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Testo |.Hu Xiangyun

Redattore｜Hai Ruojing

La tecnologia del "grembo artificiale" è stata portata alla ribalta dell'opinione pubblica.

Recentemente, il primo ospedale affiliato dell'Università di Zhengzhou ha annunciato il completamento di un "esperimento animale sull'utero artificiale ECMO (ossigenazione extracorporea della membrana)". Un feto di pecora di 4 mesi è stato collegato al corpo della madre attraverso un "dispositivo speciale", ed è sopravvissuto con successo per 90 minuti facendo affidamento sul corpo della madre per mantenere i segni vitali.

Zhao Gaofeng, responsabile dell'esperimento e direttore del Dipartimento di Chirurgia dei Trapianti Polmonari del Primo Ospedale Affiliato dell'Università di Zhengzhou, ha affermato in un'intervista ai media che questa idea di rimuovere l'ECMO è "la prima del suo genere in il mio paese" nella tecnologia dell'utero artificiale. questo significa,Se il gruppo sanguigno è lo stesso, sia il padre che la madre possono svolgere il ruolo di gestante del feto.。

Il concetto "chiunque può avere un bambino" offre improvvisamente spazio illimitato all'immaginazione. Sui social media, le discussioni sulle “fabbriche di bambini sulle catene di montaggio” e sulla “gravidanza e parto maschile” un tempo superavano la tecnologia stessa.

Le prospettive applicative degli uteri artificiali diventeranno davvero il "mondo nuovo" nei romanzi di fantascienza?

Intenzione originaria: salvare i bambini estremamente prematuri, non mettere incinti gli uomini

Negli anni '20, il biologo britannico Haldane propose per primo il concetto di "ectogenesi", che portò all'umanità la prima discussione completa sugli uteri artificiali. Nella sua immaginazione, il 21° secolo non sarà più un'era in cui si utilizzano gli istinti tradizionali per partorire, ma sarà sostituito da un processo di gravidanza più "razionale, illuminato, completamente esterno al corpo" entro il 2074, con bambini "concepiti naturalmente". e nato" sarà La proporzione sarà inferiore al 30%."

Oggi tali idee sono ancora più radicali in alcune dimensioni. I "fanatici della tecnologia" come Musk hanno dichiarato pubblicamente che, poiché la popolazione globale sta diminuendo, la tecnologia dell'utero artificiale dovrebbe essere investita nel "rendere i bambini più veloci, più facili ed economici".

Sui social media nazionali, dopo la pubblicazione della ricerca condotta dal team del Primo Ospedale Affiliato dell'Università di Zhengzhou, la maggior parte degli argomenti riguardavano la "fertilità maschile".

Ci sono gruppi di ricerca scientifica negli Stati Uniti, in Australia, in Giappone, in Israele e in altri paesi che stanno sviluppando la tecnologia dell’utero artificiale.MaDai primi ossigenatori del sangue con membrana in silicone e incubatori artificiali di liquido amniotico, alla tecnologia ECMO che ha cominciato ad essere utilizzata dopo il 21° secolo, e ora il programma "de-ECMO" lanciato dal team cinese, infatti, gruppi di ricerca scientifica in tutto il mondo Il mondo non lo ha considerato un metodo da studiare come sostituto della gravidanza e della funzione uterina, ma come un metodo che potrebbe “fornire una valida alternativa alla terapia intensiva neonatale”.。

Diagramma schematico di un feto di pecora in un grembo artificiale (Fonte: EA Partridge et al./Nature Commun. (CC BY 4.0))

Il leader del gruppo di ricerca sull'utero artificiale dell'Università del Michigan ha dichiarato pubblicamente in un articolo che "l'idea di permettere ai bambini di crescere completamente al di fuori dell'utero è 'ignoranza tecnologica e un sogno ad occhi aperti ideologico.'"

Zhao Gaofeng ha anche corretto che gli uteri artificiali non sono destinati alla "produzione di massa di bambini, ma a consentire ai feti che non possono rimanere nell'utero di continuare a sopravvivere".

