编译:海色天痕
看上去这只是一个大塑料袋,塑料袋里面是清澈的液体,以及一只似乎沉浸在梦中,不时蹬蹬腿的小羊羔。
动图来源:Nature Communications
这是一个人造子宫,现在正拿羊做试验。有朝一日,它将庇护那些急着来到世间的婴儿。
人造子宫一直是医界追寻的梦想。
一方面,怀孕对女性来说实在是很大的健康负担,有些女性想要生下自己的小孩,甚至需要冒着生命危险来拼死一搏。另一方面,总有些胎儿因为各种各样的因素被迫提前离开母亲子宫的庇佑,来到世间,靠恒温箱、呼吸机、挂营养针,来努力争一个活命的机会。然而,他们的肺实在太小太不成熟。对24周的早产儿来说,连上呼吸机事实上会伤害他们的肺——但是为了让他们活命,医生不得不让他们承受一些肺损伤。要保持环境无菌又极其困难,许多早产儿都会因肺部感染而死。
WHO统计发现,全球每十个婴儿里,就有一个是早产儿。每年都有1500万婴儿急着来到这世间,其中的110万人早早离开了悲痛的父母。当早产儿太小(比如不足28周的极端早产)时,存活率就极低。不到23周的早产儿生存几率近乎为零。23周时只有15%。24周时只有55%。即使存活,他们也可能因早产而留下终身并发症,比如身体残疾、学习障碍、慢性肺病、或听觉视觉疾患。
图片来源:123rf.com.cn正版图片
无数科幻小说都幻想过人造子宫。当妈妈无法庇护胚胎时,胚胎可以被放进一台机器里继续发育,几个月后,从机器里抱出一个足月的婴儿……
我们离这个梦想最近的一刻,就在此刻。研究出这个人造子宫的人,是费城儿童医院的外科医生艾伦·弗兰克(Alan Flake)。他们团队的论文发表在4月25日的《自然通讯》期刊上。
艾伦·弗兰克医生,图片来源:chop
作为一个自然不做作的科学家,弗兰克医生给这套“子宫外支持设备”起了个非常接地气的名字——生物袋(the Biobag)……
生物袋的主要构成如下:①一个聚乙烯大塑料袋包围着胎羊,替代子宫提供无菌环境,让胚胎免受外界危险的伤害。②人工羊水,电解质溶液,替代羊水。人工羊水从一端流入,从另一端流出,它能清除代谢废物,屏蔽细菌感染,并让胚胎的双肺始终保持浸润。③血液循环系统。替代脐带,让胚胎能跟外界进行血液循环,得到氧气和养分,排出二氧化碳和代谢废物。不能使用外部泵,因为会伤害胚胎脆弱的心脏。为此,弗兰克研究组专门设计了一个“体外膜加氧器”(ECMO),以及整套无泵的循环系统。胚胎的脐带血管跟这个体外加氧器相连,胚胎心脏的跳动足以驱动血液在这套系统中循环。
做实验的8只胎羊在子宫内长到105~120天大,大概相当于22~24周的人类胎儿。它们先经剖腹产从母羊体内取出,然后它的脐带被连到血液循环系统,接着它被放进生物袋里——医生们手脚很快,花两分钟就能做完这一堆动作。小羊在生物袋里呆上四周后被取出,跟普通早产儿一样连到常规的呼吸机上。结果显示,这些小羊相当健康,有一点轻微的早产并发症如肺部炎症,但跟同龄的剖腹产小羊几乎没有区别。为了进一步检查成功,科学家安乐死了其中一些小羊,解剖了它们的肺部和大脑——那是早产儿最容易受伤的器官。结果非常好!这些小羊就像在羊妈妈肚子里呆到足月分娩的一样。
GA-111是小羊刚被放进生物袋的样子。GA-135是在生物袋里呆了四周后的样子。
图片来源:chop
除了被安乐死的几只,有的小羊离开呼吸机后已经能自主呼吸了。科学家还在继续研究它们,看看时间长了有没有问题显露。不过好消息是,到目前为止,这些“袋装小羊”看起来非常健康。有的小羊甚至已经超过一岁了,弗兰克医生透露说这只一岁大的“长期幸存者”曾在生物袋里呆了25天, 后来研究小组的人太爱这只小羊了,于是把它送给了一个农场。于是此时此刻,在宾州的乡间,有只看起来跟其他小羊一样的小羊,在欢乐地奔跑吃草~
当然,羊跟人肯定还是有些不同,比如羊羔比人类婴儿大,发育速度快,五个月就算足月了。
在羊身上成功,在人身上如何还未可知。
这个人造子宫也还需要更多的安全性测试,才能进行人类实验。Flake医生也计划改进这个生物袋,比如说,未来可能不用透明的塑料袋。
图片来源:123rf.com.cn正版图片
弗兰克医生还强调,人造子宫目前还不能让胚胎从最初长到足月。早期发育需要的很多精细条件,现在的人造子宫还做不到。而条件不对可能会导致发育异常。目前他非常不建议用人造子宫来帮助不到22周的早产儿。
但现在的进展已经足够棒,让我们怀抱期待,但愿在三五年内,某个幼小脆弱的人类婴儿,能得到这种史无前例、但一样温柔的庇护。
参考来源:
Emily A. Partridge, et al. An extra-uterine system to physiologically support the extreme premature lamb. Nature Communications 8, Article number: 15112 (2017). doi:10.1038/ncomms15112
An artificial womb successfully grew baby sheep — and humans could be next. (2017). The Verge. http://www.theverge.com/2017/4/25/15421734/artificial-womb-fetus-biobag-uterus-lamb-sheep-birth-premie-preterm-infant
Premature lambs kept alive in 'plastic bag' womb - BBC News. (2017). BBC News.http://www.bbc.com/news/health-39693851
Ike Swetlitz, S. (2017). Brave New Wool? Artificial Womb Sustains Premature Lambs for Weeks. Scientific American. https://www.scientificamerican.com/article/brave-new-wool-artificial-womb-sustains-premature-lambs-for-weeks/
Mullin, E. (2017). An artificial womb being tested on lambs could help preemies. MIT Technology Review. https://www.technologyreview.com/s/604261/animals-set-survival-record-inside-artificial-womb/
Fluid-filled ‘biobag’ allows premature lambs to develop outside the womb. (2017). Science | AAAS. http://www.sciencemag.org/news/2017/04/fluid-filled-biobag-allows-premature-lambs-develop-outside-womb
《出生太快:早产儿全球行动报告》(2012)http://www.who.int/pmnch/media/news/2012/borntoosoon_execsum_ch.pdf
果壳网
ID:Guokr42
虽然换了二维码
但依然整天在科普些不正经玩意儿
欢迎关注