人工子宫？你听过吗？要来了？(子宮胎兒試驗)

人造子宫真的要来了吗？

10月3日，日本《朝日》播放了一些特殊鲨鱼在水箱中游泳的镜头。
橙红色的培养灯下，身体表面散发出淡淡的蓝色光芒。
据日本媒体发布，这是人类首次利用人工子宫孕育和产下鲨鱼。
这一举措将人工子宫技术的实际应用又向前迈进了一步。
去年12月，一段8分钟的人工子宫工厂短视频引发热议。
根据视频的描述，女性未来将免除分娩之痛，每年将有数以万计的婴儿在实验室出生。

人工子宫技术领域有许多新进展。
《自然》该杂志9月14日发表专题发布称，人造子宫的人体试验即将开始。
9月19日，美国食品药品监督管理局（FDA）召开了为期两天的独立会议，讨论如何将人造子宫研究从动物转移到人类。
该技术已在世界各地数百只羊和一些猪身上进行了测试。

与《自然》的预测不同，本次FDA会议并没有公布具体的人体试验计划。
事实上，未来人工子宫的主要目的将是拯救早产儿，而不是取代子宫。
FDA 儿科治疗办公室首席新生儿学家 Ann 马萨罗 在会议上发言，她表示，现在最具挑战性的问题是“多少不确定性是可以接受的”。
专家的许多与会者表示，将动物模型转化为人体试验需要时间，许多技术细节和道德规范需要改进。

由科学传播者 Hashem Al-Ghaili 设计的人工子宫概念设施于 12 月揭幕，引发了广泛讨论。
中国的图像/视觉

缺乏长期培育解决方案

日本冲绳一家公司从2017年开始就开始研究人工子宫装置，今年该公司成功利用细尾灯笼鲨幼体进行“人工分娩”。
细尾灯笼鲨成熟时只有40到50厘米长。
这是一种常见于太平洋的小型海鲨。
使它们发出蓝光的是位于身体表面的特殊发光器官。
目前，世界自然保护联盟将其归类为“数据缺乏”，没有长期的繁殖记录。
日本研究人员的这一举措旨在为针尾鲨的保护提供新的解决方案。

新加坡国立大学产科教授马修·坎普（Matthew Kemp）也在开发人造子宫系统。
他对FDA儿科咨询委员会发布的公众咨询项目提供了专业意见。
该项目于今年7月在FDA官网上开设，主题是评估人工子宫技术设备的安全性和有效性。
此次磋商为顾问 9 月份的 FDA 会议铺平了道路。
坎普在回答《中国周刊》时表示，人工智能技术发展缓慢，最近十年才取得很多突破。
稀有物种的人工繁殖是该技术的应用领域之一。
他指出，日本顺天堂大学20年前就开展胎羊培育，最早的人工子宫模型可以追溯到20世纪50年代。
到目前为止，世界各地的研究人员长期以来一直在填补各种技术空白。

人造子宫从外观上看并不复杂。
这些是充满液体、无菌、温度控制的“袋子”，类似于传统托儿所或孵化器的微型版本。
这些“袋子”通常由聚乙烯塑料制成，用于提供清洁的环境。
该袋子充满人造羊水，模拟子宫内环境，并连接到导管系统。
此外，“袋子”还与血液循环系统相连，替代了脐带的营养供给和代谢功能。
研究人员可以通过这个透明的“袋子”直接观察里面胎儿的发育情况。
坎普表示，美国密歇根大学2009年的一项研究首创了这种“袋子”模型，随后的人工子宫结构都是基于该模型。
在这项研究中，研究人员使用不带泵的导管系统来避免机械泵对胎儿造成的损伤，并成功让足月羔羊在子宫外存活4小时。

费城儿童医院 (CHOP) 处于开发“袋子”模式的最前沿。
2017年，CHOP团队对八只胎羊进行了试验，并发布了展示结果的视频。
视频中，一只无毛、苍白的羊侧躺在袋子里，身上沾满浑浊的人造羊水，眼睛紧闭，鼻子和四肢频繁抽搐。
山羊在人造子宫中度过发育的第 28 天，可以正常呼吸和游泳，生理上与妊娠 23 至 24 周的人类胎儿相似。
2019 年，CHOP 团队的几名成员加入了初创公司 Vitara Biomedical，筹集 1 亿美元用于开发优化的人工子宫装置。
优化后的装置被命名为“新生儿发育的宫外环境”，即EXTEND。
今年，CHOP团队以EXTEND向FDA提出申请，希望能够批准首个人造子宫的人体临床试验。

