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(來源:麻省理工科技評論)
“把這臺(tái)機(jī)器想象成一個(gè)人體。”哈維爾·岡薩雷斯(Javier González)說。
我面前的東西是一個(gè)帶輪子的金屬箱。它大約一米高,讓我想起餐廳廚房里的不銹鋼操作臺(tái)。箱體上覆滿了充當(dāng)靜脈和動(dòng)脈的柔性塑料管,它們連接著一系列透明容器,它們是這臺(tái)機(jī)器的“器官”。
讓這臺(tái)機(jī)器格外特殊的,是放在它表面的那個(gè)乳白色容器。十個(gè)月前,岡薩雷斯和卡洛斯·西蒙基金會(huì)(Carlos Simon Foundation)的同事們一起開發(fā)了這臺(tái)設(shè)備,他小心地將一個(gè)剛剛捐獻(xiàn)的人類子宮放入了容器中。團(tuán)隊(duì)將子宮連接到設(shè)備的管路上,泵入經(jīng)過改良的人類血液。
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(來源:麻省理工科技評論)
團(tuán)隊(duì)希望能讓捐獻(xiàn)的人類子宮存活足夠長的時(shí)間,以觀察一個(gè)完整的月經(jīng)周期。他們期望這能幫助研究子宮疾病,并進(jìn)一步了解妊娠初期胚胎是如何植入子宮內(nèi)膜的。他們還希望,這臺(tái)設(shè)備的未來迭代版本或許有朝一日能支持人類胎兒的完整孕育過程。
這臺(tái)機(jī)器的正式名稱是 PUPER,代表“灌注保存子宮”(preservation of the uterus in perfusion)。但岡薩雷斯的同事哈維爾·圣塔瑪利亞(Xavier Santamaria)說,團(tuán)隊(duì)給它起了一個(gè)昵稱:“我們叫它‘母親’。”
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機(jī)器中的器官
本月早些時(shí)候,我訪問位于西班牙瓦倫西亞的卡洛斯·西蒙基金會(huì)時(shí),岡薩雷斯和基金會(huì)醫(yī)學(xué)副總裁圣塔瑪利亞向我演示了這臺(tái)設(shè)備的工作原理。
兩人都對著床過程很感興趣,也就是胚胎附著到子宮內(nèi)膜上的那一刻——本質(zhì)上,這是妊娠最初始的時(shí)刻。
基金會(huì)的創(chuàng)始人兼總監(jiān)卡洛斯·西蒙(Carlos Simon)認(rèn)為,著床是試管嬰兒(IVF)技術(shù)的一個(gè)關(guān)鍵瓶頸:多年來科學(xué)家在這項(xiàng)技術(shù)上做了很多改進(jìn),但胚胎未能成功著床仍然是大量 IVF 周期失敗的根本原因。能夠在一個(gè)真實(shí)的、有活性的器官上仔細(xì)研究這一過程,可能讓團(tuán)隊(duì)更好地理解如何減少這些失敗。
團(tuán)隊(duì)從器官移植領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)展中獲得了啟發(fā)。近年來,世界各地的研究人員開發(fā)了多種設(shè)備,能夠?yàn)槠鞴佥斔蜖I養(yǎng)物質(zhì)并過濾廢物,使器官在從捐獻(xiàn)者體內(nèi)取出后存活更長時(shí)間。
這類設(shè)備的核心目標(biāo)是爭取時(shí)間。人體器官離開身體后可能只能存活幾個(gè)小時(shí),因此移植手術(shù)往往需要為受體做緊急準(zhǔn)備,有時(shí)甚至在半夜進(jìn)行。如果能多爭取一些時(shí)間,醫(yī)生就可以找到更合適的供受體匹配,也有可能對捐獻(xiàn)器官的質(zhì)量進(jìn)行檢測。
這種方法叫做常溫灌注或機(jī)械灌注,目前已經(jīng)在部分肝臟、腎臟和心臟移植中臨床使用。
卡洛斯·西蒙基金會(huì)的團(tuán)隊(duì)為子宮建造了一臺(tái)類似的機(jī)器。一側(cè)掛著血袋,血液通過塑料管被輸送到一個(gè)充當(dāng)心臟的泵。泵將血液推過一個(gè)氧合器,像人體中的肺一樣添加氧氣并排出二氧化碳。
血液被加溫后經(jīng)過傳感器,監(jiān)測葡萄糖和氧氣水平以及其他指標(biāo),再通過一個(gè)“腎臟”去除廢物。最終血液到達(dá)子宮,子宮通過專用的塑料“動(dòng)脈”和“靜脈”與系統(tǒng)相連。器官本身像在人體內(nèi)一樣傾斜放置,并保持在濕潤的環(huán)境中。
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“母親”的第一個(gè)子宮
