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有望進入人體試驗,人造子宮離我們還有多遠?

文/陳根

9月14日,權(quán)威醫(yī)學(xué)期刊《Nature》發(fā)表題為《人造子宮的人體試驗可能很快就會啟動》的文章。

文章中提到,2017年,賓夕法尼亞州費城兒童醫(yī)院宣布完成了人造子宮羊體外培育實驗。當時,費城兒童醫(yī)院的人造子宮已經(jīng)讓8個山羊胎正常發(fā)育了一個月。如今,賓夕法尼亞州費城兒童醫(yī)院的研究人員正在尋求批準他們第一個人體臨床試驗,名為“新生兒發(fā)育子宮外環(huán)境”,也就是人造子宮。

一周后,9 月 19~20 日,美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)召開獨立顧問會議,討論是否應(yīng)該批準全球首個人造子宮技術(shù)的人體臨床試驗。這次討論在世界范圍內(nèi)備受矚目。

人造子宮呼之欲出,機器代孕時代,這就來了嗎?在人造子宮技術(shù)到來前,我們還需要解決什么問題?

人造子宮醞釀多年

事實上,在FDA討論人造子宮可行性之前,人造子宮就已經(jīng)醞釀多年。當然,此前,人造子宮更多的是出現(xiàn)在科幻作品中。

在《逃出克隆島》中,克隆人在一個類似于培養(yǎng)皿的大型容器中刺激生長。容器為克隆體提供營養(yǎng)以及適宜的溫度,如同母體。

經(jīng)典科幻《第六日》中,克隆人就是從巨大的人工羊水池子里培養(yǎng)出來的,而且生長速度很快,能夠免去幼年、青少年時期的發(fā)育過程,直接成長為健康的成年人類,再輸入記憶,即可獲得成年人幾十年生活中獲得的技能。

風靡全球的《黑客帝國》,則向我們描繪了人類幼體在類似于蠶繭的空間孕育生長的設(shè)定。

著名的反烏托邦小說《美麗新世界》里,作者也提出了人造子宮的設(shè)想,在人類社會的2532年,基因技術(shù)高度發(fā)達,生孩子的故事完全由生命工廠負責。在一條條生命流水線上,首先進行基因設(shè)計,然后是克隆,最后小孩在人造子宮中發(fā)育成長。

在無數(shù)科幻作品中,對于未來的生殖輔助技術(shù),大多數(shù)作者的描述都指向同一個藍圖——體外生殖,即人造子宮。在這些作品中,人造子宮完全取代了溫暖的母體,成了孕育人類的搖籃。

從技術(shù)角度來看,早在1923年,霍爾丹在劍橋大學(xué)舉行的一次講座中首次對人造子宮進行深入探討后,各國科學(xué)家就開始研究胚胎脫離母體生長的可能性。

1954年,伊曼紐爾·格林伯格首次設(shè)計了人造子宮的裝置并申請了專利。設(shè)計包括一個用來放置充滿羊水的胎兒的水箱、一個連接到臍帶的機器、血泵、一個人造腎臟和一個熱水器。不過,這僅僅是一個粗糙的設(shè)想。

 

直到2001年,人造子宮技術(shù)終于有了新的突破——美國華裔學(xué)者劉鴻清就成功創(chuàng)建了首個“人造子宮”。

劉鴻清是康奈爾大學(xué)生殖醫(yī)學(xué)和不育癥研究中心下屬的生殖與內(nèi)分泌實驗室的負責人。起初,她和同事只是試圖創(chuàng)造出一個更好的人造環(huán)境,以研究子宮細胞如何發(fā)育以及如何互相影響,從而治療女性的不育癥。就在對子宮細胞發(fā)育的研究中,他們創(chuàng)造了第一個起作用的人造子宮。

為了達到研究目的,劉鴻清團隊首次從捐贈的卵泡膜細胞中創(chuàng)造出蜂窩狀的結(jié)構(gòu)。蜂窩一旦構(gòu)建完成,其結(jié)構(gòu)中的空隙就會由顆粒細胞連同卵母細胞填滿。僅在幾天之內(nèi),人造蜂窩狀結(jié)構(gòu)就能包裹住卵細胞,從本質(zhì)上成為一個功能正常的子宮。它能刺激細胞發(fā)育成特定的形狀和結(jié)構(gòu),使未成熟的卵子發(fā)育至成熟——就像任何一個健康的子宮能做的那樣。

