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科学家用塑料袋造子宫,羊胎孕育4周后顺利“出生”

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8只羊羔胎儿在塑料袋里安然生活了4周,并顺利“出生”,会动,会睁眼,也会吞咽。这个塑料袋,就是美国费城儿童医院(CHOP)的科学家发明的人造子宫。

“我们开发了一个系统,它尽可能地还原了子宫的环境,并能替代胎盘的功能。”费城儿童医院该项目的负责人艾伦·弗莱克(Alan Flake)介绍道。

另外一名参与者艾米丽·帕特里奇(Emily Partridge)说:“检查结果表明这些羊羔发育正常,可以正常地吞咽和呼吸,很显然心肺功能已可媲美正常足月出生的羊羔了。” 

这项成果发表在了4月25日的《自然-通讯》杂志(Nature Communications)上。

一个充满“羊水”的塑料袋

据弗莱克介绍,这个系统主要是为了帮助那些早产儿。他们的器官发育还未成熟,弗莱克说道,这些早产儿在不安全的环境中很脆弱,可能会留下永久性的残疾,例如视力不佳、听力不好或者脑瘫。而目前所用的孵化器很容易导致婴儿感染。

这个透明的塑料袋系统是一种升级版的孵化器,提供了一个密封的无菌恒温环境,保护胎儿免受感染。为了模仿子宫环境,科学家用类似羊水的液体填充了整个塑料袋。

除此之外,塑料袋系统还要模仿胎盘为胎儿提供氧气和其他物质。科学家将体外膜氧合(ECMO)系统连接到了发育中的羔羊脐带上。在动力上,他们做出了一个创新:将羊羔胎儿自身的心脏用作“泵”,来驱动装置,将氧气泵入。

科学家们希望这是一种比现有的早产儿呼吸机更好的供氧方式。机械性泵入氧气的辅助呼吸设备虽然能帮助胎儿呼吸,抢救早产儿,却也可能损害他们的心肺系统。

羊羔“断奶”后

在本次实验中,他们选取了八只15-17周的羔羊(羊羔的妊娠期一般为21周,这相当于人类胎儿22或23周状态)进行为期四周的培育,而这个时间节点恰恰是人类婴儿可以出生的最早时刻了。不过,这个程度的人类早产儿,通常存活率只有10%。

科学家们通过剖宫产术,将羊羔仔细放入袋中,连接到氧合器上,然后进行密切监测。8只羊羔都在塑料袋中培育了4周,然后从塑料袋中被取出。经过检查,所有的羊羔都非常健康,大脑和肺部均无异常。

研究人员随后对大部分羊羔执行了安乐死,留下一小部分继续“断奶”后的培育。弗莱克说道,现在最大的一只已经一岁了。

能不能用来孕育人类胎儿?

成功孕育了羊羔胎儿之后,外界不免开始联想这种设备在人类胎儿上的应用前景。对于这一问题,弗莱克表示,他们的人造子宫不能全程承担“怀胎九月”的任务,目前还没有任何技术手段可以替代孕育胎儿的最初阶段。

伦敦大学学院的新生儿专家尼尔·马洛(Neil Marlow)认为:“这个系统很迷人。人们此前一直在尝试这样做。尽管系统必须经过多年的测试才能确保它的安全性,但如果它切实有效,那我们就应该发扬光大。”

目前,弗莱克团队已经在和美国食品和药物管理局(FDA)合作开发一版为超级早产胎儿服务的系统。他们的计划是能维系24周左右的胎儿健康发育到28周左右。那时,胎儿的成活率就高得多了。

利物浦大学的马克·特纳(Mark Turner)提醒道,应用在人类上的系统起码需要3到5年的测试。此前,有一些针对早产儿的辅助手段匆匆问世,很久之后人们才发现它们的危害。比如在上世纪60年代,人们给婴儿提供了过多的氧气,这扰乱了血管的发育,甚至会导致视网膜脱落。数以千计的婴儿因此失明,其中就包括美国盲人歌手史提夫·汪达。

针对这个应用在人类上的系统,弗莱克打算做出一些改进。首先,研究团队会考虑在模拟羊水中增加一些有益胎儿器官发育的营养物质。其次,他们会让整个装置看起来更像个孵化器,带盖子的那种。最后,他们还打算实现父母和胎儿之间的交流。比如说能让父母通过摄像头察看胎儿,而胎儿可以听到父母的声音。

不过,就美国而言,人造子宫还会引发一些伦理上的问题。目前,有43个联邦州禁止堕掉“可存活”的胎儿。而人造子宫可能会重新定义“可存活”这个概念。

原标题:科学家用塑料袋造子宫,羊胎孕育4周后顺利“出生”
责任编辑:高勇
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