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Text |. Hu Xiangyun

Herausgeber｜Hai Ruojing

Die Technologie der „künstlichen Gebärmutter“ ist in den Vordergrund der öffentlichen Meinung gerückt.

Kürzlich gab das erste angegliederte Krankenhaus der Universität Zhengzhou den Abschluss eines „ECMO (extrakorporale Membranoxygenierung)-Tierversuchs mit künstlicher Gebärmutter“ bekannt. Ein vier Monate altes fötales Schaf wurde durch ein „spezielles Gerät“ mit dem Körper der Mutter verbunden und überlebte erfolgreich 90 Minuten lang und verlassen Sie sich dabei auf den Körper der Mutter, um die Vitalfunktionen aufrechtzuerhalten.

Zhao Gaofeng, der Leiter des Experiments und Direktor der Abteilung für Lungentransplantationschirurgie des ersten angegliederten Krankenhauses der Universität Zhengzhou, erwähnte in einem Interview mit den Medien, dass diese Idee der Entfernung von ECMO „die erste ihrer Art in der Welt“ sei mein Land“ in der künstlichen Gebärmuttertechnologie. das heisst,Bei gleicher Blutgruppe können sowohl der Vater als auch die Mutter die Rolle übernehmen, die den Fötus austrägt.。

Das Konzept „Jeder kann ein Baby bekommen“ eröffnet plötzlich unbegrenzten Raum für Fantasie. In den sozialen Medien gingen die Diskussionen über „Babyfabriken am Fließband“ und „Männerschwangerschaft und Geburt“ einst über die Technologie selbst hinaus.

Werden die Einsatzmöglichkeiten künstlicher Gebärmutter wirklich zur „schönen neuen Welt“ in Science-Fiction-Romanen?

Ursprüngliche Absicht: extrem Frühgeborene zu retten, nicht Männer schwanger zu machen

In den 1920er Jahren schlug der britische Biologe Haldane erstmals das Konzept der „Ektogenese“ vor, was der Menschheit die erste umfassende Diskussion über künstliche Gebärmutter bescherte. Seiner Vorstellung nach wird das 21. Jahrhundert nicht länger eine Ära der Nutzung traditioneller Instinkte zur Geburt sein, sondern bis 2074 durch einen „rationelleren, aufgeklärteren, völlig außerhalb des Körpers“ stattfindenden Schwangerschaftsprozess ersetzt werden, durch Babys, die „natürlich gezeugt“ werden und geboren“ wird Der Anteil wird weniger als 30 % betragen.“

Heutzutage sind solche Ideen in manchen Dimensionen sogar noch radikaler. „Technikfreaks“ wie Musk haben öffentlich erklärt, dass angesichts des Rückgangs der Weltbevölkerung in künstliche Gebärmuttertechnologie investiert werden sollte, um „Kinder schneller, einfacher und billiger zu machen“.

In den inländischen sozialen Medien drehten sich nach der Veröffentlichung der Forschungsergebnisse des Teams des First Affiliated Hospital der Universität Zhengzhou die meisten Themen um „männliche Fruchtbarkeit“.

In den USA, Australien, Japan, Israel und anderen Ländern gibt es wissenschaftliche Forschungsteams, die die Technologie für künstliche Gebärmutter entwickeln.AberVon den frühesten Silikonmembran-Blutoxygenatoren und künstlichen Fruchtwasserinkubatoren über die ECMO-Technologie, die nach dem 21 Die Welt betrachtet sie nicht als einen zu untersuchenden Ersatz für Schwangerschaft und Uterusfunktion, sondern als eine Methode, die „eine praktikable Alternative zur Neugeborenen-Intensivpflege bieten könnte“.。

Schematische Darstellung eines fötalen Schafes in einer künstlichen Gebärmutter (Quelle: EA Partridge et al./Nature Commun. (CC BY 4.0))

Der Leiter des Forschungsteams für künstliche Gebärmutter an der University of Michigan erklärte in einem Artikel sogar öffentlich, dass „die Idee, Babys vollständig außerhalb der Gebärmutter wachsen zu lassen, ‚technologische Ignoranz und ein ideologischer Tagtraum‘ ist.“

Zhao Gaofeng korrigierte auch, dass künstliche Gebärmutter nicht der „Massenproduktion von Babys“ dienten, sondern um Föten, die nicht im Mutterleib bleiben können, das Überleben zu ermöglichen.

Der Grund, warum die wissenschaftliche Gemeinschaft dieses Problem betont, liegt darin, dass die Behandlung von Frühgeborenen im In- und Ausland immer noch mit vielen Schwierigkeiten konfrontiert ist. In der Medizin gelten Babys mit einem Gestationsalter von weniger als 37 Wochen als Frühgeborene und Babys mit einem Gestationsalter von weniger als 28 Wochen als Ultra-Frühgeborene. Bis heute ist ihre medizinische Behandlung ein anerkanntes Problem Mit der Zunahme der Zahl älterer Mütter in China in den letzten Jahren, der assistierten Reproduktion und anderen Technologieanwendungen kann die Rate der Frühgeburten steigen.

