人造子宮的進程與未來

李雙文

今年4月25日，美國費城兒童醫院的阿蘭·弗雷克研究團隊表示，他們打造的人造子宮首次通過動物試驗，讓早產的小羊撐過危險期順利存活，生理機能也和一般小羊相差無幾。

人造子宮初見雛形

弗雷克團隊研發的人造子宮確切地說是一種生物袋，看起來像一個大塑膠袋，是用特殊材質制成。研發這種人造子宮的目的是為了挽救早產兒的生命，但是先在動物——早產羊羔身上進行試驗。

這個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的溫水，另外在生物袋外部配置了一個機器胎盤，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羊羔如同懸浮在母體的子宮環境內。

早產羊羔靠人造子宮外的配件——機器胎盤來獲得養料。一方面，含有養料和氧氣的新鮮血液源源不斷輸送到羊羔體內，羊羔的心臟也將含有二氧化碳和其他代謝物質的陳舊血液擠壓到機器胎盤中，后者將血液更新之后再回輸到羊羔體內。

研究人員對8頭早產羊羔進行試驗，其中5頭相當于人類23周早產兒（人類的早產兒是指在母親子宮內孕育20周但未滿37周的胎兒），另外3頭孕期略長一些。當它們在母羊的子宮中長到105～120天的時候，被從母體剖腹取出，立即放進人造子宮中，在人造子宮中養育4周左右。

在人造子宮孕育期間，這些早產羊羔全部正常發育，血壓和其他健康指標穩定，也沒有并發癥。而且，在這4周內，可以直觀地看到，小羊羔逐漸從紅通通的模樣長成白色的毛茸茸的小羊。4周后，這些小羊出生，除了幾只小羊出現輕微的肺部炎癥外，其他小羊非常健康。在安樂死解剖小羊的腦和肺部時發現，它們與足月出生的小羊沒什么不同。另一部分生下的小羊生長超過一年，經過各項指標檢測，結果也與正常生殖的小羊沒有什么差異。

這項試驗的結果令人鼓舞，研究團隊表示，已經與美國食品藥品監督管理局（FDA）商談，希望能在3～5年內展開人體試驗。

不過，即便這項技術可以應用于人類，也只是用于挽救人類的早產兒。世界衛生組織統計，全球的早產兒占所有新生兒的約1/10，每年有約110萬早產兒由于發育不充分而無法存活下來。研究表明，不到23周的早產兒生存的可能性幾乎為零，對于23周的早產兒來說，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周前出生的早產兒，讓他們順利度過發育不成熟的艱難時期，雖然不能保證百分之百地讓早產兒活下來，但可以提高早產兒的存活率。

成熟的人造子宮

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

讓人們看到人造子宮最大希望的是美國康奈爾大學的華裔教授劉鴻清，他于2001年培育出了子宮內膜組織，并制成一個人造子宮。2003年，劉鴻清等人用老鼠進行體外孕育試驗，把老鼠胚胎放入人造子宮孕育，可惜老鼠沒足月就因為畸形而中斷試驗。后來，由于法律不允許人造子宮用于人體試驗，該項試驗不得不終止。

從人造子宮的試驗進程可以看到，人造子宮有兩大難題，一是技術，二是倫理。首先從技術來看，人造子宮尚不成熟。弗雷克等人研發的人造子宮只是一個孵化器，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條件，一是具有子宮內膜，二是在受精卵著床于子宮內膜后，能形成胎盤，以滿足母胎之間的營養和氧氣供給和交換。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胎兒生長的營養物質和生長因子，除了水和電解質外，還要有蛋白質、碳水化合物、脂肪、抗生素以及尿素。此外，人造羊水也應當為胎兒提供保護和減震作用。

子宮內膜和胎盤

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

子宮內膜表面2/3為致密層和海綿層，統稱功能層。子宮內膜覆蓋著黏膜，由黏膜上皮細胞組成，受雌激素影響。雌激素在生殖周期分泌時，子宮內膜各上皮細胞會長大、分裂，數目大量增加，等待受精卵的植入和著床。如果沒有受精卵植入，則發生蛻化而脫落，成為月經。子宮內膜的基底層為靠近子宮肌層的1/3內膜，不受卵巢性激素影響，不發生周期性的變化。