Il motivo per cui la comunità scientifica pone l'accento su questo tema è che il trattamento dei neonati prematuri incontra ancora molte difficoltà, sia in patria che all'estero. In medicina, i bambini con un'età gestazionale inferiore a 37 settimane sono considerati bambini prematuri, mentre i bambini con un'età gestazionale inferiore a 28 settimane sono considerati bambini ultra-prematuri. Ad oggi, il loro trattamento medico è ancora un problema riconosciuto; con l’aumento del numero di madri anziane in Cina negli ultimi anni, la riproduzione assistita e altre applicazioni tecnologiche, il tasso di nascite premature potrebbe aumentare.

Per le singole famiglie ciò significa anche un pesante onere finanziario. Secondo i dati dell’indagine della Beijing Chunmiao Charity Foundation, oltre l’85% delle famiglie con bambini prematuri hanno “spese sanitarie catastrofiche” e i costi per le cure superano il 40% della capacità finanziaria della famiglia.

Un medico che si occupa da decenni di lavoro sulla riproduzione ha spiegato a 36 Krypton che la respirazione e le infezioni sono i problemi principali. Prendiamo ad esempio la respirazione. Quando il feto è nell'utero, i polmoni del feto sono pieni di liquido amniotico e l'ossigeno necessario viene ottenuto dalla placenta attraverso il cordone ombelicale. Dopo che il cordone ombelicale si è accorciato, inizia a respirare su di esso Se si tratta di un neonato prematuro i cui organi corporei non sono completamente sviluppati, non può respirare da solo, anche se viene utilizzata l'assistenza del ventilatore, è ancora probabile che si verifichino problemi come l'infezione polmonare e la displasia broncopolmonare. Più piccolo è il bambino, più a lungo dovrà fare affidamento sull'ossigeno.

Ma se può continuare a svilupparsi in un utero artificiale, teoricamente “il suo sviluppo polmonare sarà migliore”.

Negli attuali esperimenti sulla tecnologia dell’utero artificiale, questo è diventato anche un punto discusso da ciascun team. Ad esempio, nel 2017, i risultati sperimentali annunciati dal team del Children's Hospital di Filadelfia negli Stati Uniti menzionavano che nell'ambiente uterino simulato dal biobag da loro progettato (compreso un sacchetto di plastica trasparente e una serie di dispositivi per la circolazione extracorporea), 8 animali erano equivalenti all'età gestazionale umana. I feti prematuri di pecora di età compresa tra 23 e 24 settimane "si sono sviluppati normalmente e hanno persino cresciuto la lana" durante le 4 settimane di sopravvivenza;

Il piano del team dell'Università del Michigan è quello di iniettare un liquido speciale nei polmoni degli animali da esperimento, quindi utilizzare il sistema per drenare il sangue del cuore attraverso la vena giugulare, ossigenarlo all'esterno del corpo e quindi reintrodurlo. I risultati della ricerca menzionavano anche che i feti di pecora sperimentali "sono sopravvissuti per 116 giorni e i loro polmoni, cervello e altri organi erano ben sviluppati".

"SeIl salvataggio tradizionale dei neonati prematuri consiste nel fornire al bambino un supporto vitale più avanzato. La tecnologia dell'utero artificiale può fornire un ambiente che simula il corpo della madre affinché lui/lei possa continuare a svilupparsi, migliorando le possibilità di sopravvivenza e di sviluppo sano dei neonati prematuri. . "Pensa il suddetto dottore.

Il team cinese definisce il primo caso al mondo: cosa significa "andare all'ECMO"?

Allo stato attuale, il team tecnologico in più rapida crescita a livello mondiale ha già intrapreso la strada della creazione di società e della raccolta di capitali di rischio nel settembre 2023, la FDA statunitense ha persino tenuto una riunione per discutere la questione della sperimentazione umana;

In confronto, perché il team del Primo Ospedale Affiliato dell’Università di Zhengzhou, che aveva appena completato un esperimento sugli animali, ha attirato così tanta attenzione?

Il concetto di "andare all'ECMO" è il punto forte dell'esperimento. In alcune dichiarazioni dei media, questa è anche chiamata "la prima storia di successo al mondo".

Negli ultimi decenni, risolvere il problema dell’ossigeno nel sangue è stato un nodo importante nel progresso fondamentale della tecnologia dell’utero artificiale, e la chiave sta nell’applicazione dell’ECMO. Poiché l’ECMO può fornire ossigeno al feto al di fuori del corpo della madre, questo metodo consente al sangue di “bypassare” il cuore e i polmoni, consentendo agli organi di riposare e guarire.

