有了它，以後生孩子就沒我們啥事兒了？

上周，有個酷到飛起的研究成功引起了整個世界的注意：

什麼玩意？羊肉清湯鍋嗎，這鍋底咋還帶動彈的？

這是最近發表在《Nature Communications》雜誌上《體外子宮對早產羊羔生理髮育的支持作用》的現場實驗截圖！

8隻孕期只有100天的未成熟羊胎從母羊腹中被剖腹取出，塞進這個充滿液體的神奇「塑封袋」里。四周以後，神奇的事情發生了，除了肥了好幾圈外，羊寶寶們的肺和大腦竟都正常發育著！它們學會了睜眼、踢腿和吞咽，身上長出了羊毛。更妙的是，當它們從袋中「出生」放入保溫箱監護時，其中的1隻小羊羔還自然地開始自主呼吸了！

這個驚艷世界的人造子宮，科學家們把它稱作「Biobag」——生物袋。

GA-111:孕期107天時入袋的小羊寶寶，已在「Biobag」里住了4天的樣子；

GA-135:已在「Biobag」里住了28天的同一隻小羊寶寶，肥到袋子都快裝不下啦。

喏，也就是這個研究！

這個Biobag是怎麼造出來的？

想知道是什麼魔力讓胚胎能在體外照樣正常發育，首先要了解一個合格胎盤的必備基本三要素：

防禦屏障+持續血供（營養代謝物質交換）+適宜生長環境

所謂防禦屏障，就是胎盤需要提供一個足夠安全的環境給胚胎生長，並一定程度地避免外界細菌、病原體及母體藥物對胎兒的損傷。

血供則是延續胎兒生命的最關鍵部分。我們不但要靠它產生足夠壓力促發胎兒心跳及血液循環，還要靠它來運輸營養及代謝物質供胎兒正常生長發育。這一點大家都很熟悉啦。臍帶是母體與胎兒營養及物質交換的樞紐，氧氣、二氧化碳及其他胎兒所需的營養物質都會伴隨著母體的血液一同匯入臍靜脈，而胎兒的代謝廢物也會隨著兩條臍動脈回輸進媽媽體內。

第三個要素，說白了就是羊水。羊水是胎兒賴以生存的內環境，來源於母親血清的透析物質。它的作用也可以說一串，不僅能緩衝外部衝擊力，還能穩定子宮溫度，防止胎兒體溫浮動過大。此外，健康的羊水還含有一定量的抑菌物質，能減少病原體對胎兒的侵害，避免感染的發生。在母體中，胎兒的肺臟里並沒有氣體而是充滿了羊水，這也有利於肺部的擴張。

一旦明確了這3個要素，科學家們便照著這個思路開始模擬人造胎盤。雖然最後研發出來的裝置看起來和人類子宮完全是兩碼事，甚至有些「簡陋」，它卻涵蓋了一個胎兒生長發育所需的一切要素：

一個有保護作用的透明塑料袋

一套負責血液循環和氧氣交換的儀器（血液中還注入了含有胰島素的營養液）

一整袋和羊水成分類似的電解質溶液

具體一點來講，整套設備是這樣的：

然而，在試驗階段，科學家們漸漸發現，雖然理論上整個系統是行得通的，但想要重建母嬰之間複雜的循環系統可比想像中複雜的多。不僅要成功交換母嬰間的氧氣和二氧化碳，血液還要有一定壓力才能順利流動。那要怎麼推動血液呢？如果使用機械泵泵血，則常會因為壓力過大而損傷胎兒心臟，這也是試驗在早期屢次失敗的重要原因。

為了解決這個問題，科學家們研發了一種「無泵驅動循環系統」，他們將羊胎兒的臍帶連接在裝有這種系統的新型氧合器上。這一回，促使血液流動的是一種低阻力、低張力的肝素化「血管膜」。換上它以後，血液就能有序流暢地在羊胎兒體內循環流動，足以維持心臟跳動，而無需任何泵的幫助。

接著，又來了個新難題。要知道，胎兒在母體中除了有胎盤的屏障保護作用外，羊水也有一定的抗菌效能，避免發生感染。即使是早產兒，在出生後都會進入保溫箱或新生兒重症監護室（NICU）的無菌環境中監護。即便是這樣，由於早產兒器官發育不成熟、免疫系統不健全，感染的幾率仍然很高。那麼，「Biobag」應該如何避免這種感染高風險呢？

和人類胎盤一樣，Biobag里也有人工羊水，它們持續地流入、流出，將羊胎兒的代謝廢物及時濾過，根本不給病原體任何停留的機會。這不僅會大大降低了感染風險，「人工羊水」還擴充了胎兒肺臟，以便羊胎出生後肺能夠正常擴張。

