人造子宮的進(jìn)程與未來(lái)

李雙文

今年4月25日，美國(guó)費(fèi)城兒童醫(yī)院的阿蘭·弗雷克研究團(tuán)隊(duì)表示，他們打造的人造子宮首次通過(guò)動(dòng)物試驗(yàn)，讓早產(chǎn)的小羊撐過(guò)危險(xiǎn)期順利存活，生理機(jī)能也和一般小羊相差無(wú)幾。

人造子宮初見(jiàn)雛形

弗雷克團(tuán)隊(duì)研發(fā)的人造子宮確切地說(shuō)是一種生物袋，看起來(lái)像一個(gè)大塑膠袋，是用特殊材質(zhì)制成。研發(fā)這種人造子宮的目的是為了挽救早產(chǎn)兒的生命，但是先在動(dòng)物——早產(chǎn)羊羔身上進(jìn)行試驗(yàn)。

這個(gè)生物袋模擬的是孕育小羊的母羊子宮，其中充滿了羊水，即含有鹽和其他電解質(zhì)的溫水，另外在生物袋外部配置了一個(gè)機(jī)器胎盤(pán)，有管子與小羊的臍帶連通。每天向人造子宮注入定量羊水，以確保生活在其中的早產(chǎn)羊羔如同懸浮在母體的子宮環(huán)境內(nèi)。

早產(chǎn)羊羔靠人造子宮外的配件——機(jī)器胎盤(pán)來(lái)獲得養(yǎng)料。一方面，含有養(yǎng)料和氧氣的新鮮血液源源不斷輸送到羊羔體內(nèi)，羊羔的心臟也將含有二氧化碳和其他代謝物質(zhì)的陳舊血液擠壓到機(jī)器胎盤(pán)中，后者將血液更新之后再回輸?shù)窖蚋狍w內(nèi)。

研究人員對(duì)8頭早產(chǎn)羊羔進(jìn)行試驗(yàn)，其中5頭相當(dāng)于人類23周早產(chǎn)兒（人類的早產(chǎn)兒是指在母親子宮內(nèi)孕育20周但未滿37周的胎兒），另外3頭孕期略長(zhǎng)一些。當(dāng)它們?cè)谀秆虻淖訉m中長(zhǎng)到105～120天的時(shí)候，被從母體剖腹取出，立即放進(jìn)人造子宮中，在人造子宮中養(yǎng)育4周左右。

在人造子宮孕育期間，這些早產(chǎn)羊羔全部正常發(fā)育，血壓和其他健康指標(biāo)穩(wěn)定，也沒(méi)有并發(fā)癥。而且，在這4周內(nèi)，可以直觀地看到，小羊羔逐漸從紅通通的模樣長(zhǎng)成白色的毛茸茸的小羊。4周后，這些小羊出生，除了幾只小羊出現(xiàn)輕微的肺部炎癥外，其他小羊非常健康。在安樂(lè)死解剖小羊的腦和肺部時(shí)發(fā)現(xiàn)，它們與足月出生的小羊沒(méi)什么不同。另一部分生下的小羊生長(zhǎng)超過(guò)一年，經(jīng)過(guò)各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)，結(jié)果也與正常生殖的小羊沒(méi)有什么差異。

這項(xiàng)試驗(yàn)的結(jié)果令人鼓舞，研究團(tuán)隊(duì)表示，已經(jīng)與美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）商談，希望能在3～5年內(nèi)展開(kāi)人體試驗(yàn)。

不過(guò)，即便這項(xiàng)技術(shù)可以應(yīng)用于人類，也只是用于挽救人類的早產(chǎn)兒。世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，全球的早產(chǎn)兒占所有新生兒的約1/10，每年有約110萬(wàn)早產(chǎn)兒由于發(fā)育不充分而無(wú)法存活下來(lái)。研究表明，不到23周的早產(chǎn)兒生存的可能性幾乎為零，對(duì)于23周的早產(chǎn)兒來(lái)說(shuō)，存活率也只有23%，24周的存活率則有55%。

因此，這種人造子宮能挽救那些23周前出生的早產(chǎn)兒，讓他們順利度過(guò)發(fā)育不成熟的艱難時(shí)期，雖然不能保證百分之百地讓早產(chǎn)兒活下來(lái)，但可以提高早產(chǎn)兒的存活率。

