由科学传播者Hashem Al-Ghaili设计的人造子宫概念设施于去年12月亮相并引起热议。图/视觉中国
10月3日，日本《朝日新闻》播放了几条特殊鲨鱼在水箱中游动的画面。在橙红色的培养灯光下，它们的体表发出微微蓝光。日媒称，这是人类首次使用人造子宫培育并产下鲨鱼，此举将人造子宫技术的实际应用又向前推进了一步。去年12月，一则人造子宫工厂的8分钟短片曾引发热议，依据视频描述，未来女性可免受分娩之痛，每年数万婴儿在实验室中降生。
人造子宫技术领域最近大事不断。《自然》杂志于9月14日发表了专题报道，称人造子宫的人体试验可能很快就会启动。9月19日，美国食品药品监督管理局（FDA）召开了为期两天的独立顾问会议，讨论如何将人造子宫研究从动物转移到人类身上。这项技术已在世界范围内的数百只羔羊和一些仔猪身上进行过测试。
与《自然》的预测不同，此次FDA会议并未披露具体的人体试验方案。实际上，在未来一个阶段，人造子宫的首要目标是拯救早产儿，而非取代子宫。FDA儿科治疗办公室首席新生儿学家安·马萨罗在会议上发言称，目前最具挑战性的问题是“我们能接受多少不确定性”。多位与会专家表示，动物模型向人体试验的转换尚需时日，许多关键技术细节与伦理规范亟待完善。
缺乏长期培养的解决方案
日本冲绳某企业自2017年开始研究人造子宫装置，于今年成功用其培育出细尾灯笼鲨的胎儿，并进行了“人工分娩”。细尾灯笼鲨成年体长只有40～50厘米，是一种小型深海鲨鱼，广泛分布于太平洋地区。让它们发出蓝光的是位于体表的特殊发光器官。目前，世界自然保护联盟将其归类为“数据不足”，且没有长期饲养记录。日本研究者此举意在为细尾灯笼鲨的保护提供新方案。
新加坡国立大学产科副教授马修·肯普也在进行人造子宫系统的开发。他曾在FDA下属儿科咨询委员会发布的公开征询条目中发表过专业意见。该条目于今年7月在FDA官网开放，主题是评估人造子宫技术设备的安全性和有效性，这一征询为9月FDA顾问会议的召开作了铺垫。肯普在给《中国新闻周刊》的回复中称，人造子宫技术发展缓慢，只在近十年有了较多突破，珍稀物种的人工繁衍便是该技术的新兴应用领域之一。他指出，日本顺天堂大学在20年前就进行过胎羊的培育，最早的人造子宫模型可以追溯到1950年代。迄今为止，全球研究人员花了很长时间来填补各项技术空白。
人造子宫从外观上看并不复杂。它是一种充满液体、无菌且温度适宜的“袋子”，类似传统育婴室或孵化器的一个微缩改良版本。这一“袋子”通常由聚乙烯塑料制成，用于提供无菌环境。袋内充满人工羊水，模拟宫内环境，并与导管系统连接。此外，“袋子”还外接血液循环系统，代替了脐带的养分供给和代谢功能。研究人员可以透过这个半透明的袋子直接观察内部胎儿的发育过程。肯普称，2009年美国密歇根大学的一项研究开创了这一“袋子”模型，此后的人造子宫结构便以此为基准。这项研究中，研究者使用无泵导管系统，避免了机械泵对胎儿的伤害，成功使足月羔羊在宫外生存了4小时。
美国费城儿童医院（CHOP）在对“袋子”模型的拓展上走在前列。2017年，CHOP团队用8只胎羊进行试验，并发布了一段证明成果的视频。视频中，一只无毛苍白的羔羊侧卧在袋子中，被浑浊的人工羊水包裹着，双眼紧闭，鼻子和四肢频繁抽动。这只羊在人造子宫内度过了第28天，能够正常呼吸和游泳，生理上相当于妊娠 23～24 周的人类胎儿。2019年，CHOP团队几名成员加入了初创公司Vitara Biomedical，筹集了1亿美元用于人造子宫装置的优化开发。优化后的装置被命名为“新生儿发育子宫外环境”，即EXTEND。今年，CHOP团队凭借EXTEND向FDA提出申请，希望批准人造子宫的首次人体临床试验。
这项工作的负责人、CHOP 胎儿外科医生艾伦·弗莱克在FDA的会议上介绍，人体试验以获取该技术安全性和有效性的临床证据为目的，因而“非常必要”。他认为，如果人体试验成功，那么大多数早产儿将不必进入呼吸机，可以在人造子宫中继续生长。弗莱克同时介绍了EXTEND目前的稳定性表现，称团队已经在人造子宫里孕育了超过300多只羔羊，而且试验非常顺利。当被问及技术具体进步多少时，他拒绝回答，而选择私下与委员会讨论试验安排。会前，弗莱克也曾拒绝《自然》杂志的采访，理由是“利益冲突”和“专有信息的限制”。
世界范围内许多研究团队都在该领域寻求突破。荷兰埃因霍芬理工大学于2019年完成了类似胎羊模型的开发。2021年，《自然》刊发了以色列魏茨曼科学研究所关于小鼠胚胎宫外培养的成果。同年，郑州大学第一附属医院成功实施了国内首次人造子宫胎羊体外培育试验。该院肺移植外科主任医师赵高峰是此试验的负责人。他告诉《中国新闻周刊》，人造子宫技术发展较慢的一大原因是，目前还缺乏长期培养的解决方案。
赵高峰称，人造子宫有五大技术难点。其一是恒温，这在目前的技术条件下已经不成问题。其二是供氧，羊水中的胎儿所需氧气不需要通过呼吸获得，而是通过脐带血输送，在人造子宫里则借助体外膜氧合（ECMO）方式获得。这套系统依靠血管插管将血液导出，在体外人工肺里进行氧合后，再输回胎儿体内。但由于插管本身的限制，ECMO运转过程中，胎儿会出现多种并发症，影响供氧效率。其三、四分别是营养和排泄。胎儿发育所需营养的输送以及废物代谢过程，在人造子宫中都通过循环系统实现。循环系统本身的维护和稳定性依然需要优化，并且这一过程很可能带来第五大难点——感染。
赵高峰回忆，其主导的胎羊试验经历了长时间、多次失败，总共试验羊超过10只。试验过程中需要不断更换人工羊水，如果不慎混入病菌，在广谱抗生素无效的情况下，胎羊很容易感染并引发脓毒败血症。CHOP團队能够把人造子宫里的胎羊培育到28天，而国内团队只达到一周左右，前者装置先进性带来的感染防范水平差异是关键。他认为，长期维持人造子宫稳定性在世界范围内依然存在技术短板。