人造子宫离我们还有多远？

倪妮

EctoLife将拥有75个实验室，每个实验室可容纳400个人造子宫，其中设有可监测胎儿心跳、体温、血压、呼吸频率、血氧饱和度等生命体征的传感器。

EctoLife将拥有75个实验室，每个实验室可容纳400个人造子宫，其中设有可监测胎儿心跳、体温、血压、呼吸频率、血氧饱和度等生命体征的传感器。

EctoLife将拥有75个实验室，每个实验室可容纳400个人造子宫，其中设有可监测胎儿心跳、体温、血压、呼吸频率、血氧饱和度等生命体征的传感器。

生育率下降已成为包括中国在内的越来越多国家正面临的紧迫问题。根据《柳叶刀》的研究数据，1950年全球女性一生中平均生4.7个孩子，但在如今，全球女性一生平均生孩子的数量已经锐减至2.4个，并继续呈下滑趋势。

尽管这会带来人口老龄化、劳动力减少等诸多现实问题，不可否认的是，对于女性来说，生育的确是一件充满挑战的事。即便是在医学水平和生物技术已颇为发达的今天，根据联合国的统计，每年仍有超过30万女性因为分娩导致死亡。而那些顺利分娩的女性，有45%至62%会经历骨盆骨折、肌肉撕裂以及加速衰老等痛苦。

所以，如果有一个“人造子宫”能代替孕产妇“分娩”，免除生产过程中的痛苦，同时还可以大大降低子宫感染、产后抑郁等等疾病风险。

它可以模拟人体子宫的环境，让胎儿在无菌的环境里成长，并设有可以监测胎儿心跳、体温、血压、呼吸频率、血氧饱和度等生命体征的传感器，基于人工智能技术的系统甚至还可以监测胎儿的身体特征，报告潜在的基因异常……你会选择吗？

这是2022年年底来自德国柏林的分子学家哈斯姆·盖利（Hashem Al-Ghaili）提出的名为“EctoLife”的概念，号称“全球第一个人造子宫工厂”。按照盖利的设想，EctoLife將拥有75个装备精良的实验室，每个实验室可容纳400个上述人造子宫，每年将有3万名新生儿在此诞生。

“这是一个100%以科学为基础的概念，其中提到的每一项技术都经过了科学研究。如果取消针对人类胚胎研究的限制，在10到15年之内，EctoLife就可以全面投入使用了。”盖利对《第一财经》杂志说。

顾名思义，人造子宫即一种模拟人类子宫从而实现体外妊娠的装置，可以看作胎儿孵化器，它最核心的功能就是提供氧气和营养物质，并处置胎儿产生的废物。

根据盖利的介绍，EctoLife中的人造子宫可以通过人造脐带连接两个中央生物反应器，一个生物反应器负责向胎儿供应氧气和营养物质，还有富含利于胎儿生长发育的生长因子、激素和抗体的液体，另一个生物反应器则用于收集胎儿产生的废物，并通过酶工程将其转化为营养物质。

人造子宫的发展历程与主要研究进展

资料来源：公开资料整理

在微生物组学和生物信息学专家SamWestreich看来，盖利的这一设想在理论上是可能的，但在实践中很难做到。他在一篇质疑EctoLife的文章中指出，我们知道胎儿在子宫中摄取生长因子、激素、营养物质等，但并不清楚胎儿会在什么时候、在哪些特定方面需要哪些特定的激素或营养物质。

“就像你知道制作蛋糕需要面粉、黄油、鸡蛋和糖，但如果只是给你这些原料，你并不能做出蛋糕，因为你不知道每种原料的添加比例和时间。而胎儿的食谱比你在厨房烘焙的任何食谱都要复杂得多。”Westreich写道。

事实上，自1923年英国生物学家J. B. S .Haldane在一次演讲中首次提出“体外发育”（ectogenesis）的概念以来，许多研究者都开始探索通过人造子宫实现体外妊娠的可能性，但数百年来技术突破都较为有限，如何模拟真实子宫的培养环境是研究者面临的最大挑战。

科学界关于人造子宫最近的一次重大突破来自于以色列魏茨曼科学研究所，2021年发表于科学期刊《自然》杂志的研究成果显示，该研究团队成功在体外培育小鼠胚胎长达6天，并观察到小鼠发育出了心脏、胃、后肢等器官，大约已完成小鼠20天妊娠期的1/3。

据论文的通讯作者、魏茨曼科学研究所的分子遗传学教授Jacob H. Hanna介绍，团队用了七年多的时间反复试验和调整，最终探索出两种在体外培养小鼠胚胎的系统，对应胚胎发育的两个阶段。

在第一阶段，研究团队发明了一种子宫外培养基（ex utero culture medium，EUCM），从怀孕5天的母鼠子宫中取出胚胎植入其中，模拟受精卵在子宫着床的过程。这种培养基混合了25%的DMEM培养基（Dulbecco's ModifiedEagle Medium）、50%的大鼠血清和25%的人脐血血清，同时每24小时向该培养基补充额外的葡萄糖。在为期两天的培养过程中，小鼠胚胎成功发育变大，并分化出内、中、外三个胚层。经过比较，在培养基中发育的胚胎的胚层、胚外组织衍生物和单细胞RNA测序结果与在母鼠子宫内发育的胚胎重合度较高。