大約四年前,團(tuán)隊(duì)開始用羊的子宮測試設(shè)備的早期原型。這意味著他們需要把機(jī)器運(yùn)到大約 200 英里外薩拉戈薩的一個(gè)動(dòng)物研究中心。在初步研究中,獸醫(yī)外科醫(yī)生摘取了六只羊的子宮并連接到機(jī)器上,他們用同一只動(dòng)物的血液讓每個(gè)子宮存活了一天。
羊?qū)嶒?yàn)結(jié)束后,研究人員把機(jī)器運(yùn)回瓦倫西亞,將其改造成了現(xiàn)在的版本“母親”。他們開始與當(dāng)?shù)匾患疫M(jìn)行子宮切除手術(shù)的醫(yī)院合作。去年 5 月,他們獲得了第一個(gè)人類子宮。
團(tuán)隊(duì)必須快速行動(dòng)。“從子宮取出到放入機(jī)器,最多不能超過兩個(gè)小時(shí)。”圣塔瑪利亞說。他和同事們還需要將子宮的血管精細(xì)地連接到管路上,確保沒有堵塞(凝血是器官灌注中的一大挑戰(zhàn))。子宮連接的是從血庫獲取的人類血液。
看起來成功了——至少暫時(shí)是。“我們讓它存活了一天,”圣塔瑪利亞說。
“作為概念驗(yàn)證,這令人印象深刻,”塔夫茨大學(xué)專注于器官移植和灌注的生物倫理學(xué)家凱倫·拉丁(Keren Ladin)說,“目前還處于非常早期的階段。”
這聽起來可能不算什么,但對于一個(gè)離開人體的器官來說,24 小時(shí)是很長的時(shí)間。奧地利因斯布魯克醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)與轉(zhuǎn)化移植外科教授杰拉爾德·布蘭達(dá)赫爾(Gerald Brandacher)表示,能將捐獻(xiàn)的子宮維持這么久,可以拓展子宮移植的選擇。子宮移植是一種比較新的手術(shù),面向一些希望懷孕但沒有功能性子宮的人。
“這比我們現(xiàn)在擁有的要好,因?yàn)槟壳爸挥袔讉€(gè)小時(shí)的窗口,”他說。到目前為止,大多數(shù)子宮移植都是使用活體捐獻(xiàn)者器官的計(jì)劃性手術(shù)。他認(rèn)為,這樣的技術(shù)可以讓更多來自已故捐獻(xiàn)者的器官得到利用。
圣塔瑪利亞說,這方面的工作“不在西班牙團(tuán)隊(duì)的近期計(jì)劃中”。“我們正在解決其他問題。”
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實(shí)驗(yàn)室里的妊娠?
圣塔瑪利亞、岡薩雷斯和同事們更感興趣的是利用體外維持的人類子宮做研究。
他們在房間角落的墻上安裝了一臺(tái)攝像頭,對準(zhǔn)機(jī)器。這讓團(tuán)隊(duì)可以遠(yuǎn)程監(jiān)控“母親”,檢查是否有閥門脫落。之前,一次壓力驟增導(dǎo)致血袋松脫,導(dǎo)致一升血灑在了地板上。
他們希望能將子宮維持存活約 28 天,以研究月經(jīng)周期以及子宮內(nèi)膜異位癥和子宮肌瘤等子宮疾病。
布蘭達(dá)赫爾提醒說,讓子宮維持這么長時(shí)間并不容易。據(jù)他所知,目前還沒有人能將肝臟在體外維持超過七天。“沒有任何研究展示過在機(jī)械灌注回路中存活 30 天的案例。”他說。
但這項(xiàng)努力是值得的。團(tuán)隊(duì)最核心的興趣是進(jìn)一步了解妊娠初期胚胎如何植入子宮內(nèi)膜。他們希望能在體外維持的子宮上測試這一過程。
岡薩雷斯說,他們不會(huì)被允許使用人類胚胎來做這件事,那將越過倫理紅線。取而代之的是,他們計(jì)劃使用由干細(xì)胞制造的類胚胎結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)與人類胚胎高度相似,但在實(shí)驗(yàn)室中生成,不需要精子或卵子。
西蒙本人的野心更大。他設(shè)想在未來,一臺(tái)像“母親”這樣的機(jī)器將能完整地孕育一個(gè)人類,從胚胎一直到新生兒。這可以為沒有子宮的人,或因其他原因無法懷孕的人提供一條通往為人父母的新路徑。
他明白這聽起來至少是很未來主義的。“我不知道我們最終能否在體外的子宮里實(shí)現(xiàn)妊娠,但至少我們已經(jīng)準(zhǔn)備好去理解實(shí)現(xiàn)這件事所需的每一個(gè)步驟,”他說,“你總得從某個(gè)地方開始。”
https://www.technologyreview.com/2026/03/28/1134766/womans-uterus-kept-alive-outside-the-body-first/
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