遺憾的是,這個結(jié)構(gòu)只能攜帶卵子至成熟。至于更為復(fù)雜的胚胎著床,還遠遠做不到。因為胚胎在著床時,像植物的根一般發(fā)射生長的血管會輕而易舉地穿透這薄紙一般的結(jié)構(gòu),然后因為無法汲取養(yǎng)分而迅速枯萎。

劉鴻清嘗試將幾層組織逐層疊加在一起,直到成為一個立體模型,也就是一個獨立的、不依靠任何支撐的子宮雛形。終于,胚胎能夠在這結(jié)構(gòu)上成功附著生長了。胚胎穿透人造子宮的內(nèi)膜,放射生長出血管。然后它們開始吸取養(yǎng)分,并且排出代謝廢物,繼而分裂、分化,茁壯成長。

從動物實驗到人體實驗

人造子宮進一步被大眾認識到還是在2017年。

這一年,費城兒童醫(yī)院的阿南·弗雷克(Alan Flake)團隊在《自然通訊》雜志上發(fā)表了“人造子宮”動物試驗成果,研究人員宣布,他們成功將發(fā)育到中期(相當于人類妊娠周期22-24 周)的早產(chǎn)山羊胎兒在“人造子宮”中維持了4周撐過危險期順利存活。弗雷克還將胎齡更小的羊(105 至 108天)在體外成功培育了4周(最終因動物協(xié)議的限制而停止)。

 

這種人造子宮就類似現(xiàn)在的生物袋,里面不僅有羊水、血液循環(huán)系統(tǒng),以供給胎兒養(yǎng)分和氧氣,還可能模擬母親自然子宮的無菌、溫暖和富有彈性的條件。

而2019年,人造子宮的實現(xiàn)更近一步。這一次,荷蘭埃因霍溫理工大學(xué)和荷蘭Máxima醫(yī)療中心的研究團隊獲得了來自歐盟“地平線2020計劃”撥出的290萬歐元(約合人民幣2320萬元),用于在5年內(nèi)建造一個可運行的人造子宮原型。根據(jù)外媒報道,這款人造子宮充滿類似羊水的液體,自帶血液循環(huán)系統(tǒng)。胎兒臍帶會和人工胎盤相連,從而接受氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)。此外,研究小組將在人造子宮上安裝各種傳感器,以模擬母體的體溫和心跳。

2022年,甚至有科學(xué)家提出了人造子宮工廠——Ectolife項目。在 Hashem Al-Ghaili  創(chuàng)作的 8 分鐘短片里,Ectolife 為大眾全面展示了人體子宮的強大功能:75 個最先進的實驗室,每個實驗室多達 400 個人造子宮,完全復(fù)制女性體內(nèi)環(huán)境,一個設(shè)施每年可以孵化 3名嬰兒。從受精卵開始,每個嬰兒都是通過體外受精 (IVF) 受孕,允許父母自由地“選擇最有活力和遺傳優(yōu)勢的胚胎”,他們的嬰兒也將在沒有任何生物學(xué)障礙的情況下發(fā)育和生長。

不管承認與否,在今天我們已經(jīng)無法忽視人造子宮技術(shù)的存在。人造子宮確實許諾了我們巨大的好處。比如,用于因子宮受損而無法自然受孕的女性,還可以為想要孩子但不想通過受孕這一方式、或同性夫婦帶來孕育生命的可能性。

互聯(lián)網(wǎng)調(diào)查顯示,八成以上的網(wǎng)友對“人造子宮”表示支持,其中大多為女性,她們認為人造子宮,能減輕懷孕分娩帶來的身體消耗;而男性群體也表示,若人造子宮真能實現(xiàn),將會為他們大大降低結(jié)婚生子的成本。

此外,人造子宮還可被用來挽救人類的早產(chǎn)兒方面。世界衛(wèi)生組織將早產(chǎn)定義為妊娠37周之前出生,可能是自然發(fā)生,也可能是因為某些情況(例如感染、激素失衡、高血壓或糖尿。⿲(dǎo)致子宮變成不適合胎兒生存的環(huán)境。早產(chǎn)是一個巨大的全球健康問題,是五歲以下兒童死亡和殘疾的最大原因。2020年,全球約有1340萬例早產(chǎn),2019年與早產(chǎn)相關(guān)的并發(fā)癥導(dǎo)致約90萬人死亡。而人造子宮技術(shù)作為一種能夠提供更接近自然子宮環(huán)境的孵育條件的技術(shù),有望改善早產(chǎn)兒的生存率和生活質(zhì)量。

