一只无毛羊羔侧卧在一个大透明袋中，袋中充满了液体。这只羊羔的眼睛闭着，鼻子正在呼吸，四肢不时抽动着，好像正在做梦之中，此时的它只经过了妊娠期的四分之三。
这只羊羔是美国费城儿童医院（CHOP）研究人员在2017年进行的人造子宫实验中的八只羊羔之一。2017年4月25日，该团队在 Nature Communications 期刊发表了这项研究，同时公布了上述实验视频，该视频得到了广泛传播，激发了人们的想象力——人类完全在实验室中受孕和出生，这种过去只存在于科幻作品中的想象，正在成为现实。
而现在，该研究团队正在寻求监管部门的批准，对他们一直在动物中测试的设备进行首次人类临床试验，该设备名为——新生儿宫外发育环境（EXTEND）。研究团队强调，该技术的目的不是支持从受孕到出生的整个过程，而是用来模拟人类子宫的一些能力，从而增加超早产儿的存活率，改善其结果。对人类而言，妊娠期通常在37-40周时间，不足28周出生的婴儿属于超早产儿。
费城儿童医院（CHOP）团队对这项技术充满信心，这项研究的领导者 Alan Flake 医生表示，如果该技术像动物实验中那样成功，那么我们就可以让大多数预测有超早产风险的婴儿提前进入该设备，而不是过早地使用呼吸机。
2019年，Alan Flake 等人创立一家名为Vitara Biomedical的公司，目前该公司已经获得了1亿美元融资，用于开发EXTEND设备。
2023年9月19-20日，美国FDA召开了独立顾问会议，讨论监管和伦理考虑以及该技术的人体试验可能是什么样子。此次的讨论由世界各地正在开发类似设备的少数其他团队以及探索健康公平、生殖权利等影响的生物伦理学家仔细审查。
世界卫生组织（WHO）将早产定义为妊娠37周前出生。早产可以自发发生，也可以因为某些情况，例如感染、激素失衡、高血压或糖尿病，从而使子宫环境不再适合胎儿生存。这构成了一个巨大的全球健康问题，早产是五岁以下儿童死亡和残疾的最大原因。
2020年，全球约有1340万例早产，而在2019年，早产相关的并发症导致了约90万人死亡。死亡率与婴儿出生时的胎龄密切相关。22周被认为是胎儿能存活的极限——很少有22周及之前出生的婴儿能存活。到28周时出生的大多数婴儿可以存活，但通常需要大量的生命支持。人造子宫技术旨在改善22周至28周之间出生的超早产儿的结局，这些早产儿的存活率目前有所提高，但他们仍面临频繁的长期健康问题。
一项针对250万人的大规模研究显示，78%的28周内出生超早产儿在成年后会患有哮喘、高血压、癫痫等疾病，而对于足月出生的婴儿，这个比例仅为37%。超早产儿的死亡或残疾也更常见，这也是为什么产科医生要尽可能防止早产，胎儿在母亲子宫中安全地呆更长时间，将来长期生存和健康的概率就越高。
在人类子宫中，胎儿通过胎盘获得氧气、营养、抗体和激素信号，并排出废物。而人造子宫技术最专注于提供氧气和清除二氧化碳，取代通常用于新生儿的机械通气机，这些通气机可能会损害脆弱的发育中的肺。
人造子宫能够帮助超早产儿度过原本应在母亲子宫中度过的剩余时间，防止他们提前出生后在子宫外环境中最容易出现损伤的肺部和大脑，让他们的器官更充分地发育，从而获得更高的健康存活概率。
该团队开发的EXTEND设备是通过将超早产儿放入生物袋中工作，该生物袋充满了模拟羊水的富含电解质的液体。医生将婴儿脐带内的血管与体外供氧系统连接起来，婴儿的心脏仍然会像在自然子宫里一样泵血。由于婴儿脐带内血管很小，因此整个过程需要熟练的手术技巧，而且要在几分钟内快速完成。
Alan Flake 团队一直在羊羔身上测试这个人造子宫系统，羊羔经常被用于胎儿研究，这是因为它们在发育上与人类相似。绵羊的妊娠期在5个月左右，该研究使用的羊羔相当于23周的人类胎儿。
在2017年发表的这项研究中，研究团队使用人造子宫让8只羊羔存活了4周时间，在此期间，这些羊羔在人造子宫中长出了毛发，肺部和大脑也开始发育成熟。4周后，研究团队对这些羊羔实施了安乐死，以进一步研究该人造子宫系统是如何影响器官发育的。
自2017年以来，该团队就一直在与FDA就开始临床试验进行沟通。除了 Alan Flake 团队外，还有来自西班牙、日本、澳大利亚、新加坡和荷兰的研究团队也在开发人工子宫技术。例如，密歇根大学安娜堡分校的 George Mychaliska 领导的研究团队则开发了一个名为人造胎盘的设备。
不同设备的对比
George Mychaliska 团队开发的人造胎盘设备不需要将液体包围胎儿，而是通过气管内管填充他们的肺部，它用一个泵从颈静脉抽出血液，在体外充氧，然后通过脐静脉输送回来。而 Alan Flake 团队将其设备连接在脐动脉和静脉上。
这两种方法各有利弊，人造子宫设备需要胎儿通过剖腹产，因为自然分娩过程中脐带动脉会迅速关闭，导致无法连接设备。而人造胎盘设备可以用于自然分娩的胎儿，但这种使用外部泵进行血液循环的方式可能具有使心脏紧张或引起脑出血的风险。根据目前已发表的数据，George Mychaliska 团队使用人造胎盘让羊羔维持了大约两周时间，而 Alan Flake 团队使用人造子宫维持了四周时间。
尽管人们对人造子宫技术越来越兴奋，但关于需要哪些数据才能获准进行人体试验其实仍然很难说清楚。毕竟，从羊羔到人类之间存在一个巨大差异。
与超早产儿处于同一发育阶段的羊羔比人类胎儿要大2-3倍，这意味着研究人员还需要进一步缩小本就已经很小的人造子宫设备，已适应人类早产儿的大小。猪胎儿与人类胎儿的大小更相似，但它们比羊羔更难处理。非人类灵长类动物是临床前试验的黄金标准动物模型，它们的生理与人类相似，但它们的胎儿比人类的胎儿还要小，而且进行这类实验的伦理问题很复杂。
安全问题并不是人造子宫面临的唯一问题，人造子宫的发展代表了一个“巨大的转型飞跃”，它将会解决许多问题。但也会带来一系列新问题。2017年这项研究发表后，引起了人们的广泛关注，人们开始担心人造子宫有朝一日会取代怀孕。此外，还有研究人员认为，人造子宫是一项昂贵的技术，把大量金钱和技术投入到那些原本存活率很低的胎儿身上，而不是寻求改善妊娠支持或早产儿重症监护的方法，是否值得？
参考资料：
https://www.nature.com/articles/ncomms15112
https://obgyn.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/pd.5821
https://www.nature.com/articles/d41586-023-02901-1