左：在人工子宫中妊娠 107 天、出生第 4 天的羔羊 / 右：在人工子宫中孵化 28 天后的羔羊。
图片/《自然通讯》

负责这项工作的CHOP胎儿外科医生艾伦·弗莱克(Alan Fleck)在FDA会议上表示，为了获得这项技术安全性和有效性的临床证据，人体试验“绝对有必要”。
他们认为，如果人体试验成功，大多数早产儿将不需要戴上呼吸机，可以继续在人造子宫中生长。
Fleck还介绍了EXTEND目前的稳定性表现，表示团队已经在人工子宫中使300多只羊受孕，试验进行得非常顺利。
当被问及这项技术有多先进时，他拒绝回答，而是更愿意私下与委员会讨论试验安排。
会前，弗莱克还拒绝接受《​​《自然》杂志的采访，理由是“利益冲突”和“对专有信息的限制”。
全球许多研究团队正在该领域寻求突破。
荷兰埃因霍温理工大学于2019年完成了类似胎羊模型的开发。
2021年《自然》发表了以色列魏茨曼科学研究所关于小鼠胚胎宫外培养的结果。
同年，郑州大学第一附属医院成功开展国内首次羊胎人工子宫体外培养试验。
本次试验由该院肺移植外科主任医师赵高峰负责。
他告诉《中国周刊》，人工子宫技术发展缓慢的原因之一是目前没有长期的文化解决方案。

赵高峰表示，人工子宫主要有五个技术难点。
其中之一就是恒温，这在目前的技术情况下不成问题。
其次是氧气供应。
胎儿在​​羊水中所需的氧气不需要通过呼吸获得，而是通过脐带血输送。
在人造子宫中，它是通过体外膜氧合（ECMO）来输送的。
该系统依靠血管插管排出血液，在体外的人工肺中为其充氧，然后将其输回胎儿体内。
但由于插管本身的局限性，ECMO手术过程中胎儿可能会出现各种并发症，影响供氧效率。
第三、第四是营养和排泄。
胎儿发育所必需的营养物质的输送和废物的代谢过程都是通过人工子宫内的循环系统来实现的。
循环系统本身的维持和稳定性仍然需要优化，而这个过程可能会导致第五个困难——感染。

赵高峰回忆，他主导的胎羊试验耗时较长，多次失败，总共有10多只羊。
实验过程中需要不断更换人工羊水。
如果细菌不小心混合，在广谱抗生素无效的情况下，胎羊很容易被感染，引起败血症。
CHOP团队能够在人工子宫中饲养胎山羊28天，而国内团队只能饲养胎山羊一周左右。
先进设备带来的感染预防水平与前者的差异是关键。
他认为，要长期维持人工子宫的稳定性，全球范围内还存在技术缺陷。

日本一家公司的研究人员表示，实验初期，人工子宫中培育的鲨鱼经过一段时间的孵化后，被直接放入海水箱中进行培养。
然而，他们几天之内就全部去世了。
他们认为，小鲨鱼出生后无法适应海洋环境。
此后，研究人员制定了海水适应计划，在出生前将人工子宫内的环境移至海水中，然后转移到海水池中进行培养。
一批新鲨鱼在该计划中存活了七个多月，这是该物种圈养时间最长的一次。
这也意味着，在人工子宫中长期培养胎儿通常具有更高的技术要求。

《自然》该杂志在专题发布中提到，EXTEND可能是当今人体试验最接近的解决方案。
然而FDA会议未能如期投票。
Kemp 表示，为了批准这项试验，FDA 官员必须确保胎儿将从 EXTEND 中受益，并且其发育表现不比接受当前护理标准的胎儿差，这很难从动物身上推断出来。
测试。
他相信这一领域将继续取得进展，但目前他还不能证明人体试验的合理性。
在考虑这项技术的应用之前，还有大量的重复工作。

此外，有分析人士表示，目前的人工子宫模拟环境还不够稳定，设备的复杂程度也不够。
距离热议视频中的“人造子宫工厂”想法还相去甚远。
尽管这个想法在理论上可以实现，但它会面临许多实践和伦理障碍。

美国堪萨斯城儿童慈善中心的新生儿学家Stephanie Kukkola在回答《中国周刊》时表示，山羊的妊娠期与人类不同，器官发育的时期也不同。
选择绵羊模型主要是为了模拟妊娠22至24周的人肺发育，处于适当发育阶段的胎羊适合进行手术。
事实上，在这个阶段，羊胎儿比人类胎儿要大，大脑也处于不同的发育阶段。
因此，EXTEND 目前的数据并不能证实人体试验会像在胎羊中进行的试验一样成功。

人造子宫不是“流水线制造”

在FDA会议上，专家和专家一致认为，开发人工子宫技术对于帮助拯救一些早产儿，尤其是早产儿很重要。
CHOP团队还表示，这项技术最基本的目标是模拟自然子宫并改善超早产儿的结局。

世界卫生组织（WHO）将早产定义为妊娠37周之前出生，而超早产则是指妊娠28周之前出生的胎儿不完全。
早产可能是自然发生的，也可能是由于感染、荷尔蒙失调、高血压或糖尿病等特殊情况导致子宫不适合胎儿生存。
今年5月，世界卫生组织等多个机构联合发布的最新报告称，2019年，早产已成为5岁以下儿童死亡和残疾的最大原因。
那一年有90万人死亡。
2020年，全球估计有1340万人早产，其中近100万人因早产并发症死亡。

