Новости

Текст | Ху Сянюнь

Редактор｜Хай Жоцзин

Технология «искусственной матки» оказалась на переднем крае общественного мнения.

Недавно Первая дочерняя больница Университета Чжэнчжоу объявила о завершении «эксперимента с искусственной маткой ЭКМО (экстракорпоральная мембранная оксигенация) на животных. 4-месячный плод овцы был подключен к телу матери через «специальное устройство», и он успешно выжил». в течение 90 минут, полагаясь на то, что тело матери поддерживает жизненно важные функции.

Чжао Гаофэн, ответственный за эксперимент и директор отделения хирургии трансплантации легких Первой дочерней больницы Университета Чжэнчжоу, упомянул в интервью средствам массовой информации, что эта идея удаления ЭКМО является «первой в своем роде в моя страна» в технологии искусственной матки. это означает,Если группа крови одинакова, роль вынашивания плода могут играть как отец, так и мать.。

Идея «каждая может родить ребенка» внезапно открывает безграничный простор для воображения. В социальных сетях дискуссии о «детских фабриках на конвейерах» и «мужской беременности и родах» когда-то выходили за рамки самой технологии.

Действительно ли перспективы применения искусственных маток станут «дивным новым миром» в научно-фантастических романах?

Первоначальная цель: спасти глубоко недоношенных детей, а не забеременеть у мужчин.

В 1920-е годы британский биолог Холдейн впервые предложил концепцию «эктогенеза», что принесло человечеству первое всестороннее обсуждение искусственных маток. В его воображении XXI век больше не будет эпохой использования традиционных инстинктов для родов, а к 2074 году его сменит более «рациональный, просвещенный, полностью вне тела» процесс беременности, дети будут «зачаты естественным путем»; и родившихся" будет доля будет менее 30%."

Сегодня такие идеи в некоторых аспектах еще более радикальны. «Технологические фанаты», такие как Маск, публично заявили, что, поскольку население планеты сокращается, технологии искусственной матки следует инвестировать в «создание детей быстрее, проще и дешевле».

В отечественных социальных сетях после публикации исследования команды Первой дочерней больницы Университета Чжэнчжоу большинство тем было связано с «мужской фертильностью».

В США, Австралии, Японии, Израиле и других странах существуют научно-исследовательские группы, которые разрабатывают технологию искусственной матки.ноОт самых первых оксигенаторов крови с силиконовыми мембранами и инкубаторов с искусственными околоплодными водами до технологии ЭКМО, которая начала использоваться после 21 века, а теперь и программы «де-ЭКМО», запущенной китайской командой, по сути, научно-исследовательскими группами по всему миру. мир рассматривал его не как метод, подлежащий изучению как замену беременности и функции матки, а как метод, который может «обеспечить жизнеспособную альтернативу интенсивной терапии новорожденных».。

Схематическое изображение плода овцы в искусственной матке (Источник: EA Partridge et al./Nature Commun. (CC BY 4.0))

Руководитель исследовательской группы искусственной матки в Мичиганском университете даже публично заявил в своей статье, что «идея позволить младенцам расти полностью вне матки — это «технологическое невежество и идеологическая мечта».

Чжао Гаофэн также поправил, что искусственные матки предназначены не для «массового производства детей, а для того, чтобы позволить плодам, которые не могут оставаться в утробе матери, продолжать выживать».

Причина, по которой научное сообщество уделяет этому вопросу особое внимание, заключается в том, что лечение недоношенных детей по-прежнему сталкивается со многими трудностями как в стране, так и за рубежом. В медицине младенцев с гестационным возрастом менее 37 недель считают недоношенными, а детей с гестационным возрастом менее 28 недель — ультранедоношенными. Их лечение по-прежнему остается признанной проблемой. с увеличением числа пожилых матерей в Китае в последние годы, вспомогательных репродуктивных технологий и других технологий, уровень преждевременных родов может увеличиться.

Для отдельных семей это также означает тяжелое финансовое бремя. По данным опроса Пекинского благотворительного фонда Чуньмяо, более 85% семей с недоношенными детьми имеют «катастрофические расходы на здравоохранение», а расходы на лечение превышают 40% платежеспособности семьи.

Врач, десятилетиями занимавшийся репродуктивной работой, объяснил 36 Krypton, что основными проблемами являются дыхание и инфекция. Возьмем в качестве примера дыхание. Когда плод находится в утробе матери, легкие плода наполняются околоплодными водами, а необходимый кислород поступает из плаценты через пуповину. После укорачивания пуповины он начинает дышать ею. Если это недоношенный ребенок, органы тела которого не полностью развиты, он не может дышать самостоятельно. В стабильном состоянии, даже если используется аппарат искусственной вентиляции легких, все еще могут возникнуть такие проблемы, как инфекция легких и бронхолегочная дисплазия. Чем младше ребенок, тем дольше ему или ей придется полагаться на кислород.