人造子宮基于了人類生殖一條新的可能路徑,甚至有望幫助數(shù)千萬早產(chǎn)兒的生命,這也是為什么FDA會討論人造子宮可行性的重要原因之一。

我們離人造子宮還有多遠

當前,就人造子宮可行性的討論受到了世界范圍內(nèi)廣泛的關(guān)注,但人造子宮想要真正進入人體試驗,顯然還需要面對諸多問題。

最重要的,就是人造子宮安全性問題對于此,FDA 兒科咨詢委員會此前已經(jīng)公開了一份簡報文件,提出了 4 項最為主要的議題。

首先,需要考慮動物試驗的基礎(chǔ)是否足夠。由于物種之間存在差異,動物試驗需要包括關(guān)鍵器官系統(tǒng)的發(fā)育和成熟作為有效性終點,同時還需要將血液相容性(溶血、出血、血栓)、臨床生化穩(wěn)定性、組織損傷、器官功能障礙、死亡等作為安全性終點。此外,試驗需要具備足夠的樣本量、持續(xù)時間、臨床使用時間、風險評估、歷史先例、探索性數(shù)據(jù)安全性、器械性能、人為因素的生理評估,以及臨床病理和組織病理學(xué)評估。

其次,必須評估目前的臨床數(shù)據(jù)是否足以支持風險評估。考慮到現(xiàn)有的動物模型和臨床數(shù)據(jù)有限,需要考慮將一些早產(chǎn)兒結(jié)局臨床研究納入風險評估參考。比如,最新的文獻支持外部膜肺氧合(ECMO)可以降低新生兒顱內(nèi)出血的發(fā)生率,但早產(chǎn)兒的出血率仍然高于足月嬰兒。在出生后過渡到人造子宮期間的血流動力學(xué)穩(wěn)定性也需要考慮在內(nèi)。

第三,必須處理知情同意和兒童保護問題。由于試驗對象是早產(chǎn)兒,只有在能夠證明風險極小的情況下,才能參與試驗。必須提供直接的臨床效益前景、合理的風險預(yù)期,以及至少一種替代療法,并獲得監(jiān)護人的許可。此外,父母可能會對療法了解不足、情緒不穩(wěn)定、承受心理壓力,因此需要由研究者、外科醫(yī)生、新生兒醫(yī)生和生物倫理學(xué)家共同設(shè)計研究,并進行充分的告知。

最后,就是安全監(jiān)測問題。在人體試驗中,應(yīng)特別關(guān)注胎兒圍生期死亡、早產(chǎn)兒的關(guān)鍵疾病、住院期死亡等不良事件。FDA預(yù)計,最初將只招募和治療一名受試者,隨后可能逐步增加其他受試者,包括預(yù)后較好的嬰兒,以評估生存和長期神經(jīng)發(fā)育等結(jié)果。

除了技術(shù)安全性問題外,人造子宮想要真正走向應(yīng)用,更大的挑戰(zhàn)還在于倫理上的爭議。曼徹斯特大學(xué)的律師伊麗莎白·克洛伊·羅曼尼斯探討了人造子宮的生物倫理學(xué),她認為,這項技術(shù)會引起一些疑惑,比如誰該被選為實驗對象?被測試的胎兒在人造子宮中又會受到怎樣的長期影響?

此外,倘若人造子宮真的問世并被應(yīng)用,父母的職責會發(fā)生什么變化?父母與子女的聯(lián)系是否會大為削弱?當前人類借以延續(xù)人類文明的傳宗接代觀念還會繼續(xù)存在嗎?一旦“人造子宮”與克隆技術(shù)結(jié)合,同性戀也會有屬于自己的孩子,那性別角色在我們的社會中還會存在嗎?

此外,在人造子宮技術(shù)之下,又該如何定義胎兒?傳統(tǒng)概念上女性有權(quán)終止妊娠時,是指與胎兒在肉體上分離的權(quán)利,還是指不成為生物學(xué)上親生母親的權(quán)利?這些問題既有倫理意義,也有法律意義。

FDA 兒科治療辦公室的首席新生兒學(xué)家安·馬薩羅(An Massaro)在委員會會議上說:“最具挑戰(zhàn)性的問題是,有多少未知是可以接受的。”隨著這項研究走出實驗室,邁向首次人體試驗,監(jiān)管機構(gòu)將不得不解決這個問題。

       原文標題 : 陳根:有望進入人體試驗,人造子宮離我們還有多遠?

聲明: 本文由入駐維科號的作者撰寫,觀點僅代表作者本人,不代表OFweek立場。如有侵權(quán)或其他問題,請聯(lián)系舉報。

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