成熟的人造子宮

弗雷克等人研發(fā)的人造子宮雛形讓人們有了更多的聯(lián)想和展望，即用人造子宮來(lái)代替女性生兒育女。用人造子宮來(lái)代替人類生育（體外生育）最早是在1924年由進(jìn)化生物學(xué)家、遺傳學(xué)家哈登提出的。有人預(yù)測(cè)，如果這一想法能實(shí)現(xiàn)，到2050年后，將會(huì)有一半以上的嬰兒由人造子宮孕育出來(lái)。

讓人們看到人造子宮最大希望的是美國(guó)康奈爾大學(xué)的華裔教授劉鴻清，他于2001年培育出了子宮內(nèi)膜組織，并制成一個(gè)人造子宮。2003年，劉鴻清等人用老鼠進(jìn)行體外孕育試驗(yàn)，把老鼠胚胎放入人造子宮孕育，可惜老鼠沒(méi)足月就因?yàn)榛味袛嘣囼?yàn)。后來(lái)，由于法律不允許人造子宮用于人體試驗(yàn)，該項(xiàng)試驗(yàn)不得不終止。

從人造子宮的試驗(yàn)進(jìn)程可以看到，人造子宮有兩大難題，一是技術(shù)，二是倫理。首先從技術(shù)來(lái)看，人造子宮尚不成熟。弗雷克等人研發(fā)的人造子宮只是一個(gè)孵化器，是在孕育的最后階段扮演一下子宮的功能，以救活早產(chǎn)兒。但是，成熟的人造子宮必須與生物的自然子宮相同或類似，并且滿足孕育胎兒的所有條件。

除了需要羊水外，人造子宮還需要兩個(gè)條件，一是具有子宮內(nèi)膜，二是在受精卵著床于子宮內(nèi)膜后，能形成胎盤(pán)，以滿足母胎之間的營(yíng)養(yǎng)和氧氣供給和交換。而且，即便是人造子宮的羊水，也必須與自然子宮的羊水有完全相同要素，如包含多種可以促進(jìn)胎兒生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生長(zhǎng)因子，除了水和電解質(zhì)外，還要有蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪、抗生素以及尿素。此外，人造羊水也應(yīng)當(dāng)為胎兒提供保護(hù)和減震作用。

子宮內(nèi)膜和胎盤(pán)

子宮內(nèi)膜如同豐富的土壤，有了它，受精卵才能在其中發(fā)育成熟。子宮內(nèi)膜其實(shí)就是哺乳動(dòng)物子宮內(nèi)壁的一層組織，分為致密層、海綿層和基底層。

子宮內(nèi)膜表面2/3為致密層和海綿層，統(tǒng)稱功能層。子宮內(nèi)膜覆蓋著黏膜，由黏膜上皮細(xì)胞組成，受雌激素影響。雌激素在生殖周期分泌時(shí)，子宮內(nèi)膜各上皮細(xì)胞會(huì)長(zhǎng)大、分裂，數(shù)目大量增加，等待受精卵的植入和著床。如果沒(méi)有受精卵植入，則發(fā)生蛻化而脫落，成為月經(jīng)。子宮內(nèi)膜的基底層為靠近子宮肌層的1/3內(nèi)膜，不受卵巢性激素影響，不發(fā)生周期性的變化。

所以，人造子宮需要擁有或模擬子宮內(nèi)膜的生物學(xué)性質(zhì)，至少要具有黏膜上皮細(xì)胞，并且受性激素和孕激素的影響而有周期性變化?，F(xiàn)在的研究也發(fā)現(xiàn)，子宮、卵巢、輸卵管以及睪丸和前列腺等器官都有程序化細(xì)胞死亡（PCD，又稱凋亡）。顯微光鏡和電鏡的觀察發(fā)現(xiàn)，人的子宮內(nèi)膜也有凋亡小體存在。