Für einzelne Familien bedeutet dies auch eine hohe finanzielle Belastung. Laut Umfragedaten der Beijing Chunmiao Charity Foundation haben mehr als 85 % der Familien mit Frühgeborenen „katastrophale Gesundheitsausgaben“ und die Behandlungskosten übersteigen 40 % der Zahlungsfähigkeit der Familie.

Ein Arzt, der sich seit Jahrzehnten mit reproduktiver Arbeit beschäftigt, erklärte 36 Krypton, dass Atmung und Infektionen die größten Probleme seien. Nehmen wir als Beispiel die Atmung: Wenn sich der Fötus im Mutterleib befindet, wird die Lunge des Fötus mit Fruchtwasser gefüllt und der benötigte Sauerstoff wird über die Nabelschnur aus der Plazenta gewonnen Wenn es sich um ein Frühgeborenes handelt, dessen Körperorgane nicht vollständig entwickelt sind, kann es trotz der Verwendung von Beatmungsgeräten immer noch zu Problemen wie Lungeninfektionen und bronchopulmonaler Dysplasie kommen. Je jünger das Kind ist, desto länger ist es auf Sauerstoff angewiesen.

Aber wenn es sich in einer künstlichen Gebärmutter weiterentwickeln kann, wird theoretisch „seine Lungenentwicklung besser sein“.

In den aktuellen Experimenten zur künstlichen Gebärmutter-Technologie ist dies auch ein Diskussionspunkt in jedem Team geworden. Beispielsweise wurde in den 2017 vom Team des Children's Hospital of Philadelphia in den Vereinigten Staaten bekannt gegebenen experimentellen Ergebnissen erwähnt, dass in der Uterusumgebung, die durch den von ihnen entworfenen Biobeutel (einschließlich eines transparenten Plastikbeutels und einer Reihe extrakorporaler Zirkulationsgeräte) simuliert wurde, 8 Tiere lebten entsprachen dem menschlichen Gestationsalter. Frühgeborene Schafe im Alter von 23 bis 24 Wochen „entwickelten sich normal und wuchsen sogar Wolle“ während der 4 Wochen des Überlebens;

Der Plan des Teams der University of Michigan besteht darin, eine spezielle Flüssigkeit in die Lunge von Versuchstieren zu injizieren und dann mithilfe des Systems das Herzblut durch die Halsschlagader abzuleiten, es außerhalb des Körpers mit Sauerstoff anzureichern und es dann wieder infundieren zu lassen. In den Forschungsergebnissen wurde auch erwähnt, dass die experimentellen fötalen Schafe „116 Tage überlebten und ihre Lungen, ihr Gehirn und andere Organe gut entwickelt waren“.

"WennDie traditionelle Rettung von Frühgeborenen besteht darin, dem Kind eine fortschrittlichere Lebenserhaltung zu bieten. Die Technologie der künstlichen Gebärmutter kann eine Umgebung schaffen, die den Körper der Mutter simuliert, damit es sich weiter entwickeln kann, und so die Überlebenschancen und eine gesunde Entwicklung von Frühgeborenen verbessert. . „Denkt der oben genannte Arzt.

Chinesisches Team legt den weltweit ersten Fall vor: Was bedeutet „zur ECMO gehen“?

Derzeit hat sich das weltweit am schnellsten wachsende Team für künstliche Gebärmuttertechnologie bereits auf den Weg gemacht, Unternehmen zu gründen und Risikokapital zu beschaffen. Im September 2023 hat die US-amerikanische FDA sogar ein Treffen abgehalten, um die Frage der Versuche am Menschen zu erörtern.

Warum erregte im Vergleich dazu das Team des First Affiliated Hospital der Zhengzhou University, das gerade einen Tierversuch abgeschlossen hatte, so große Aufmerksamkeit?

Das Konzept „zur ECMO zu gehen“ ist der größte Höhepunkt des Experiments. In einigen Medienberichten wird dies auch als „die erste Erfolgsgeschichte der Welt“ bezeichnet.

In den letzten Jahrzehnten war die Lösung des Blutsauerstoffproblems ein wichtiger Knotenpunkt im Kernfortschritt der künstlichen Gebärmuttertechnologie, und der Schlüssel liegt in der Anwendung von ECMO. Da ECMO den Fötus außerhalb des Körpers der Mutter mit Sauerstoff versorgen kann, ermöglicht diese Methode, dass Blut das Herz und die Lunge „umgeht“, sodass die Organe ruhen und heilen können.

