一种人造子宫,或许有一天能够维持极度早产婴儿的生命,已经成功地让小羊羔存活了四周。
这个被称为“生物袋”的子宫是一个装满液体的塑料袋,旨在模仿子宫内部的环境。过早出生的婴儿可以在袋子里待上几周,他们的脐带连接到外部设备的管道将为他们的血液提供氧气。之后,婴儿将被从袋子中取出,并连接到机械呼吸机上,这将帮助他们呼吸,直到他们发育成熟到可以自主呼吸。
这项技术或许有一天能更好地支持在孕中期出生的婴儿,最早可在妊娠 22 或 23 周出生。目前,如此早产的婴儿存活机会很低——大约 50%,而且维持他们生命的设备也可能造成严重和永久性的损害。
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费城儿童医院的儿科和胎儿外科医生艾伦·弗莱克博士在早产羔羊身上测试了不同版本的生物袋,其结果在本周的《自然通讯》杂志上进行了描述。
在该设备最先进的版本中,无法在母体外独自存活的羔羊在袋子中存活了长达四周。弗莱克说,在它们“分娩”后,它们的肺部功能良好——与同龄的正常羔羊相似。
“支持的时长非常出色,” C.S. Mott 儿童医院的儿科和胎儿外科医生乔治·米卡利斯卡博士说,他过去 10 年一直在研究类似的系统,但没有参与这项研究。他曾在已发表的研究中让极度早产的羔羊存活一周,并在尚未发表的研究中让羔羊存活两周。
这些人工子宫环境目前都未在临床中用于婴儿,科学家估计,人体设备试验至少还需要三年时间。
一项有前景但棘手的技术
目前,极度早产婴儿的前景黯淡。治疗肺部发育不全婴儿的最佳方法是使用呼吸机——一种将氧气推入他们肺部的机械设备——但这远非理想。
米卡利斯卡说:“我们知道,即使是几个小时的呼吸机也会损害 24 周婴儿的肺部。 “我们束手无策,因为在没有呼吸机的情况下,婴儿会死亡。因此,我们接受一些肺部损伤来维持婴儿的生命。”
相比之下,模仿子宫内部环境的装置继续通过脐带或直接向动脉输送氧气到胎儿,这可以避免肺部损伤。
但挑战仍然很多。将管子插入脐带很困难,因为当脐带暴露于氧气或受到扰动时会收缩。人工子宫也很容易被感染污染,胎儿的心脏很虚弱,有时无法承受人工血液泵送。
在对绵羊的测试中,弗莱克首先像进行剖腹产一样切开子宫。然后,他将人工血液循环系统连接到脐带的末端。最后,他取出小羊羔,包括脐带,并将其放入装满电解质混合物的生物袋中。他说,整个过程大约需要两分钟。
在弗莱克研究中测试的最先进的设备中,八只羔羊胎儿在个人生物袋中度过了三到四周。然后,它们被从袋子中取出,并在机械呼吸机上放置约 12 小时,然后被实施安乐死以进行研究,弗莱克说。(有些羔羊被存活了更长时间,但不属于这项研究的一部分。)
羔羊被迅速杀死,因为这项研究的目的是确定羔羊在生物袋中的发育情况,而弗莱克不希望羔羊在现实世界中生长得太多。
人体试验在即
这种方法是否适用于人类婴儿——以及父母是否会接受它——仍然是一个悬而未决的问题。
有些人想知道,婴儿在袋子里的景象是否会让父母感到害怕。
印第安纳波利斯莱利儿童医院的儿科外科医生布莱恩·格雷博士说:“我曾与其他从业人员交谈过,他们认为家庭可能无法接受他们的婴儿将被放置在袋子里四周。 “这非常科幻。有些人可能无法接受。”
共同第一作者、费城儿童医院的研究员艾米丽·帕特里奇博士承认了这种担忧,但她说,即使它看起来很奇怪,婴儿在这些生物袋中获得的医疗护理也将比目前可用的技术有巨大的改进。
弗莱克的团队已为该设备申请了专利,并正在与食品和药物管理局协商,以计划在动物身上进行临床前试验,作为在人体上进行试验的序曲。弗莱克计划用于该试验的设备与《自然通讯》论文中讨论的设备相似,但并非完全相同。他说,下一次动物研究应该在两三年内完成,人体试验应该在三年后开始。
羔羊并不是人类的完美模型。具体来说,在相同的发育阶段,人类要小得多,而且他们的大脑发育也不完善。在生物袋中孵化的羔羊都没有出现脑出血——但这仍然可能发生在人类身上,导致脑损伤或死亡。
还没有人类婴儿在这些类型的人工子宫中发育。但是,许多羔羊已经发育了。至少有一只活了下来并讲述了这个故事。
在弗莱克的论文中,它仅被称为“长期幸存者”,并在早期版本的生物袋(类似于大型水箱)中孕育了 25 天。弗莱克说,他小组的一位研究人员对这只羔羊产生了感情,因此决定将这只羔羊捐赠给一家农场。弗莱克拒绝透露这只羔羊的新家,并强调研究对象的长期存活不是这项研究的目的。
但在宾夕法尼亚州的田野里,一只生物袋培育的羔羊正在它的野生同类中嬉戏——这确实是一个充满未来感的想法。