人造子宫的进程与未来(1)
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今年4月25日，美国费城儿童医院的阿兰·弗雷克研究团队表示，他们打造的人造子宫首次通过动物试验，让早产的小羊撑过危险期顺利存活，生理机能也和一般小羊相差无几。
人造子宫初见雏形
弗雷克团队研发的人造子宫确切地说是一种生物袋，看起来像一个大塑胶袋，是用特殊材质制成。研发这种人造子宫的目的是为了挽救早产儿的生命，但是先在动物——早产羊羔身上进行试验。
这个生物袋模拟的是孕育小羊的母羊子宫，其中充满了羊水，即含有盐和其他电解质的温水，另外在生物袋外部配置了一个机器胎盘，有管子与小羊的脐带连通。每天向人造子宫注入定量羊水，以确保生活在其中的早产羊羔如同悬浮在母体的子宫环境内。
早产羊羔靠人造子宫外的配件——机器胎盘来获得养料。一方面，含有养料和氧气的新鲜血液源源不断输送到羊羔体内，羊羔的心脏也将含有二氧化碳和其他代谢物质的陈旧血液挤压到机器胎盘中，后者将血液更新之后再回输到羊羔体内。
研究人员对8头早产羊羔进行试验，其中5头相当于人类23周早产儿(人类的早产儿是指在母亲子宫内孕育20周但未满37周的胎儿)，另外3头孕期略长一些。当它们在母羊的子宫中长到105～120天的时候，被从母体剖腹取出，立即放进人造子宫中，在人造子宫中养育4周左右。
在人造子宫孕育期间，这些早产羊羔全部正常发育，血压和其他健康指标稳定，也没有并发症。而且，在这4周内，可以直观地看到，小羊羔逐渐从红通通的模样长成白色的毛茸茸的小羊。4周后，这些小羊出生，除了几只小羊出现轻微的肺部炎症外，其他小羊非常健康。在安乐死解剖小羊的脑和肺部时发现，它们与足月出生的小羊没什么不同。另一部分生下的小羊生长超过一年，经过各项指标检测，结果也与正常生殖的小羊没有什么差异。
这项试验的结果令人鼓舞，研究团队表示，已经与美国食品药品监督管理局(FDA)商谈，希望能在3～5年内展开人体试验。
不过，即便这项技术可以应用于人类，也只是用于挽救人类的早产儿。世界卫生组织统计，全球的早产儿占所有新生儿的约1/10，每年有约110万早产儿由于发育不充分而无法存活下来。研究表明，不到23周的早产儿生存的可能性几乎为零，对于23周的早产儿来说，存活率也只有23%，24周的存活率则有55%。
因此，这种人造子宫能挽救那些23周前出生的早产儿，让他们顺利度过发育不成熟的艰难时期，虽然不能保证百分之百地让早产儿活下来，但可以提高早产儿的存活率。
成熟的人造子宫
弗雷克等人研发的人造子宫雏形让人们有了更多的联想和展望，即用人造子宫来代替女性生儿育女。用人造子宫来代替人类生育(体外生育)最早是在1924年由进化生物学家、遗传学家哈登提出的。有人预测，如果这一想法能实现，到2050年后，将会有一半以上的婴儿由人造子宫孕育出来。
让人们看到人造子宫最大希望的是美国康奈尔大学的华裔教授刘鸿清，他于2001年培育出了子宫内膜组织，并制成一个人造子宫。2003年，刘鸿清等人用老鼠进行体外孕育试验，把老鼠胚胎放入人造子宫孕育，可惜老鼠没足月就因为畸形而中断试验。后来，由于法律不允许人造子宫用于人体试验，该项试验不得不终止。
从人造子宫的试验进程可以看到，人造子宫有两大难题，一是技术，二是伦理。首先从技术来看，人造子宫尚不成熟。弗雷克等人研发的人造子宫只是一个孵化器，是在孕育的最后阶段扮演一下子宫的功能，以救活早产儿。但是，成熟的人造子宫必须与生物的自然子宫相同或类似，并且满足孕育胎儿的所有条件。
除了需要羊水外，人造子宫还需要两个条件，一是具有子宫内膜，二是在受精卵着床于子宫内膜后，能形成胎盘，以满足母胎之间的营养和氧气供给和交换。而且，即便是人造子宫的羊水，也必须与自然子宫的羊水有完全相同要素，如包含多种可以促进胎儿生长的营养物质和生长因子，除了水和电解质外，还要有蛋白质、碳水化合物、脂肪、抗生素以及尿素。此外，人造羊水也应当为胎儿提供保护和减震作用。
子宮内膜和胎盘
子宫内膜如同丰富的土壤，有了它，受精卵才能在其中发育成熟。子宫内膜其实就是哺乳动物子宫内壁的一层组织，分为致密层、海绵层和基底层。
子宫内膜表面2/3为致密层和海绵层，统称功能层。子宫内膜覆盖着黏膜，由黏膜上皮细胞组成，受雌激素影响。雌激素在生殖周期分泌时，子宫内膜各上皮细胞会长大、分裂，数目大量增加，等待受精卵的植入和着床。如果没有受精卵植入，则发生蜕化而脱落，成为月经。子宫内膜的基底层为靠近子宫肌层的1/3内膜，不受卵巢性激素影响，不发生周期性的变化。
所以，人造子宫需要拥有或模拟子宫内膜的生物学性质，至少要具有黏膜上皮细胞，并且受性激素和孕激素的影响而有周期性变化。现在的研究也发现，子宫、卵巢、输卵管以及睾丸和前列腺等器官都有程序化细胞死亡(PCD，又称凋亡)。显微光镜和电镜的观察发现，人的子宫内膜也有凋亡小体存在。
琼脂糖凝胶电泳和DNA染色体技术检测发现，人的子宫内膜在增生早期(6～10天)、分泌晚期(25～28天，是子宫内膜在孕激素作用下开始发生分泌变化，以有利于孕卵的着床)和月经期(1～5天)都可看到具有程序化细胞死亡特征的DNA断裂现象；而在增生晚期(11～14天)、分泌早期(15～20天)和分泌中期(21～24天)则看不到断裂DNA发生。这表明，程序化细胞死亡的周期性对子宫孕育胎儿过程有重要调节作用。人造子宫如果要担负起孕育胎儿的重任，也需要有这样的生物特性。
子宫能成为胎儿的沃土还需要很多子宫内膜细胞因子，如表皮生长因子及其受体、血小板生长因子、胰岛素样生长因子、血管活性物质和血管生成因子等。表皮生长因子(EGF)主要分布于子宫腔上皮和腺上皮以及间质细胞中，呈周期性变化。EGF既能刺激子宫内膜腺上皮和间质的增生，并在孕激素的协同作用下使间质发生分化，又作用于细胞表面受体，迅速刺激络氨酸磷酸化，促进子宫内膜前列腺素E2(PGE2)的释放，后者是一种重要的细胞生长和调节因子。 (李双文)