Obwohl einige ausländische Wissenschaftler glauben, dass ECMO nicht für extrem frühgeborene Säuglinge geeignet ist, konzentrieren sich die meisten Verbesserungsideen immer noch auf die Ausrüstung. Tatsächlich nutzte sogar das Team des First Affiliated Hospital der Zhengzhou-Universität ECMO, als sie die ersten Experimente durchführten. Damals verglichen sie ECMO auch mit „einer entscheidenden Rolle im künstlichen Uterussystem, das die Rolle der Lunge von Frühgeborenen spielt.“

36Kr erfuhr, dass dies daran liegt, dass die Anwendung von ECMO keine „andere zusätzliche Blutzirkulation“ mit sich bringt und die Blutzirkulation innerhalb des Fötus selbst „zirkulieren“ kann.

In den kürzlich veröffentlichten Ergebnissen erklärte das Team zwar nicht, warum es diesen ausgereiften Weg aufgegeben hatte, erwähnte jedoch die „De-ECMO“-Idee des lebenden Ersatzes, bei der die Nabelarterie und die Nabelvene des Schafes mit der Nabelarterie und der Nabelvene des Schafes verbunden werden sollen Arterien und Venen im Nacken der Mutter, um einen kombinierten Zyklus ähnlich der ECMO zu etablieren.“ Nach Ansicht des Teams kann die „De-ECMO“-Lösung dazu beitragen, Risiken wie Blutgerinnsel und Infektionen zu vermeiden und hohe Kosten für die Gerätewartung zu vermeiden.

Fu Shibo, ein Arzt an einem Tertiärkrankenhaus in Shanghai („Dr. Philip“, der populärmedizinische Autor von Zhihu), sagte gegenüber 36Kr: „Obwohl die Aussage „De-ECMO“ die spezifische Verbindungsmethode nicht klarstellt, sollte sie auch „einen Konverter verwenden, beispielsweise eine Membranstruktur ähnlich der Dialyse, um eine bestimmte Verbindung zwischen dem Blutfluss der Mutter/des Vaters und des Fötus herzustellen.“ „Dadurch wird vermieden, dass das Immunsystem der Mutter/des Vaters den Fötus als Fremdkörper erkennt und angreift und gleichzeitig den transmembranösen Austausch von Gasen, Nährstoffen, Stoffwechselabfällen usw. im Blut gewährleistet。

Hinsichtlich der Wirkung liegen die Vor- und Nachteile dieser experimentellen Idee relativ auf der Hand.

Das erste ist die Kostensenkung. Zhao Gaofeng erwähnte in einem Interview mit Health Times, dass die „Startkosten und täglichen Betriebskosten von ECMO 60.000–70.000 Yuan bzw. 10.000–20.000 Yuan betragen“. Für ein wissenschaftliches Forschungsteam, das noch in den Kinderschuhen steckt, ist die Kostenbelastung relativ hoch.

„Das ‚De-ECMO‘-Programm wird dazu beitragen, die Abhängigkeit von ausländischen High-End-Geräten und den dazugehörigen Membran-Verbrauchsmaterialien zu verringern, insbesondere wenn es keine inländischen Ersatzprodukte für entsprechende Verbrauchsmaterialien gibt Nutzung des „De-ECMO“-Programms Eine Art Membranstrukturgerät dürfte ein selbst entwickeltes Gerät mit unabhängigen geistigen Eigentumsrechten sein, was bedeutet, dass die Gesamtkosten für die Ausrüstung niedriger sein werden“, glaubt Dr. Fu Shibo.

Darüber hinaus ist die ECMO im Plan des ausländischen Teams aus Sicht des experimentellen Strukturdesigns nur für die Sauerstoffversorgungsfunktion verantwortlich, und „dem fetalen Blut müssen durch Injektion andere Nährstoffe hinzugefügt werden“. Gas und Ernährung, einfacher.

Allerdings erwähnte der Arzt auch, dass das im „De-ECMO“-Programm verwendete Membranstrukturgerät Blutgruppen blockiert.AntikörperIn Bezug auf die Funktionen ist es immer noch nicht mit der natürlichen Plazenta vergleichbar und kann bei Neugeborenen zu Hämolyse und anderen Problemen führen. Daher wird es viele einschränkende Faktoren geben, die beispielsweise von der Blutgruppe des Fötus ausgehen mit dem des Vaters/der Mutter übereinstimmen.“

„Im Großen und Ganzen denke ich, dass beide Arten von Lösungen ihre eigenen Vorteile haben. Aus Sicht der Kliniker hoffen wir, dass die Forschungsergebnisse des First Affiliated Hospital der Zhengzhou University in Form von Artikeln veröffentlicht werden können, damit jeder sie früher und besser verstehen kann.“ Natürlich hoffen wir auch, dass die chinesische Lösung in der Lage ist, die Forschung auf diesem Gebiet voranzutreiben.“

Ich freue mich auf ein „lebendig geborenes“ Lamm

Ein aktueller Durchbruch bei der kontinuierlichen Weiterentwicklung der künstlichen Gebärmuttertechnologie in Richtung Realität besteht darin, dass die Überlebenszeit von Versuchstieren immer weiter verlängert wird.