Но если он сможет продолжать развиваться в искусственной матке, теоретически «развитие его легких будет лучше».

В текущих экспериментах по технологии искусственной матки этот вопрос также стал предметом обсуждения каждой команды. Например, в 2017 году в результатах эксперимента, объявленных командой Детской больницы Филадельфии в США, отмечалось, что в среде матки, моделируемой разработанным ими биомешком (включая прозрачный пластиковый пакет и набор устройств экстракорпорального кровообращения), 8 животных были эквивалентны гестационному возрасту человека. Недоношенные плоды овец в возрасте 23-24 недель «развивались нормально и даже росли шерстью» в течение 4 недель выживания;

План команды Мичиганского университета состоит в том, чтобы ввести специальную жидкость в легкие подопытных животных, затем с помощью системы откачать сердечную кровь через яремную вену, насытить ее кислородом вне тела, а затем влить обратно. В результатах исследования также упоминается, что подопытные эмбрионы овцы «выжили 116 дней, а их легкие, мозг и другие органы были хорошо развиты».

"ЕслиТрадиционное спасение недоношенных детей заключается в обеспечении ребенка более продвинутой системой жизнеобеспечения. Технология искусственной матки может создать среду, имитирующую тело матери, позволяющую ему/ей продолжать развиваться, улучшая возможность выживания и здорового развития недоношенных детей. . «Думает вышеупомянутый врач.

Китайская команда представляет первый в мире случай: что означает «перейти на ЭКМО»?

В настоящее время самая быстрорастущая в мире команда по разработке технологий искусственной матки уже вступила на путь создания компаний и привлечения венчурного капитала. В сентябре 2023 года FDA США даже провело встречу для обсуждения вопроса испытаний на людях;

Для сравнения, почему команда из Первой дочерней больницы Университета Чжэнчжоу, которая только что завершила эксперимент на животных, привлекла такое пристальное внимание?

Концепция «перехода на ЭКМО» является самым ярким моментом эксперимента. В некоторых заявлениях СМИ это также называют «первой в мире историей успеха».

За последние несколько десятилетий решение проблемы с кислородом в крови стало важным этапом в развитии технологии искусственной матки, и ключ к успеху лежит в применении ЭКМО. Поскольку ЭКМО может снабжать плод кислородом вне тела матери, этот метод позволяет крови «обходить» сердце и легкие, позволяя органам отдохнуть и восстановиться.

Хотя некоторые зарубежные ученые считают, что ЭКМО не подходит для глубоко недоношенных детей, большинство идей по улучшению по-прежнему сосредоточены на оборудовании. Фактически, даже команда из Первой дочерней больницы Университета Чжэнчжоу использовала ЭКМО, когда они впервые проводили эксперименты; Тогда они также сравнили ЭКМО с «жизненно важной ролью в системе искусственной матки, играющей роль легких недоношенных детей».

36Kr выяснили, что это связано с тем, что использование ЭКМО не предполагает «какого-либо другого дополнительного кровообращения» и может «циркулировать» кровообращение внутри самого плода.

В недавно обнародованных результатах, хотя команда и не объяснила, почему они отказались от этого зрелого пути, они упомянули идею «де-ЭКМО» живой замены, которая заключается в соединении пупочной артерии и пупочной вены овцы с артерии и вены на шее матери для установления комбинированного цикла, аналогичного ЭКМО». По мнению команды, решение «де-ЭКМО» может помочь избежать таких рисков, как образование тромбов и инфекций, а также устранить необходимость платить высокие затраты на обслуживание оборудования.

Фу Сибо, врач больницы третичного уровня в Шанхае («Доктор Филипп», научно-популярный автор статьи «Чжиху») рассказал 36Kr: «Хотя в заявлении «Де-ЭКМО» не уточняется конкретный метод подключения, в нем также следует «использовать преобразователь, например мембранную структуру, подобную диализной, для установления определенной связи между кровотоком матери/отца и плода». ", избегая тем самым иммунная система матери/отца распознает плод как инородное тело и атакует его, обеспечивая при этом трансмембранный обмен газов, питательных веществ, метаболических отходов и т.д. в крови。

С точки зрения эффекта преимущества и недостатки этой экспериментальной идеи относительно очевидны.

Во-первых, это снижение затрат. Чжао Гаофэн упомянул в интервью Health Times, что «начальные затраты и ежедневные эксплуатационные расходы ЭКМО составляют 60 000–70 000 юаней и 10 000–20 000 юаней соответственно». Для научно-исследовательской группы, которая все еще находится в зачаточном состоянии, бремя затрат является относительно тяжелым.