至此，科學家們突破重重難題，終於了研發出了Biobag的「最終版」，下面重點來了！

小羊在裡頭發育得怎麼樣？

兩個字，肥美！

小羊寶寶們在「Biobag」中陸續生活了4周後，試驗也進入了尾聲。科學家們將當初挑選的這8隻孕期在105-120天的小羊胎兒（相當於人類胎兒孕期22-24周）從「人造子宮」中取出，並放入NICU中繼續監護。他們發現，經過Biobag孕育了4周的小羊羔，健康狀況同正常受孕後剖腹產出的對照小羊相當，它們的肺臟和大腦（也就是早產兒體內最敏感脆弱的器官）並沒受到損傷，和在母體中發育的小羊一樣健康！

口說無憑，直接上圖。先來瞧瞧體重，其實從照片的對比來看就已經一目了然。

當然，如果你懷疑上圖有「虛胖」嫌疑，科學家還對小羊們的體重進行了記錄，下圖是一隻實驗小羊的體重隨時間的增長曲線。

剛剛提到，當撤下所有小羊的機械通氣機後，8隻中的一隻仍可以自主呼吸，這也意味著它的肺臟已經發育接近成熟！

肺可是胎兒器官成熟與否，即出生後有沒有可能存活的一個重要判定標誌（人類胎兒肺臟在35周尚發育成熟，不成熟的肺臟在出生後將無法擴張），由此，科學家們也對小羊的肺功能進行了非常嚴密的觀察，並記錄下了形態學改變、組織學改變、表面活性蛋白B的測定及出生後的肺功能測定結果。

試驗中所挑選的小羊，在進入Biobag時的孕期都在106-113天之間（相當於人類孕期23-24周），這時它們的肺臟正處於終末細支氣管發育的中後階段。試驗結束後，科學家們在對小羊肺臟的病理學解剖中發現，小羊的肺臟已從肺段支氣管順利演化至終末細支氣管，就和相同孕期的正常小羊一樣。從功能角度，在撤離呼吸機後，小羊的通氣進行得很順利，幾乎能和一個孕期141天的成熟剖腹產小羊相媲美。

f.孕期113天的正常對照小羊肺臟鏡下所見

g.孕期139天的正常對照小羊肺臟鏡下所見

h.孕期132天的3號實驗小羊肺臟

i.孕期144天的5號實驗小羊肺臟

乍看真的沒啥差別嘛！

在實驗小羊的肺部切片中還觀察到了肺臟發育成熟標誌——分泌表面活性物質B的肺泡Ⅱ型上皮細胞，密度還挺高（黑色箭頭所指）。

接著來看大腦！科學家們測量了腦回的厚度以及小羊的雙頂徑（胎兒頭部左右兩側之間最寬部位的長度），發現實驗小羊的大腦發育和正常對照小羊也幾乎同步。此外，在全腦切片中，並沒有找到腦出血、腦缺血或結構異常的徵兆。

小羊小腦部HE染色鏡下觀察，腦皮質及實質清晰可見。

在被徹頭徹尾的檢查過一番後，除了必須由母體供給養分的肝腎功能有損傷以外，小羊羔的其他臟器功能指標通通狀態穩定。

既然能養羊，啥時候能育人？

說了這麼多，這個實驗對我們到底有啥好處？是不是有了人造子宮，我們廣大婦女的子宮就能從此歇著了？

哈哈，先搞清楚，Biobag可不是專門代孕用的，而是用於拯救早產兒！

早產是目前胎兒死亡的最主要原因。在美國，有10%的嬰兒都是經早產出生的，也就是說，這些孩子在孕期37周前就出生了，還有6%（約3萬）的新生兒被確診為過早產兒，也就是在28周之前就出生了。弱小的它們在出生時，往往許多器官都尚未發育成熟，無法抵禦外界的病原體，甚至根本無法呼吸。

這個出生後去世的寶寶只有19周……

目前，想要拯救它們的生命，就必須讓它們在母體外接受集中的醫療支持（比如放入NICU監護），它們需要接受機械通氣、激素給葯，並持續輸入提供營養和電解質的液體。即使熬過了最危險的時期（只有20-50%），它們仍可能在之後的人生中遭遇一系列的健康隱患。

這也就是Biobag誕生的重大意義。雖然，目前仍有諸多問題未得到解決，「人造子宮"卻預示著未來這些早產的小可憐們即使提早離開母體、來到世界，仍能有個安全、舒適的小窩繼續供養著它們的成長。雖然目前這一實驗僅在羊羔身上獲得成功，相信它為人類造福的日子也不會太遠……

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