Im Jahr 2017 betrug die längste Überlebenszeit der experimentellen Lämmer des Teams des Children's Hospital of Philadelphia 4 Wochen. Eine weitere von japanischen Wissenschaftlern veröffentlichte Daten besagt, dass 6 überlebende Laternenhaie mithilfe der künstlichen Gebärmuttertechnologie erfolgreich entbunden wurden 7 Monate.

In China erreichte die Überlebenszeit von experimentellen fötalen Schafen im vorherigen ECMO-Programm des Teams des First Affiliated Hospital der Zhengzhou-Universität 7 Tage, in diesem „ECMO-freien“ Programm die Überlebenszeit von fötalen Schafen im künstlichen Uterus dauerte 90 Minuten. „Das heimische Team bietet einen völlig neuen technischen Weg, der die Abhängigkeit von der Ausrüstung verringert.Der früheste Bericht über eine künstliche Gebärmutter stammt jedoch aus dem Jahr 2017. Inländische Wissenschaftler begannen relativ spät und auch die experimentelle Beobachtungszeit war kurz. . Dr. Fu Shibo glaubt, dass dies auch ein bedauerlicher Aspekt des Experiments ist, das vom Team des First Affiliated Hospital der Universität Zhengzhou durchgeführt wurde.

Die Frage, die jedoch weder die inländischen noch die ausländischen Teams beantworten konnten, lautet: Obwohl behauptet wird, dass sich fötale Schafe in künstlichen Gebärmuttern normal entwickeln, werden die meisten von ihnen am Ende eingeschläfert und es werden keine „erfolgreichen, lebenden Lämmer“ zur Welt gebracht. Sogar eine Weile leben.“

„Das verwirrt mich tatsächlich ein wenig“, sagte der Arzt: „Wenn sich den experimentellen Ergebnissen zufolge die verschiedenen Systeme fötaler Schafe normal entwickeln, warum nicht längere Beobachtungen durchführen, insbesondere nach der „Geburt“? Möglicherweise gibt es immer noch einige inhärente Mängel, die nicht behoben werden können, beispielsweise wie man die erste Spontanatmung eines fötalen Schafs herbeiführt, wenn es nach der Entnahme aus dem Fruchtwasser entnommen wird und mit einer dem Kaiserschnitt ähnlichen Methode stimuliert wird raus, war es erfolgreich? Bekannt gegeben wurde davon noch nichts. "

Andererseits bleiben alle aktuellen Forschungsfortschritte im Stadium der Tierversuche. Von der klinischen Front aus erwähnten Ärzte, dass die größte Sorge nach wie vor die Frage sei, „inwieweit damit Frühgeborene mit entsprechenden Bedürfnissen versorgt werden können“.

Im September 2023 hielt die US-amerikanische FDA ein unabhängiges Beratungstreffen ab, um zu erörtern, wie die Sicherheit und Wirksamkeit der künstlichen Gebärmuttertechnologie besser bewertet werden kann, beispielsweise die Einschränkungen von Tierdaten und die ethischen Schwierigkeiten von Versuchen am Menschen. Während dieser Diskussion wurde jedoch kein konkreter Versuchsplan am Menschen bekannt gegeben.

Laut ausländischen MedienberichtenDas Team des Children's Hospital of Philadelphia hat bereits einen Antrag auf Versuche am Menschen für entsprechende Geräte bei der FDA eingereicht und das Team der University of Michigan erwähnte auch, dass es hofft, innerhalb von drei bis vier Jahren klinische Versuche am Menschen voranzutreiben.Sie erwähnten aber auch, dass „es grundlegende Lücken im Verständnis der wissenschaftlichen Gemeinschaft darüber gibt, wie menschliche Föten in künstlichen Gebärmuttern wachsen, und dies erfordert gezielte Forschung vor formellen Versuchen.“

Auch Ethik ist ein Thema, über das Wissenschaftler nachdenken. Einige Wissenschaftler aus dem Ausland erwähnten, dass Transplantationen bei extrem Frühgeborenen häufig in den frühen Stadien der Schwangerschaft durchgeführt werden Einverständniserklärung. Das Problem. „Wir befürchten, dass Eltern, die über den schlimmen Zustand ihres Fötus informiert sind, alles tun werden, was sie können, auch wenn diese Techniken völlig unerprobt und riskant sind.“