Sebbene alcuni scienziati stranieri ritengano che l'ECMO non sia adatto a neonati estremamente prematuri, la maggior parte delle idee di miglioramento si concentrano ancora sulle apparecchiature, infatti anche il team del Primo Ospedale Affiliato dell'Università di Zhengzhou utilizzava l'ECMO quando ha condotto i primi esperimenti; A quel tempo, paragonarono l’ECMO anche a “un ruolo vitale nel sistema uterino artificiale, che svolge il ruolo dei polmoni dei neonati prematuri”.

36Kr ha appreso che ciò è dovuto al fatto che l'uso dell'ECMO non comporta "nessun'altra circolazione sanguigna aggiuntiva" e può "far circolare" la circolazione sanguigna all'interno del feto stesso.

Nei risultati recentemente divulgati, anche se il team non ha spiegato il motivo per cui ha abbandonato questo percorso maturo, ha menzionato l'idea "de-ECMO" della sostituzione vivente, che consiste nel collegare l'arteria ombelicale e la vena ombelicale della pecora con il arterie e vene del collo della madre per stabilire un ciclo combinato simile all'ECMO." Secondo il team, la soluzione “de-ECMO” può aiutare a evitare rischi come coaguli di sangue e infezioni ed eliminare la necessità di pagare elevati costi di manutenzione delle apparecchiature.

Fu Shibo, un medico di un ospedale terziario di Shanghai ("Dr. Philip", il famoso autore di scienze mediche su Zhihu) ha detto a 36Kr, "Sebbene la dichiarazione "De-ECMO" non chiarisca il metodo di connessione specifico, dovrebbe anche "utilizzare un convertitore, come una struttura a membrana simile alla dialisi, per stabilire una certa connessione tra il flusso sanguigno della madre/padre e del feto ", evitando così che il sistema immunitario della madre/del padre riconosca il feto come corpo estraneo e lo attacchi, garantendo allo stesso tempo lo scambio transmembrana di gas, sostanze nutritive, scorie metaboliche, ecc. nel sangue。

In termini di effetti, i vantaggi e gli svantaggi di questa idea sperimentale sono relativamente evidenti.

Il primo è la riduzione dei costi. Zhao Gaofeng ha menzionato in un'intervista con Health Times che "il costo di avvio e il costo operativo giornaliero dell'ECMO sono rispettivamente di 60.000-70.000 yuan e 10.000-20.000 yuan". Per un gruppo di ricerca scientifica ancora agli inizi, l’onere dei costi è relativamente pesante.

"Il programma 'De-ECMO' aiuterà a ridurre la dipendenza dalle apparecchiature di fascia alta estere e dai relativi materiali di consumo a membrana, soprattutto quando non esistono sostituti nazionali per i relativi prodotti di consumo. Inoltre, sebbene non sia stato annunciato al pubblico, il uso del programma "De-ECMO" È probabile che qualche tipo di dispositivo con struttura a membrana sia un'attrezzatura sviluppata internamente con diritti di proprietà intellettuale indipendenti, il che significa che il costo complessivo dell'attrezzatura sarà inferiore," ritiene il dottor Fu Shibo.

Inoltre, dal punto di vista della progettazione della struttura sperimentale, l'ECMO nel piano del team d'oltremare è responsabile solo della funzione di ossigenazione e "anche altri nutrienti devono essere aggiunti al sangue fetale tramite iniezione. Il piano del team cinese risolve anche il problema". gas e nutrizione, più semplice.

Tuttavia il medico ha anche affermato che il dispositivo a struttura di membrana utilizzato nel programma "de-ECMO" blocca i gruppi sanguigni.AnticorpoIn termini di funzioni, non è ancora in grado di confrontarsi con la placenta naturale e può causare emolisi e altri problemi nei neonati, quindi ci saranno molti fattori limitanti. Ad esempio, il team stesso ha affermato che "il gruppo sanguigno del feto ha bisogno". essere coerente con quello del padre/madre."

"Nel complesso, penso che entrambi i tipi di soluzioni abbiano i loro vantaggi. Dal punto di vista dei medici, speriamo che la ricerca del Primo Ospedale Affiliato dell'Università di Zhengzhou possa essere pubblicata attraverso articoli in modo che tutti possano comprenderla prima e in modo più approfondito. dettaglio. Naturalmente speriamo anche che la soluzione cinese possa guidare la ricerca in questo campo”.