瓊脂糖凝膠電泳和DNA染色體技術(shù)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，人的子宮內(nèi)膜在增生早期（6～10天）、分泌晚期（25～28天，是子宮內(nèi)膜在孕激素作用下開(kāi)始發(fā)生分泌變化，以有利于孕卵的著床）和月經(jīng)期（1～5天）都可看到具有程序化細(xì)胞死亡特征的DNA斷裂現(xiàn)象；而在增生晚期（11～14天）、分泌早期（15～20天）和分泌中期（21～24天）則看不到斷裂DNA發(fā)生。這表明，程序化細(xì)胞死亡的周期性對(duì)子宮孕育胎兒過(guò)程有重要調(diào)節(jié)作用。人造子宮如果要擔(dān)負(fù)起孕育胎兒的重任，也需要有這樣的生物特性。

子宮能成為胎兒的沃土還需要很多子宮內(nèi)膜細(xì)胞因子，如表皮生長(zhǎng)因子及其受體、血小板生長(zhǎng)因子、胰島素樣生長(zhǎng)因子、血管活性物質(zhì)和血管生成因子等。表皮生長(zhǎng)因子（EGF）主要分布于子宮腔上皮和腺上皮以及間質(zhì)細(xì)胞中，呈周期性變化。EGF既能刺激子宮內(nèi)膜腺上皮和間質(zhì)的增生，并在孕激素的協(xié)同作用下使間質(zhì)發(fā)生分化，又作用于細(xì)胞表面受體，迅速刺激絡(luò)氨酸磷酸化，促進(jìn)子宮內(nèi)膜前列腺素E2（PGE2）的釋放，后者是一種重要的細(xì)胞生長(zhǎng)和調(diào)節(jié)因子。

血小板生長(zhǎng)因子主要來(lái)源于子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞。它可刺激間質(zhì)細(xì)胞本身或其臨近上皮細(xì)胞的增生，具有自分泌和旁分泌的作用，也是子宮孕育胎兒不可或缺的細(xì)胞因子。因此，人造子宮必須具有這些協(xié)助子宮產(chǎn)生孕育功能的多種細(xì)胞因子。

用人造子宮代替人類的自然生育還有一個(gè)動(dòng)態(tài)的程序需要模擬，即受精卵植入（著床）于子宮內(nèi)膜后形成胎盤(pán)，后者是供養(yǎng)胎兒的橋梁。哺乳動(dòng)物早期胚胎的胚泡壁單層細(xì)胞所形成的薄膜稱為滋養(yǎng)層，胚胎植入子宮內(nèi)膜時(shí)滋養(yǎng)層局部增生肥厚（極端滋養(yǎng)層），侵襲并附著于子宮壁的組織內(nèi)，并將一部分子宮壁溶解吸收。

侵襲功能和內(nèi)分泌功能是滋養(yǎng)層細(xì)胞的兩大主要功能，在這兩大功能的協(xié)同下形成胎盤(pán)，從而為胚胎發(fā)育、妊娠順利完成提供保障。在子宮中孕育的胎兒通過(guò)胎盤(pán)、臍帶與母體進(jìn)行物質(zhì)交換，獲得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和氧氣。胎盤(pán)靠近胎兒的一面附有臍帶，臍帶與胎兒相連，胎盤(pán)靠近母體的一面與母體的子宮內(nèi)膜相連。胎盤(pán)內(nèi)有許多絨毛，絨毛內(nèi)有毛細(xì)血管，這些毛細(xì)血管與臍帶內(nèi)的血管相通，胎兒自己制造血液，血液通過(guò)臍帶中的血管流到胎盤(pán)。絨毛與絨毛之間則充滿了母體的血液，胎兒和母體通過(guò)胎盤(pán)上的絨毛進(jìn)行物質(zhì)交換，胎兒的廢物則通過(guò)滋養(yǎng)層進(jìn)入母親的血液，最后被排出母體。

人造子宮無(wú)論是通過(guò)模擬的體外胎盤(pán)還是體內(nèi)胎盤(pán)，都必須產(chǎn)生和運(yùn)行與自然產(chǎn)生的人體胎盤(pán)相似的功能，如胎盤(pán)負(fù)責(zé)調(diào)控傳遞到胎兒體內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，包括氨基酸、脂肪酸和葡萄糖等，還負(fù)責(zé)將胎兒發(fā)育過(guò)程中母體的免疫球蛋白G抗體輸送到胎兒體內(nèi)，以保護(hù)免疫系統(tǒng)尚未發(fā)育完備的新生命。此外，胎盤(pán)還能分泌激素，以控制胎兒生長(zhǎng)。胎盤(pán)也為胎兒提供促進(jìn)大腦發(fā)育的血清素等。