随着胚胎发育进入下一阶段，胚胎所需的环境发生变化，研究团队又创造了一种滚轮培养系统，将装有营养液的培养瓶置于滚轮上，保持营养液呈混合状态，且胚胎浸没于营养液中，不会因碰到瓶壁而变形。同时，该系统与定制的气体调节器相连，可以精确控制瓶中的氧气、二氧化碳的含量及气压水平。在这一阶段，小鼠胚胎得以正常发育至器官形成。

然而，这一培养系统的氧气和营养供应并不能满足体积日益增大的胚胎的需求，第二阶段的培养持续4天之后，小鼠胚胎开始出现心包积液等发育异常，并在一夜之间迅速死亡。用人造子宫培养小鼠尚且如此艰难，更不用说体积比小鼠庞大许多的人类胎儿了。

也有研究者曾针对体积更大的羊羔展开研究。2017年，美国费城儿童医院的研究团队在《自然》杂志的子刊《自然通讯》上发表了一项研究成果，该团队创建的人造子宫成功让早产的羊羔胎儿继续发育长达4周，并表现出了正常的体细胞生长、肺成熟、髓鞘的形成等。

这个人造子宫系统由一个密封的液体环境、无泵动静脉回路和脐血管通路三个主要部分组成，实际上分别对应子宫的主体部分、胎盘和脐带。作为系统核心的液体环境其实是一个用聚乙烯材料制成、大小接近母羊子宫、充满羊水的“生物袋”，“生物袋”完全密封，但可通过无菌管道保持液体循环从而减少感染，且可以控制温度和气压等条件；无泵回路则发挥胎盘的功能，为山羊胎儿提供氧气和营养，排出胎儿血液中的二氧化碳等废物，但血液循环要依靠羊羔自身的心脏完成。

研究团队将8头早产羊羔放入人造子宫中养育，这些已经在母羊子宫中发育了105至120天的羊羔相当于妊娠23至24周的人类胎儿。它们最终成功在人造子宫中发育了28天，根据研究团队的观察和评估，这些羊羔的呼吸、吞咽、心脏等功能正常，神经功能和肺等器官也逐渐发育成熟。

这些研究突破为相关领域带来了曙光。用人造子宫体外培育小鼠胚胎有助于研究人员观察小鼠组织和器官的生长和发育的过程，从而更好地理解胚胎发育以帮助进一步研究。如果未来能够借助人造子宫顺利培育小鼠，也可以将它们用于各种实验，降低实验成本。费城儿童医院针对早产羊羔的成功实验也为早产儿的存活和正常发育提供了可能，未来或应用于挽救极端早产儿的生命、治疗胎儿生长迟缓 等。

但是，这些成果与完全依赖人造子宫完成整个妊娠过程的理想还有很大距离。以色列魏茨曼科学研究所用于实验的小鼠胚胎是已在母鼠体内发育了5天的胚胎，费城儿童医院的实验对象也是已经发育至中期的早产羊羔，人造子宫在其中只是阶段性发挥了子宫的作用。EctoLife所宣称的可以帮助切除子宫的女性怀孕生子的设想，目前显然还远远无法实现。

抛开技术限制，人造子宫还面临复杂的伦理争议。

首先，人类胚胎的体外研究本身就存在限制。在过去数十年里，国际干细胞研究协会（ISSCR）的《干细胞研究与临床转化指南》明确要求，人类胚胎干细胞的体外培养不得超过14天。中国在2004年发布的《人胚胎干细胞研究伦理指导原则》也指出，利用体外受精、体细胞核移植、单性复制技术或遗传修饰获得的囊胚，其体外培养期限自受精或核移植开始不得超过14天。

不过，ISSCR在2021年修订了上述指南，放宽了14天的限制，但并未提出具体的延长时限。在当地法律法规许可的前提下，研究团队可以向相关伦理监督机构提出申请并接受审查，证明科学研究的需要并确保只有少量胚胎用于实验。

人造子宫技术也将不可避免地牵涉颇具争议的基因编辑技术。EctoLife的概念宣传视频中甚至提出了一项“精英套餐”，宣称可以在胚胎植入人造子宫前实行基因工程改造，“定制寶宝眼睛的颜色、头发的颜色、肤色、体力、身高、智力水平”，这不免让人感到毛骨悚然。

此外，如果通过人造子宫孕育人类生命成为现实，人类该如何面对这些“新人类”？“人”的定义是否会改变？女性的角色和地位又将如何变化……更多新的问题会随之出现。

在盖利的设想中，除了人类子宫的基本功能，EctoLife的人造子宫还结合了人工智能技术，拥有更多先进的功能。比如，人造子宫内将配备屏幕，实时展示关于胎儿发育进度和健康状况的数据，并可以发送至手机；内置的扬声器可以为胎儿播放音乐和单词，让胎儿识别并学习音乐和语言。“我们的目标是为您提供能反映您的明智选择的聪明的后代。”EctoLife的宣传视频中介绍。

这倒和其“人造子宫工厂”的称号颇为相称，但如此孕育出的婴儿，恐怕更像是从工厂流水线上“制造”出来的产品。