要找推车,大包小包地把器材运到临时借来的实验室。但大家都没怨言,这也让我非常感动。
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赵高峰和实验羊提供者王伟(左)
最开始,我们实验用的羊是山东一个小伙子提供的。之前我给他做了一个胸部的手术,术后恢复很好,所以他一直对我们医生很有感情。后来他听说我们做实验需要用羊,就提出帮我们找。
因为他生活在农村,周围很多人家里都在养羊。每次他帮我们找好怀孕的羊,都开个三轮车,从山东运到河南,路程很远很辛苦。刚开始他一分钱都不要,后来我们实在过意不去,他才收了一部分。
其实,实验用羊需要用国家级种羊场的羊,刚开始的时候,没办法要求那么高。
我们团队里大部分医生都是90后,平均年龄30多岁,非常年轻。他们有很多临床工作要做,要看诊、查房、换药、做科研,比我还要忙,但周六还要抽时间参与人造子宫动物实验。
其中有个医生,他对羊毛过敏,挺严重的,但是他还是坚持每次实验都参加了,他们都很不容易,之所以愿意投入,是觉得能学到东西,觉得这件事有价值。
总而言之,众人拾柴火焰高,这件事慢慢做起来了,很多人看到了我们的坚持,也开始支持我们。
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大众想象中的人造子宫Ectogenesis
图片来源:Hashem Al-Ghaili
未来如果这个技术真正成熟,让男性“怀孕”也不是不可能。首先,看你怎么理解怀孕的概念,如果只是用一个器皿孕育生命,那按照我们的实验结果,我们完全可以将胎儿和父亲“连”在一起。
将胎儿从母体里取出来以后,放进人造子宫里,也许是个“袋子”一样的东西,然后我们将胎儿和父亲的血管连接,让父亲给胎儿提供氧气和营养。事实上,任何一个血型和胎儿一致的人,都可以成为供养者。
这个父亲就可以在体外背着这个“袋子”,到处工作、旅行,都不影响。父亲累的时候,就用一个小插管和孩子的母亲连接起来,两个人可以轮流替换。甚至他们自己就可以完成这个操作。
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图片来源: Hashem Al-Ghaili
当然,现在谈论这个还是太遥远了,其中也涉及很多伦理问题。我们研究人造子宫,并不是要解决人类的生产问题,其实还是要解决很多胎儿的生存问题。
我们不是直接将胚胎放进一个容器里培养,而是让胎儿先在人类子宫里成型,在不得已的情况下,再把它请出来,放在人造子宫内继续存活下去。
比如,有些胎儿超早产,如果离开子宫就会死掉,那我们就能把胎儿放进人造子宫,或者有些胎儿先天有些畸形,不适合在子宫里发育,我们也可以把胎儿放进人造子宫里。
而且,在一个透明的容器里观察胎儿,我们可以看到它的肢体动作、吞咽状态等等,这些优势是人类的子宫没法比拟的。
无论是什么科技,包括试管婴儿,在初次面世的时候,都引起了非常大的争议,但等到它们发展成熟,这些问题也都不再是问题。
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很多人想象中的“人造子宫”:夫妻用机器在家养育孩子,图片来源:Usbek & Rica
我认为,人造子宫要真的发展成熟,还有几个阶段要走。
首先是ECMO人造子宫,现在全世界都在做这个研究。其次是去ECMO的人造子宫,我们已经处在这个阶段。接下来的目标,是实现胎盘化的人造子宫。
我们最终希望实现的,是“全信息化”的人造子宫。其实胎儿在母体内,不光是获得营养物质,母亲说的话、触摸、情绪、她的激素分泌,可能都会对这个胎儿的发育有影响。如果人造子宫能够达成这一步,肯定就是最高级别的,但这方面的信息我们掌握很少,目前还不知道要怎么做到。
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赵高峰正在查房
我之前在郑州做了7年外科大夫,后来又去美国哈佛医学院学习、工作了10年。我一直觉得临床工作中要做一些实际的事情。
外科大夫可能都一根筋,比较倔,我在实际工作里发现了这个问题,就特别想知道怎么解决这个问题。平时我也很喜欢去思考,包括去ECMO的人造子宫,也是我在有一天吃饭的时候,突然想到的。
我是农村出身的,小时候家里经济条件不好,上学的时候我就打了很多零工,去洗盘子、发传单、卖鞋垫,什么都做过。可能是因为一路都在吃苦,现在做科研,我也敢拼,敢打恶仗。我和普通的老百姓之间没什么隔阂,我知道他们生病、看病不容易,你了解他们的处境,也能感同身受。
每年过春节的时候,我会组织医院医生,给环卫工人发些吃的穿的,给家庭情况特殊的病人捐款。
我每天都很忙,比如今天,我早上去医院查房,查了100多个病人,然后去门诊,中间离开去手术室做了个手术,中午简单休息一下,下午就去做人造子宫的动物实验。
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工作之余,赵高峰总会挤出时间读书、运动
但我还是会抽出很多时间去运动,我的办公室里常年放着几个羽毛球拍,我经常下班拎起一个拍子就走了,每天至少打1小时羽毛球。
我最近也开始学滑板、学滑翔伞,周末去郊区种地,以前就想做的事情,现在都开始做了。
我觉得无论是做医生还是做科研,身体是很重要的,别人老说看我像打了鸡血一样,每天精神头很足。我总是有一股冲劲,要做,就要做到一个行业、一个领域里真正的专家,尤其是科研,不能急功近利,要有自己的情怀。
所以我希望能给老百姓看好病的同时,也真正在科研上做出一些创新,做出一些引领性的东西。我们在埋头苦干的同时,也要抬头看天,抬头看太阳。
(摘编自微信公众号一条)