这些报告表明，死亡率与婴儿出生时的胎龄有关。
一般来说，胎儿在子宫内安全停留的时间越长，其生存和长期健康的机会就越大。
22周或更早被认为是胎儿存活的关键时期，在此期间很少有胎儿能在子宫外存活。
28 周时，大多数患者都能存活，但通常需要大量的生命支持。
CHOP团队表示，肺和大脑是人类最后成熟的器官，因此应监测出生后的长期健康问题。

2022年，《美国医学会杂志》发表了美国爱荷华大学研究员Edward Bell团队的研究成果。
他们创建了 2013 年至 2018 年美国多地病例数据集，提出在 22、23、24、25 和 26 周龄积极治疗的极早产儿的 1 年生存率是30.%、55.8%、71.4% 和 71.4%。
79.9%和88.1%。
换句话说，怀孕24周时，71.4%的婴儿能存活到1岁。
贝尔的数据集及其结论在 FDA 会议上被多次引用，作为推广人工子宫的有力证据。
但坎普认为，目前的数据表明，不能支持对妊娠24周或以上的婴儿使用未经测试的人造子宫系统，因为很难与超过70%的存活率竞争。

赵高峰认为，人工子宫技术的目的是将需要手术的胎儿从母体中取出，以便进行体外手术。
人工子宫可以提供稳定的手术环境，将手术时间从体内几分钟到半小时延长到体外几个小时。
从临床角度来看，这对于患有先天畸形等疾病的婴儿具有重要意义。
当先天性病变发展到一定程度时，就会危及胎儿的生命，因此必须在适当的时候对缺陷或缺陷进行治疗。
体外治疗可以预防宫内手术引起的流产风险。
因此，人工子宫对于照顾残疾早产儿非常重要。

库科拉强调，人们往往高估了人造子宫的潜在应用。
该技术是新生儿重症监护的替代治疗选择，并不是所谓的“机器代孕”或“胎儿工厂”，也不能取代整个正常怀孕过程。
他举例说，超早产儿由于肺部发育不完全，容易出现呼吸衰竭，必须接受机械通气，即使用呼吸机向肺部提供气压。
虽然它可以挽救生命，但也会损伤脆弱的肺组织，造成长期疤痕和炎症，导致支气管肺发育不良 (BPD) 等疾病。
患有严重 BPD 的婴儿可能需要长期住院治疗，有时还需要长期呼吸支持。
人工子宫采用ECMO进行体外氧合，有望消除机械通气造成的组织损伤，降低BPD的发生率，提高生存率。

CHOP 团队希望 EXTEND 能够减少早产儿的其他并发症，例如脑出血，但动物试验尚未支持这些症状与治疗之间的联系。
FDA在会议简报中表示，人工子宫研究在早产儿领域很有前景，但监管和伦理问题需要进一步讨论，因此不会向媒体和公众提供更多信息。

目前，胎羔28天的寿命已达到学术界认可的伦理上限。
实验结束后，胎羊被安乐死。
当被问及人工子宫可能引起的伦理问题时，许多受访者认为，充分的试验设计将有助于克服这一研究伦理挑战，而筛选案例是重要的一步。
库科拉说，需要进行早期对照试验来排除常规治疗效果良好的患者。
因此，筛查机制必须严格，并在此基础上评估使用人工子宫的安全性和必要性，例如是否存在较高的并发症风险、呼吸机是否无法完全支持患者呼吸等。
超早产剖腹产会给母亲和未来的分娩带来额外的风险，这也是试验设计时需要考虑的问题。

库科拉还强调需要确保参与者充分意识到该技术的风险和好处。
现有研究表明，患者有时会盲目同意参与研究，因为他们坚信治疗或治愈的可能性，即使研究人员解释了所涉及的风险。
机构审查委员会和利益相关者应参与试验设计，以确保参与者和研究人员之间的信息相同，并最大程度地避免风险。

赵高峰指出，国内人体试验还处于探索阶段。
所有新技术的开发，尤其是临床研究，都必须通过伦理标准。
他举例说，近年来，美国进行了多例异种器官移植，其中包括两例心脏移植和两例肾脏移植。
所有这些都被视为特殊情况，伦理审查速度非常快。
他希望中国在一些前沿领域的伦理道德方面更加开放和包容。

今年，赵高峰所在的郑州大学第一附属医院将联合浙江医科大学第二附属医院、郑州大学第三附属医院团队，共同申报国家级项目《人造子宫的基础研究及临床应用》对人造子宫的可能性进行更深入的研究。
讨论。
赵高峰表示，这一课题将脱离胎羊范围，转向人体试验，力争两年内取得重大突破。
然而，道德方面尚未得到审查。

除了伦理上的不确定性之外，坎普认为，在考虑进行人体试验之前，还需要更多有关胎儿免疫力、内分泌和器官生长的信息。
监管机构应制定标准指标，包括体重、内分泌成熟度、循环量等，以促进人工子宫系统的使用。
目前，这种定义仍然是空洞的，不同系统的实验数据缺乏标准化，将限制系统评估的客观性。
人工子宫用于生长受限、感染、炎症等早产儿时更应引起重视，因为异常指标应比正常指标更准确地评估胎儿的实际健康状况。

作者：周游

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