「塑料子宮」延續早產兒生命

看起來這只是一個大號塑料袋，表面還有些皺巴。塑料袋上插了幾根膠管，裡邊是透明的液體，以及一隻還沒長出毛髮、通體粉紅的小羊羔。

可這不是普通的塑料袋，這套裝置在儘可能模仿子宮的結構，凝聚了人類新生兒研究最前沿的成果。裡面那隻小羊羔是從母羊子宮內取出的胎羊，這些小羊羔一共有8隻，都在羊媽媽體內長到100～115天，從肺部發育的角度對比，相當於22～24周的人類胎兒。

美國費城兒童醫院的研究團隊將這個裝置稱為「生物袋」。艾米麗·帕特里奇醫生說：「我們這個裝置，就是在體外再造一個子宮。」

未來，這個「人造子宮」將用來庇護那些過早來到世間的新生命。

按照世界衛生組織的定義，出生時間小於28周的新生兒被稱為「極端早產兒」。

在美國，極端早產是新生兒死亡的首要原因。每3個早早辭世的新生兒里，就有1個是極端早產兒。這些著急的小生命，還沒在媽媽的子宮裡待滿26周，就匆匆降生，然後匆匆告別。即使僥倖存活，他們也很容易出現慢性肺疾病、腦性癱瘓、視覺或聽覺障礙等後遺症，影響終生。

在母體子宮和外部世界之間，「生物袋」有望成為極端早產兒的堡壘，為這些脆弱的新生命提供庇護。目前，這項裝置已經在胎羊身上取得成功。經過4周的養育，8隻小羊羔在「生物袋」里睜開了眼睛，粉紅的表皮上也長出淺淺一層白色絨毛，神經系統與身體器官逐漸成熟，時不時還扭扭身子。

「這些新生兒迫切需要一個臨時的庇護所」

「我想，大多數醫生都不會忘記第一次走進新生兒重症監護病房（NICU）的場景。」帕特里奇醫生回憶，「那麼輕的一個小孩子……只要看到他，你立馬就能意識到，他這時候還不應該來到這個世界，他還沒有準備好。」

一個24周左右的早產兒是什麼樣子？費城兒童醫院的另一位研究者解釋道，找一瓶500毫升的礦泉水，拿到手裡掂量掂量，一個極端早產兒就這麼重。

成年人手掌大小、全身發紫、無法自主呼吸與進食……這些都是極端早產兒的典型特徵。這些孩子本該繼續待在母親的子宮，通過血液從胎盤處獲得氧氣和營養，代謝廢物。子宮內的羊水對胎兒起到保護作用，使其能夠在穩定的壓力和溫度下成長。

「在母體子宮與外部世界之間，這些新生兒迫切需要一個臨時的庇護所。」研究團隊的帶頭人、費城兒童醫院外科醫生弗雷克說，「如果我們可以為他們找到一個模擬子宮的環境，只需要幾周的時間，就能大幅改善極端早產兒的處境。」

從數據上看，在醫療設施完備的情況下，23周是早產兒生死的分割線。

在23周以前出生的胎兒，存活率幾乎為零。從23周開始，胎兒在子宮中每多待一周，存活率就會上一個台階：第23周是15％，第24周就上升到55％，到第25周，胎兒存活率已經可以達到80％。

如果能夠在子宮環境中待到第28周，胎兒就算是闖過了最危險的關口。

經過28天超過670個小時的實驗，8隻胎羊全部發育正常。作為對比，此前同類型設備的動物實驗最高紀錄僅僅是60小時，實驗動物還承受了腦損傷。這次的8隻小羊羔全都安然無恙，目前看來，與正常子宮孵化的沒有什麼兩樣。最容易出現早產併發症的肺和大腦都沒有出現狀況。

「在體外再造一個子宮」

「我們這個系統就是在體外再造一個子宮。」帕特里奇醫生說。

「我們不要把這些孩子當成新生兒對待。」研究團隊帶頭人、費城兒童醫院外科醫生弗雷克總結，「我們還是把它們當作尚未出生的胎兒。」因此，工作的目標不是讓新生兒適應這個世界，而是為胎兒提供一個類似母體的環境。

胎兒的生存呼吸都在液體環境中進行，帕特里奇醫生將子宮外的世界稱為「旱地」。對「糧草裝備」尚不齊全的極端早產兒來說，貿然「登岸」往往凶多吉少。一般人安之若素的環境，對新生兒來說則彷彿在槍林彈雨中穿行，稍不留神就有性命危險。

這個臨時堡壘的主體是一個塑料袋，裡面灌滿了研究者配製的電解質溶液，用來替代羊水。這些人工羊水從一端流入，另一端流出，清除代謝廢物，為胎兒提供接近無菌、溫度穩定的成長環境。「生物袋」的另一個組成部分則是血液循環系統，替代臍帶與胎盤，通過血液為胎兒排除二氧化碳和代謝廢物，提供氧氣與營養。

「對於早產兒的救治如同闖關。」北京和睦家醫院兒科主任楊明曾對媒體說，「闖過了一關，或許還有驚險的下一關。」 呼吸衰竭、顱內出血、血糖不穩定、高膽紅素血症、嚴重感染、持續肺動脈高壓、餵養不耐受等，都是極端早產兒可能要經歷的關口。

