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华裔科学家领头尝试用人造子宫孕育生命(图)

时间:2005-10-26 10:13来源:《科技新时代》杂志 作者:bioguider 点击: 399次
科技时代_华裔科学家领头尝试用人造子宫孕育生命(图)
资料图片:人造子宫原理示意图,图片来自《环球时报》。
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  我们能在母体外孕育生命吗

  一些无所畏惧的科学家正在研究用一种全新的方式孕育生命—在人造子宫中。

  胎儿生长在一个充满了泡泡的世界里:一开始,它自己就是个泡泡—受精卵;然后,它开始飘浮在另一个泡泡里面—潮湿、柔软、封闭的羊膜囊;如果一切顺利的话,最终它 会开始释放出一个液体泡泡,然后就一个又一个接连不断地释放—细胞分裂,与此同时这个胎儿在子宫中蜷缩着,漂浮着,吞咽着。两年前,正是这些泡泡让刘鸿清第一次确信:孩子是能够在母体的子宫外生长的。

  旅美华裔学者刘鸿清是设在纽约曼哈顿的美国康奈尔大学生殖医学和不育症研究中心下属的生殖与内分泌实验室的负责人,几乎是在不经意间,她成了美国人造子宫研究的领头人。从2001年起,她的实验室开始以取自人体子宫内膜的细胞为基础培养单片人体组织。最初的细胞是由不育症患者捐赠的,而培养这种人工组织的目的是用来帮助进行临床试管授精的研究—子宫内膜细胞是培育胚胎的理想平台,使用它培养出来的组织与母体本身的几乎没什么区别。

  不过,最初在塑料培养皿中培养出的组织只是薄薄的一层细胞,差不多只有蜘蛛网那么薄。“我们原本希望胚胎能够在这种组织上着床,”刘鸿清说,“这样我们就能了解更多有关胚胎着床的机理。但是很遗憾,试验没能成功。”不断生长的胚胎会冲破人造组织,接触到下面的培养皿,然后就像树木的根被石头阻断了一样死去。

  因此刘鸿清试着将几层组织逐层叠加在一起,直到成为一个立体模型,也就是一个独立的、不依靠任何支撑的子宫。终于,胚胎能够附着在这种人造组织上了。胚胎穿透人造子宫的内膜,放射生长出血管;然后它们开始从中吸取养分,并且排出代谢废物;继而分裂、分化,茁壮成长。

  在这之后就出现了前面提到的泡泡。前年,在一个没有引起多少人注意的试验中—也许是因为刘鸿清担心试验结果可能招来政客、激进分子和焦急的不育夫妇的过分关注,而没有公开发表自己的研究成果—一个老鼠胚胎几乎在人造子宫中完成了整个发育过程:它会动,会呼吸,会放出泡泡。“而且不只有一个泡泡,”刘鸿清说,“我们看到了很多泡泡。”

  在那一刻,她可能也清楚地窥见了人类生殖的未来和即将发生的变化。得益于她和其他人的研究,人造老鼠子宫可能将在10年内成为现实—这将是通向真正的人造子宫的一块重要跳板;继而,这些“婴儿孵化器”可能将取代天然子宫,授精将成为一种临床操作,而分娩也不再有痛苦;怀孕将不再只是女人的专利,从精子和卵子融合的那一刻起,胎儿的生存就有了保障……

  但事情的发展并没有这么顺利,没有多久,刘鸿清的啮齿动物胎儿就死去了。它还没有成形,扭曲的身体看上去更像是个海马而不是老鼠,无疑是个畸形的产物。在她植入的第二个胚胎身上也发生了同样的悲剧,第三个也是一样。“创造一个新生命比我们想象的要复杂得多。”刘鸿清说,“而且我们知道,用这种方法还要难上加难。”

  现年63岁的刘鸿清个子不高,身体显得很富态,光滑的皮肤上几乎看不见什么皱纹,当她在自己实验室的走廊中忙前跑后的时候,会让人很自然地联想到卡通片中茶壶的形象。无论从任何角度看,她都是一位慈祥的母亲,而且有两个已经成年的儿子。在21年前,当时还是助理教授的刘鸿清曾参与了培养美国第一个试管婴儿的工作。而现在,她和伙伴们已经取得了足以为之自豪的成功率—在过去的几年中,前来求助的不育夫妇有40%最终得以成功受孕;去年,这个中心的第1万个试管婴儿顺利降生。

  人造子宫是试管授精研究带来的一个副产品,研究它的目的同样是为了帮助那些不育夫妇。“我见到过那么多渴望拥有自己孩子的母亲,”她说,其中有的妇女就是因为胚胎无法在自己的子宫中着床和生长而无法生育,而她们都可能从刘鸿清正在进行的研究中受益。

  刘鸿清的人造子宫的结构简单得令人吃惊。在研究了合成人造皮肤的方法之后,她综合所有的技术创造出了人造子宫。她和同事们先筑造出一个支架—也就是用可以生物分解的胶原质和软骨素制成的子宫形状的培养床,然后在上面“播种”子宫内膜细胞。过了一段时间之后,用作支架的物质分解掉,就剩下了覆盖在上面的子宫内膜组织。人造子宫的形状就像是它所模仿的哺乳动物子宫的一部分—人造人类子宫是碗形的,而人造老鼠子宫则仿照老鼠的管状子宫做成了面包圈的形状。

  一开始,刘鸿清使用一些来就诊的女性病人捐赠的子宫内膜细胞来培养人造子宫组织。之后,她又在上面放上了另一些病人捐赠的、试管授精剩下的人类胚胎。这些受精卵成功着床并开始生长,但在它们生长10天之后,刘鸿清在它们还不具备成活力的时候就中止了试验,因为根据目前美国法律的相关规定,在实验室中培育人类胚胎的时限是两个星期。“因此我们不得不转向了动物试验。”刘鸿清有些无奈地说道。2002年,她和同事们开始制造老鼠子宫并在里面培育老鼠的胚胎。

  大体上看,妊娠怀孕的过程其实非常简单。精子与卵子会合,然后胚胎着床。在胚胎与子宫之间,形成胎盘和羊膜囊,生长的胚胎被包围在液体之中。激素、养分、血液和氧穿过胎盘在母子之间传递,胚胎的代谢废物也通过这种途径排出去。在子宫里能感受到母体的心跳、消化等运动,子宫就像是一个设施完备的高级水族箱。

  当然,这并不是水族箱,实际情况其实是极其复杂的。只要遗漏掉即使是极其微小的一个环节,影响了一个基因的表达,或者多一点、少一点激素,最终都会导致胎儿的死亡、畸形,或者更糟—两者同时发生。

  人造子宫是几代人的梦想。在男女平等的呼声中、在关于堕胎的争论中和渴望怀孕的高龄妇女的期待中都能看到类似的设想。赫胥黎在1932年出版的小说《美丽新世界》中,就曾经描述过婴儿在试管中生长的情景。1970年,女权主义者舒拉米斯·费尔斯通在其著作《性别辩证法》(The Dialectic of Sex: The Case for Feminist Revolution)中说,应该通过研制人造子宫将妇女从“在性和生育活动中备受专制的角色”中解放出来。而最近的一部小说《我不知道她怎么做到的》(I Don’t Know How She Does It)中的女主人公、一位不堪重负的上班妈妈也认为:不靠女人生孩子的技术至少能将她从怀孕带来的单调乏味的生活和对工作的不利影响中解脱出来。而科学的发展也一直在追逐着这样的幻想—1963年,研究人员将流产的胎儿放进氧气舱中,并在里面加入了水一样的液体,但这项研究并未获得成功。

(责任编辑:泉水)
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