今年7月，郑州大学第一附属医院完成了第四次“去ECMO化人造子宫动物实验”，4月龄的胎羊在脱离母体且无需ECMO的人造子宫中，存活时间长达90分钟！该实验在世界范围内尚属首例。

“人造子宫”的话题再次成为热议焦点。

该实验项目负责人称，“去ECMO化人造子宫属于我国首创，这意味着可以利用另一生命体代替ECMO向胎羊供氧。如果另一个生命体与胎羊血型相同，那么无论是父亲还是母亲都可以充当养育胎儿的角色。”

△ “人造子宫”中的胎羊 

“人造子宫”的初衷主要是解决超早产儿（EPls）生存及宫外手术等医学难题，尽管目前的研究仍然停留在动物实验层面，其伦理讨论仍在进行当中。但是通过“特殊装置”实现体外孕育生命的构想，“男性育儿”、机器“孕育生命”，这些科幻电影里的场景，有望逐渐成为现实。借助类器官等再生医学前沿技术走出生育困境，或将成为新选择。

“人造子宫”

似呼之欲出

100多年前，生理学家霍尔丹（J.B.S. Haldane）在1923年首次提出了“人造子宫”的概念。他预言，在21世纪，人类将进入一个“外生妊娠”的新时代，其中70%的婴儿将通过“体外发育”（Ectogenesis）的方式出生。

“人造子宫”这一概念赤裸裸地挑战了传统的生育观，不仅在当时是相当前卫，还为未来的生殖科技指明了新的方向。

△ J.B.S.霍尔丹（1892年11月5日-1964年12月1日），出生于英国牛津，印度生理学家，生物化学家，群体遗传学家

一个世纪后，来自也门的分子生物学家兼电影制片人 Hashem Al-Ghaili 发布了一个极具科幻色彩的8分钟视频，直接把“人造子宫工厂”的概念用科幻片的形式呈现在世人面前。

他把这个“子宫工厂”称作“Ectolife”，希望可以借此帮助女性避免分娩之痛，解决生孩子的各种问题。

△“Ectolife”用8分钟的概念短片给人们呈现了它的强大功能：75 个最先进的实验室，每个有多达 400 个人造子宫，每年可以孵化 30,000 名婴儿

人造子宫技术的核心目标为拯救极端早产儿（EPls），提供一种替代方案，以支持那些无法在母亲子宫内继续发育的胎儿。目前，美国、日本、以色列等国家的研究团队也在积极探索人造子宫技术的实际应用。

2017年，“人造子宫”的先驱——费城儿童医院（CHOP）将充满科幻感的创想，进一步推向现实世界。他们发表了一项研究结果，宣布完成了对在生理上相当于妊娠 23/24 周的人类胎儿的胎羊的情况监测。[1]

胎羊的产前肺部发育与人类非常相似，是此类活体试验的优选动物。胎羊从母体子宫转移到模拟产前充满液体环境的“人造子宫”系统——EXTEND 内，成功发育了28天。

同样使用胎羊为实验对象的，还有郑州大学第一附属医院的科研团队。只是他们更聚焦现实，意欲满足目前生殖医学需要，解决临床上如何在胎儿时期进行治疗的真实问题。

该团队将胎羊从母体子宫取出，放置到人工羊水中，分离出脐带动、静脉，与母体建立并体循环，靠母体维持胎羊的生命体征，而不使用ECMO（体外膜肺氧合）。

一个小时后，胎羊生命体征一切正常，他们将脐带彻底离断，将胎羊放置于盛满人工羊水的恒温箱内。

△ 世界首例“去ECMO化人造子宫”动物实验中的胎羊。实验摒弃了传统使用的ECMO系统，通过胎羊与母羊直接进行血液循环的闭环空间，展示了“去ECMO化”的人造子宫技术，为极早产儿的救治提供了新的治疗手段

最终，胎羊成功存活时长达90分钟。世界首例“去ECMO人造子宫”动物实验正式宣告成功！

该动物实验的成功为未来可能的临床试验奠定了基础，一时间引来国内外关注的目光。人们不禁畅想：“人造子宫”似已呼之欲出，机器“孕育”生命的时代要来了吗？

人体试验

  箭在弦上？

随着动物实验不断成功，人体试验的讨论日渐激烈。

2023年9月，美国食品药品监督管理局（FDA）召集儿科咨询委员会（PAC）召开独立顾问会议，讨论是否应该批准全球首个“人造子宫技术”（Artificial Womb Technology，AWT）的人体临床试验。