«Программа «Де-ЭКМО» поможет снизить зависимость от зарубежного высококачественного оборудования и поддерживающих его мембранных расходных материалов, особенно когда нет отечественных заменителей соответствующих расходных материалов. Кроме того, хотя об этом и не было объявлено общественности, использование программы «Де-ЭКМО». Какой-то тип устройства мембранной структуры, скорее всего, будет оборудованием собственной разработки с независимыми правами интеллектуальной собственности, а это значит, что общая стоимость оборудования будет ниже», — считает доктор Фу Шибо.

Кроме того, с точки зрения проектирования экспериментальной структуры, ЭКМО в плане зарубежной команды отвечает только за функцию оксигенации, и «другие питательные вещества должны быть добавлены в кровь плода посредством инъекции». газ и питание, проще.

Однако врач также упомянул, что аппарат мембранной структуры, используемый в программе «де-ЭКМО», блокирует группы крови.антителоПо функциям она пока не может сравниться с естественной плацентой и может вызвать гемолиз и другие проблемы у новорожденных. Поэтому ограничивающих факторов будет много. Например, сама команда упомянула, что «нужна группа крови плода». быть совместимым с отцом/матерью».

«В целом, я думаю, что оба типа решений имеют свои преимущества. С точки зрения врачей, мы надеемся, что исследования Первой дочерней больницы Университета Чжэнчжоу можно будет опубликовать в виде статей, чтобы каждый мог понять их раньше и лучше. Конечно, мы также надеемся, что китайское решение сможет возглавить исследования в этой области».

С нетерпением жду, когда ягненок «родится живым»

В настоящее время прорывным моментом в непрерывном продвижении технологии искусственной матки к реальности является то, что время выживания экспериментальных животных продолжает увеличиваться.

В 2017 году максимальное время выживания подопытных ягнят команды Детской больницы Филадельфии достигло 4 недель, в 2023 году другие данные, опубликованные японскими учеными, показали, что 6 выживших акул-фонарей были успешно доставлены с использованием технологии искусственной матки. 7 месяцев.

В Китае в предыдущей программе ЭКМО, использовавшейся командой Первой дочерней больницы Университета Чжэнчжоу, время выживания экспериментальных эмбрионов овец достигало 7 дней. В этой программе «без ЭКМО» время выживания эмбрионов овец в искусственных условиях; Матка была 90 минут. «Отечественная команда действительно предлагает совершенно новый технический путь, который снижает зависимость от оборудования.Однако самое раннее сообщение об искусственной матке было сделано в 2017 году. Отечественные ученые начали сравнительно поздно, и время экспериментального наблюдения также было коротким. . Доктор Фу Шибо считает, что это также досадный аспект эксперимента, проведенного командой Первой дочерней больницы Университета Чжэнчжоу.

Однако вопрос, на который ни отечественные, ни зарубежные команды не смогли ответить: хотя утверждается, что эмбрионы овец нормально развиваются в искусственных матках, большинство из них в конце концов подвергается эвтаназии, и «успешных живых ягнят» не появляется на свет. Даже пожить какое-то время».

«На самом деле это меня немного смущает», - сказал врач: «Если по результатам экспериментов различные системы плода овцы развиваются нормально, то почему бы не провести более длительные наблюдения, особенно после «рождения»? Возможно, еще существуют некоторые врожденные дефекты, которые невозможно решить, например, как вызвать первое самостоятельное дыхание у плода овцы, когда его извлекают из околоплодных вод, если для его стимуляции после взятия используют метод, аналогичный кесареву сечению; вон, получилось ли? Ничего из этого пока не объявлено. "

С другой стороны, весь нынешний научный прогресс остается на стадии экспериментов на животных. Врачи с передовой клинической практики отметили, что наиболее тревожным вопросом по-прежнему является «степень, в которой он может служить недоношенным детям с соответствующими потребностями».

В сентябре 2023 года FDA США провело независимое консультативное совещание, чтобы обсудить, как лучше оценить безопасность и эффективность технологии искусственной матки, например, ограничения данных на животных и этические трудности испытаний на людях. Однако в ходе этого обсуждения не было объявлено о каком-либо конкретном плане испытаний на людях.

По сообщениям зарубежных СМИ,Команда Детской больницы Филадельфии уже подала в FDA заявку на испытание соответствующего оборудования на людях, а команда Мичиганского университета также упомянула, что надеется провести клинические испытания на людях в течение 3-4 лет;Но они также отметили, что «существуют фундаментальные пробелы в понимании научного сообщества того, как человеческие плоды растут в искусственной матке, и это требует целенаправленных исследований перед официальными испытаниями».

Этика также является вопросом, над которым думают ученые. Некоторые зарубежные ученые отметили, что операции по трансплантации крайне недоношенных детей часто проводятся на ранних стадиях беременности. Разрез матки относительно больше, чем при доношенной беременности, и существуют такие риски, как разрыв матки и аномальная имплантация плаценты. Информированное согласие. Проблема. «Мы были бы обеспокоены тем, что родители, проинформированные о тяжелом состоянии своего плода, сделают все возможное, даже если эти методы совершенно непроверены и рискованны».