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

瓊脂糖凝膠電泳和DNA染色體技術檢測發現，人的子宮內膜在增生早期（6～10天）、分泌晚期（25～28天，是子宮內膜在孕激素作用下開始發生分泌變化，以有利于孕卵的著床）和月經期（1～5天）都可看到具有程序化細胞死亡特征的DNA斷裂現象；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發生。這表明，程序化細胞死亡的周期性對子宮孕育胎兒過程有重要調節作用。人造子宮如果要擔負起孕育胎兒的重任，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膜細胞因子，如表皮生長因子及其受體、血小板生長因子、胰島素樣生長因子、血管活性物質和血管生成因子等。表皮生長因子（EGF）主要分布于子宮腔上皮和腺上皮以及間質細胞中，呈周期性變化。EGF既能刺激子宮內膜腺上皮和間質的增生，并在孕激素的協同作用下使間質發生分化，又作用于細胞表面受體，迅速刺激絡氨酸磷酸化，促進子宮內膜前列腺素E2（PGE2）的釋放，后者是一種重要的細胞生長和調節因子。

血小板生長因子主要來源于子宮內膜間質細胞。它可刺激間質細胞本身或其臨近上皮細胞的增生，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胞因子。因此，人造子宮必須具有這些協助子宮產生孕育功能的多種細胞因子。

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

侵襲功能和內分泌功能是滋養層細胞的兩大主要功能，在這兩大功能的協同下形成胎盤，從而為胚胎發育、妊娠順利完成提供保障。在子宮中孕育的胎兒通過胎盤、臍帶與母體進行物質交換，獲得營養物質和氧氣。胎盤靠近胎兒的一面附有臍帶，臍帶與胎兒相連，胎盤靠近母體的一面與母體的子宮內膜相連。胎盤內有許多絨毛，絨毛內有毛細血管，這些毛細血管與臍帶內的血管相通，胎兒自己制造血液，血液通過臍帶中的血管流到胎盤。絨毛與絨毛之間則充滿了母體的血液，胎兒和母體通過胎盤上的絨毛進行物質交換，胎兒的廢物則通過滋養層進入母親的血液，最后被排出母體。

人造子宮無論是通過模擬的體外胎盤還是體內胎盤，都必須產生和運行與自然產生的人體胎盤相似的功能，如胎盤負責調控傳遞到胎兒體內的營養物質，包括氨基酸、脂肪酸和葡萄糖等，還負責將胎兒發育過程中母體的免疫球蛋白G抗體輸送到胎兒體內，以保護免疫系統尚未發育完備的新生命。此外，胎盤還能分泌激素，以控制胎兒生長。胎盤也為胎兒提供促進大腦發育的血清素等。

三種倫理爭論

現在看來，人造子宮在技術上尚不能達到自然子宮的要求，但是，在將來肯定會有突破并達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”嚇怕了的準媽媽們，無不希望由人造子宮來代替人類生育，因此，技術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產生極大爭議，而且有三個層次或三種角度的倫理爭議。

第一個倫理爭論與傳統相關。1978年7月25日世界上第一個試管嬰兒路易絲·布朗降臨人世，宗教界持激烈反對態度，最大的理由是，布朗的誕生沒有經過人的自然生殖過程，是反自然的，因此是不合倫理的。而且，不合倫理還表現在導致和催生了買賣生殖細胞精子、卵子和胚胎，造成了對窮人的剝削和掠奪。隨著大量試管嬰兒的出生和羅伯特·愛德華茲因創造世界上第一個試管嬰兒而獲得2010年諾貝爾生理學或醫學獎后，這種所謂的傳統倫理障礙已經不存在了。但是，這種傳統的倫理基礎是建立在治療疾病的底線上。由此也產生了第二種倫理爭論。

當人工生殖技術的爭論到達白熱化時，科學哲學給出的解讀是，人工生殖技術不是對自然生殖的革命，而是治愈疾病的手段。這種解釋毫無疑問是符合現實的。因為現在的人工生殖技術，無論是第一代還是第五代人工生殖技術，都是因為一些人有生育疾病而不能自然生育，才接受治療，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，成為對人類自然生殖的革命。沒有生育疾病并且完全可以自然生育的人可以因種種原因尋求人造子宮生育，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任而讓人造子宮代替生育？

人造子宮的第三個倫理爭論是，這是否會造成女性權利的進一步弱化，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，反而是女權主義者持激烈反對態度。美國激進的女權主義者安德里亞·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，這話有點絕對，即便有完善的人造子宮，在生育問題上，也還是女人離不開男人，男人離不開女人，除非人類演化到單性生育。不過，有了人造子宮，女性的作用當然會大大減弱，這是女性和全社會不得不思考的問題。

所以，人造子宮是否能代替人類生育，并非是一個時間和技術問題，而需要更為完善的法律和倫理規則來支撐。

【責任編輯】趙新宇