△ FDA召集儿科咨询委员会公开的简报文件，讨论了是否批准“人造子宫技术”的人体临床试验等主要问题

FDA 儿科咨询委员会公开了一份简报文件[2]，指出了想要进行人体试验必须解决的 4 大问题：

然而，这次讨论时至今日也未有结果。

尽管我们尚不可确定打开“人造子宫”这个“潘多拉魔盒”后会对人类生殖健康问题、社会伦理问题带来何种影响，但不可否认的是，再生医学领域冉冉升起的新星——类器官技术正在以惊人的发展速度，颠覆着人们对生殖医学的想象。

类器官技术

推开未来之门

随着全球人口老龄化和少子化趋势的加剧，人造子宫技术可能为解决生育问题提供新的途径，帮助那些因生理或其他原因无法自然生育的人实现生育愿望。

如果说“人造子宫”或者影片中“子宫工厂”解决的是极早产儿的生存问题，以及对于人们无性生殖、“男性育儿”、“机器怀孕”的想象，那么再生医学类器官技术，则从人类诞生的源头——精子和卵子上提供了解决生殖、生育难题的新工具。

睾丸发育和功能异常会导致各种疾病，常见的如性发育障碍（DSD）和男性不育症。迄今为止，尚无合适的体外系统来模拟胚胎或成年阶段的睾丸。

借由类器官这一先进的再生医学前沿科技，让体外“复制”器官成为可能。2024年，以色列科学家利用小鼠睾丸细胞，在实验室培育出世界首例“睾丸类器官”（Testis Organoids），填补了学术界研究模型缺失的空白。[3]

△ 该研究论文的图形摘要

研究人员使用transwell插入物从新生小鼠中提取了未成熟的睾丸细胞用于类器官培养，这个睾丸类器官形成了与体内天然睾丸高度相似的肾小管样结构和细胞组织。

这表明睾丸类器官的成功构建，这些管状结构与天然睾丸中存在的多条生精小管（seminiferous tubule）相似，这些小管是精子发生的场所。

人工睾丸是一种很有前景的睾丸发育和功能基础研究模型，它可以转化为性发育障碍和不孕症的治疗应用。这个睾丸类器官可成为先进的研究睾丸发育和功能基础研究的系统模型，模拟与睾丸相关的病理机制，或将为影响全球1/12男性的不育症提供解决方案。

卵巢对于女性的重要意义不亚于子宫，学术界对于卵巢的相关研究，一直苦于缺乏基础研究模型而举步维艰。

2023年，由美国哈佛大学的科学家联合杜克大学，创造出第一个全人源卵巢类器官，成功复制了人类卵巢器官的许多关键功能，可以支持卵细胞成熟、发育卵泡并分泌性激素。[4]

△ 人卵巢类器官中发育6天（左）和26天（右）的卵泡样结构

相比用小鼠体细胞制成的类卵巢需要一个月的时间，人原始生殖细胞样细胞（hPGCLC）共培养的颗粒细胞仅用5天！这无疑将大大加快女性健康和生殖问题相关研究。

不止如此，面对人类生殖细胞的寿命不足以进一步发育成卵细胞的问题，卵巢类器官也能得到很好解决。

类卵巢细胞在大约16天后就开始形成由颗粒样细胞组成的空卵泡样结构——尽管事实上没有卵细胞存在，到第70天，类卵巢内形成了许多不同大小的卵泡，其中一些已经发展出具有成熟卵泡特征的多层（multiple layers），以支撑卵子。

△ 经过70天的发育，人卵巢类器官初步形成了卵泡结构

首个人类卵巢类器官的诞生标志着人类在女性生殖健康研究领域迈出了重要一步，为开发治疗不孕症、卵巢癌等疾病带来新疗法。

除此之外，类器官技术在生殖系统领域的应用，如首次利用胎儿羊水细胞衍生出不同组织类型的类器官；又如利用细胞外基质，设计出子宫内膜上皮类器官，可以模拟人类月经周期等。这些创新探索为研究生殖生物学和开发新的生育治疗方法提供了创新工具。

利用患者来源的细胞培养的类器官，减少了对动物实验的依赖，更符合伦理要求，还可以建立特定疾病的模型，有望为提高生育健康、减少遗传疾病、治疗不孕不育症提供新的策略和方法。

人造子宫技术和类器官技术在生殖医学领域的应用前景广阔，随着技术的不断发展和应用的深入，未来可能会有更多的突破性成果出现，为患者带来更有效的治疗方案。同时，由于技术引发的社会和伦理问题，需要相关伦理、法律等方面的综合考量。