In attesa che un agnello "nasca vivo"

Attualmente, un punto di svolta nel continuo avanzamento della tecnologia dell’utero artificiale verso la realtà è che il tempo di sopravvivenza degli animali da esperimento continua ad essere prolungato.

Nel 2017, il tempo di sopravvivenza più lungo degli agnelli sperimentali del team dell'Ospedale pediatrico di Filadelfia ha raggiunto le 4 settimane; nel 2023, un altro dato rilasciato da scienziati giapponesi ha affermato che 6 squali lanterna sopravvissuti sono stati partoriti con successo utilizzando la tecnologia dell'utero artificiale 7 mesi.

In Cina, nel precedente programma ECMO utilizzato dal team del Primo Ospedale Affiliato dell'Università di Zhengzhou, il tempo di sopravvivenza dei feti di pecora sperimentali ha raggiunto i 7 giorni, in questo programma "ECMO-free", il tempo di sopravvivenza dei feti di pecora nell'ambiente artificiale; l'utero era di 90 minuti. “La squadra nazionale fornisce un percorso tecnico completamente nuovo che riduce la dipendenza dalle attrezzature.Tuttavia, il primo rapporto sull’utero artificiale risale al 2017. Gli studiosi nazionali hanno iniziato relativamente tardi e anche il tempo di osservazione sperimentale è stato breve. . Il dottor Fu Shibo ritiene che anche questo sia un aspetto deplorevole dell'esperimento condotto dal team del Primo Ospedale Affiliato dell'Università di Zhengzhou.

Tuttavia, la domanda a cui né i team nazionali né quelli esteri sono stati in grado di rispondere è: sebbene si affermi che i feti di pecora si sviluppano normalmente in grembi artificiali, la maggior parte di loro alla fine viene soppressa e non viene partorito alcun "agnello vivo e di successo". Anche vivere per un po’”.

"Questo in realtà mi confonde un po'", ha detto il medico: "Se, secondo i risultati sperimentali, i vari sistemi dei feti di pecora si sviluppano normalmente, perché non condurre osservazioni più lunghe, soprattutto dopo la "nascita"? Forse ci sono ancora alcuni difetti intrinseci che non possono essere risolti, come ad esempio come indurre il primo respiro spontaneo di un feto di pecora quando viene estratto dal liquido amniotico se si utilizza un metodo simile al taglio cesareo per stimolarlo dopo averlo prelevato; fuori, ha avuto successo? Niente di tutto questo è stato ancora annunciato. "

D’altro canto, tutti gli attuali progressi della ricerca restano allo stadio degli esperimenti sugli animali. Dal fronte clinico, i medici hanno affermato che la questione più preoccupante è ancora "la misura in cui può servire i neonati prematuri umani con bisogni rilevanti".

Nel settembre 2023, la FDA statunitense ha tenuto una riunione consultiva indipendente per discutere come valutare meglio la sicurezza e l’efficacia della tecnologia dell’utero artificiale, tenendo conto dei limiti dei dati sugli animali e delle difficoltà etiche delle sperimentazioni sull’uomo. Tuttavia, durante questa discussione non è stato annunciato alcun piano specifico di sperimentazione umana.

Secondo quanto riportato dai media stranieri,Il team dell'Ospedale pediatrico di Filadelfia ha già presentato alla FDA una richiesta di sperimentazione umana per le relative apparecchiature e il team dell'Università del Michigan ha anche affermato che spera di portare avanti gli studi clinici sull'uomo entro 3-4 anni;Ma hanno anche affermato che “ci sono lacune fondamentali nella comprensione da parte della comunità scientifica di come i feti umani crescono negli uteri artificiali, e ciò richiede una ricerca mirata prima di sperimentazioni formali”.

Anche l’etica è una questione a cui stanno pensando gli scienziati. Alcuni studiosi stranieri hanno affermato che gli interventi chirurgici di trapianto che coinvolgono neonati estremamente prematuri vengono spesso eseguiti nelle prime fasi della gravidanza. L'incisione uterina è relativamente più grande di quella della gravidanza a termine e ciò comporta rischi come la rottura dell'utero e l'impianto anormale della placenta consenso informato. Il problema. "Saremmo preoccupati che i genitori informati delle terribili condizioni del loro feto facciano tutto il possibile, anche se queste tecniche sono completamente non testate e rischiose."