呼吸就是所有早產兒首先面臨的關口。「早產兒第一個問題就是肺發育不好。」安貞醫院婦產科副主任醫師楊冬介紹，「所以他出來面臨的第一個問題就是呼吸窘迫。」

楊明接觸的一個極端早產兒就沒有自主呼吸能力，從助產士手中接過來，孩子「口唇都是青紫的」，只能自己「頑強地倒氣」。

寶寶在母親肚子里是不呼吸的，胎兒吸入氧氣，排出二氧化碳，都是通過血液循環，藉由臍帶和胎盤進行傳輸。在子宮內，胎兒的肺泡都是閉合狀態，浸潤在羊水中。

足月（37周後生產）順產的孩子在第34周左右，呼吸中樞基本發育成熟，會分泌一種肺表面活性物質，分娩時產道擠壓，肺泡中的水分被充分排出，肺泡就會在活性物質的刺激下迅速膨脹，空氣順利進入新生兒的雙肺。胎兒發出的第一聲響亮的嚎哭，就是階段性勝利的信號。

極端早產兒的呼吸中樞沒有發育成熟，肺表面活性物質也沒有完全到位，往往需要藉助呼吸機輔助呼吸。這是一個兩難的選擇，呼吸機將氧氣壓入肺中，維持呼吸的同時，也會對早產兒的肺部造成損傷。長時間、高濃度的氧氣甚至會造成眼部血管畸形發育，導致新生兒視網膜脫落。

為了解決這種問題，「生物袋」採用的是一種「無泵」設計。胎兒在袋中通過血液排出二氧化碳，獲得氧氣。血液流動需要動力，「生物袋」的循環系統採用一種新型氧合器，將內部阻力降到極低，這樣，即使僅僅藉助新生兒微弱的心臟搏動，也能讓血液保持循環。

極端早產兒會在人工羊水中發育成熟

「我們希望能夠提供給極端早產兒一套不同的醫療模式。」弗雷克醫生說，「我們正在和美國食品藥品監督管理局（FDA）聯繫，我認為3年內會開始人類的臨床試驗。」

如果臨床試驗順利的話，弗雷克醫生預言，未來，極端早產兒都會在人工羊水中發育成熟，而不是躺在保溫箱里。

不少人想起了科幻小說里的情節，有了人工子宮，女性是不是可以省去懷胎的辛苦。弗雷克醫生的回答很認真：我們志不在此。他特彆強調，「生物袋」不適用於23周以前的胎兒，現有條件無法滿足胎兒早期發育所需的更加精細的條件。

今年2月底，一個出生時僅有600多克的極端早產兒在北京和睦家醫院順利出院。當時，這個名叫Alex的小男孩已經在醫院待了200多天，體重也從最初的600克變為5公斤。

和睦家醫院兒科主任楊明還記得最開始見到Alex的樣子，這個24周出生的極端早產兒「幾乎是半透明的」，腹壁血管、臟器位置、腸蠕動的形狀都清晰可見。因為剛出生時身體太小，Alex的尿不濕用的是一塊最小尺碼的無菌方紗巾，測量排尿量時，需要積攢幾塊才能稱重。

在中國，Alex這樣的孩子也被稱為「有生機兒」。

安貞醫院婦產科副主任醫師楊冬介紹，「有生機兒」死亡率、發病率都比較高，面對這種情況，很多家庭會選擇將孩子流掉。「如果將來發育不好，這樣的小孩對家庭來說是一個沉重的負擔。」要養育「有生機兒」，經濟承受能力是每個家庭都需要考慮的事情。

2015年，福建女子林海燕生下了一對雙胞胎女兒「希希」和「涵涵」。結婚4年，她和丈夫張輝終於通過試管嬰兒的方法懷上了孩子。

但是，因為雙胞胎出生時僅有26周，需要送到新生兒科，藉助保溫箱和呼吸機，才有可能健康長大。「兩個我們都想救，但是我們的經濟能力，讓我們只能選擇救一個。」無奈之下，林海燕和丈夫將體重更重一些的「希希」送進了保溫箱，將「涵涵」留在自己的病房，孩子沒法進食，就用滴管，每隔半小時往嘴裡滴幾滴奶。

出生46小時後，涵涵離開了這個世界。

「早產兒家長都要面臨這樣的兩難處境，究竟是窮盡各種手段保住孩子的性命，還是竭盡所能減少他的痛苦？」一位重症監護室隨訪計劃負責人說，「有一件事，每一位極端早產兒家長可能都默默想過： 如果早知道結果依然會這麼糟糕，我一開始就不會讓孩子經歷這麼多。 」

在費城兒童醫院工作了21年，弗雷克醫生說，自己看到新生命誕生的記錄都十分詳實，但對於極端早產兒來說，記錄的最後幾頁大都在重複遺憾的故事。他希望「生物袋」能夠給這些急切的新生命多提供一種選擇。

中國生物技術網誠邀生物領域科學家在我們的平台上，發表和介紹國內外原創的科研成果。

本公眾號由中國科學院微生物研究所信息中心承辦

微信公眾號：中國生物技術網

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！