三種倫理爭(zhēng)論

現(xiàn)在看來(lái)，人造子宮在技術(shù)上尚不能達(dá)到自然子宮的要求，但是，在將來(lái)肯定會(huì)有突破并達(dá)到與自然子宮相似的條件。那些為生育和哺乳付出太多艱辛和痛苦的女性，以及被“一孕傻三年”嚇怕了的準(zhǔn)媽媽們，無(wú)不希望由人造子宮來(lái)代替人類生育，因此，技術(shù)的突破也是早晚的事。

即便如此，完全用人造子宮孕育后代在倫理上也會(huì)產(chǎn)生極大爭(zhēng)議，而且有三個(gè)層次或三種角度的倫理爭(zhēng)議。

第一個(gè)倫理爭(zhēng)論與傳統(tǒng)相關(guān)。1978年7月25日世界上第一個(gè)試管嬰兒路易絲·布朗降臨人世，宗教界持激烈反對(duì)態(tài)度，最大的理由是，布朗的誕生沒(méi)有經(jīng)過(guò)人的自然生殖過(guò)程，是反自然的，因此是不合倫理的。而且，不合倫理還表現(xiàn)在導(dǎo)致和催生了買賣生殖細(xì)胞精子、卵子和胚胎，造成了對(duì)窮人的剝削和掠奪。隨著大量試管嬰兒的出生和羅伯特·愛(ài)德華茲因創(chuàng)造世界上第一個(gè)試管嬰兒而獲得2010年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)后，這種所謂的傳統(tǒng)倫理障礙已經(jīng)不存在了。但是，這種傳統(tǒng)的倫理基礎(chǔ)是建立在治療疾病的底線上。由此也產(chǎn)生了第二種倫理爭(zhēng)論。

當(dāng)人工生殖技術(shù)的爭(zhēng)論到達(dá)白熱化時(shí)，科學(xué)哲學(xué)給出的解讀是，人工生殖技術(shù)不是對(duì)自然生殖的革命，而是治愈疾病的手段。這種解釋毫無(wú)疑問(wèn)是符合現(xiàn)實(shí)的。因?yàn)楝F(xiàn)在的人工生殖技術(shù)，無(wú)論是第一代還是第五代人工生殖技術(shù)，都是因?yàn)橐恍┤擞猩膊《荒茏匀簧沤邮苤委?，因此人工生育是治療疾病的手段。但是，人造子宮要突破的是治愈疾病的手段的底線，成為對(duì)人類自然生殖的革命。沒(méi)有生育疾病并且完全可以自然生育的人可以因種種原因?qū)で笕嗽熳訉m生育，其中最大的原因是不愿因生育而吃苦受痛，這就形成了第二種倫理障礙：能夠正常生育的人是否可以逃避生育的責(zé)任而讓人造子宮代替生育？

人造子宮的第三個(gè)倫理爭(zhēng)論是，這是否會(huì)造成女性權(quán)利的進(jìn)一步弱化，從而讓女性更容易受到歧視。在是否讓人造子宮生育孩子上，男性并不特別反對(duì)，反而是女權(quán)主義者持激烈反對(duì)態(tài)度。美國(guó)激進(jìn)的女權(quán)主義者安德里亞·麗塔·德沃金曾提出，如果人造子宮完善了，還要女人干什么？它帶來(lái)的底線是，男人可以不用女人就有自己的孩子，但是女人卻還需要男人的幫助才能生育。

不過(guò)，這話有點(diǎn)絕對(duì)，即便有完善的人造子宮，在生育問(wèn)題上，也還是女人離不開(kāi)男人，男人離不開(kāi)女人，除非人類演化到單性生育。不過(guò)，有了人造子宮，女性的作用當(dāng)然會(huì)大大減弱，這是女性和全社會(huì)不得不思考的問(wèn)題。

所以，人造子宮是否能代替人類生育，并非是一個(gè)時(shí)間和技術(shù)問(wèn)題，而需要更為完善的法律和倫理規(guī)則來(lái)支撐。

【責(zé)任編輯】趙新宇