健康科技回顧：未來嬰兒可在生產(chǎn)線上制造

　小“鐵皮人”固然令人憐惜，但現(xiàn)代科學技術的確能給人安裝一顆“人工心臟”。英國一位被植入了金屬心臟的病人在度過了7年的安詳時光后，于68歲時離世。如今生命科學是如此神奇，人類不僅可以制造出心臟、肝臟、腎等器官來延續(xù)生命，甚至生命的發(fā)源地——子宮也可以是人造的！

　　　在體外給受精卵找一家

　　據(jù)英國科普雜志《新科學家》11月號報道，日本科學家通過特殊的“子宮芯片”成功地讓雌鼠受孕，并開始植入人體。

　　人造子宮給人大的期待在于“體外生殖”，讓胚胎完完全全地在體外的仿子宮環(huán)境下成長。但由于法律及技術的限制，科學家們的研究離一步還相差很遠。目前科學界正在研制中的人造子宮共分兩種：一種是在體外制造一個生物學意義上的人工子宮，其中的子宮內(nèi)壁、羊水等都是與母體子宮相同；另一種則是“培養(yǎng)皿”形式的子宮，即在培養(yǎng)皿注入羊水，用一套全自動化控制系統(tǒng)實現(xiàn)胚胎的營養(yǎng)供應和廢物排泄。

　　早在上世紀90年代，日本東京大學工業(yè)科學協(xié)會的藤井照雄教授，就將研究重點放在了“人造子宮”方面。由于日本法律禁止進行此類試驗，藤井與他的研究小組另辟蹊徑，想到了用微型“人造子宮”培育受精卵。由于受精卵在傳統(tǒng)試管授精下的微液滴環(huán)境中成活率仍較低，他們的研究也頗具意義。但后來的研究很不順利，他們經(jīng)歷了無數(shù)次失敗。

　　藤井與研究小組經(jīng)過詳細討論，終于汲取了失敗的教訓。原來子宮在長期的進化中已經(jīng)達到了相當完美的地步，人類用營養(yǎng)液、生長激素等化學物質(zhì)創(chuàng)造的模擬環(huán)境，總會有自己的缺陷，而處在生長期的胚胎是十分脆弱的。惟一的出路就是創(chuàng)造出一個生物學的子宮，即胚胎必須被包裹在一層子宮內(nèi)膜上，這樣其所需的基本營養(yǎng)成分可以由子宮內(nèi)膜細胞提供。藤井與其研究小組經(jīng)過多次嘗試，終于在一塊很小的“芯片”狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部創(chuàng)建出了子宮內(nèi)膜組織，受精卵終于在人體以外找到了溫暖的家。

　　“子宮芯片”自動化培育胚胎

　　一開始藤井以為自己離成功只一步之遙，他抱著試一試的態(tài)度進行了小鼠受精卵培養(yǎng)試驗。結(jié)果，受精卵在培育過程中就大部分夭折，而發(fā)育成囊胚的又達不到植入母體子宮的要求。剛剛看到希望的藤井又走入了死胡同。

　　在困難時刻，藤井一下子就想到了自己的“芯片實驗室(Lab　on　a　chip)”。在生物學上“芯片實驗室”又稱“微全分析系統(tǒng)”，是把生物和化學等領域中所涉及的基本操作單位集成在一塊幾平方厘米的芯片上，用以完成不同的生物或化學反應過程的一種技術。“芯片”上生物、化學反應都可以全自動化操作，這樣“生產(chǎn)過程”將會實現(xiàn)自動化、智能化。藤井首先要做的就是讓“芯片”的能量營養(yǎng)系統(tǒng)智能化。

　　這時藤井了解到一位國外同行的研究可能有助于解決他的困境，他就是美國伊 利諾伊州大學的教授馬特·韋勒。在熟悉自動化控制的韋勒建議下，終的微型人造子宮在外型上與芯片十分神似。它呈長方體，寬2毫米，高0.5毫米，中間圓形的凹槽是受精卵著床的地方，里面有子宮內(nèi)膜。“芯片”剩下的部分用雙層硅樹脂平鋪，四角的3個通道分別用來放入精子、卵子及營養(yǎng)液。單純從自動化控制方面來講，這可以稱得上是一個完美無缺的系統(tǒng)。

　　接著他們便開始做動物實驗。研究小組將芯片培養(yǎng)的胚胎植入母鼠體內(nèi)，結(jié)果44%的發(fā)育為健康胎兒，而傳統(tǒng)試管授精的胚胎發(fā)育到健康胎兒的成功率為40%。此次動物實驗取得了圓滿成功！

　“金屬心臟”把兩周變成7年

　　據(jù)英國《每日鏡報》12月3日報道，如果沒有一顆“不死的心”，也許英國心臟病彼得·霍頓的家人在7年前就要忍受生離死別之痛了。2000年，彼得被診斷為患上了致命的心臟病，只剩兩周時間可活。為了拯救他，英國牛津市約翰·拉德克里夫醫(yī)院的醫(yī)生們往他的心臟中移植了一個鈦金屬設備——“賈維克2000心臟”。它其實是一個鈦泵，用來幫助患者的心臟泵輸多的血液。

　　醫(yī)生將這顆人造“金屬心臟”植入了彼得的左心室。這顆“金屬心臟”通過一個外部電池包驅(qū)動，它由一根電線伸出彼得的胸部，和一個掛在彼得腰部的可充電電池相連。彼得是世界上個接受“賈維克2000心臟”移植的實驗性患者，醫(yī)生的本意只是想在等到合適的捐贈心臟之前，讓這顆“金屬心臟”起到過渡作用。

　　令人沒想到的是，彼得一直活了7年半時間，成了迄今世界上靠“金屬心臟”存活時間長的人。這個人造“鈦泵”不僅拯救了彼得的性命，并且讓他能和妻子黛安四處旅游，他甚至還參加過一個150公里遠的慈善步行活動。彼得的晚年安詳而幸福，他曾經(jīng)說，安裝“金屬心臟”后，生活恢復了正常，惟一的遺憾就是不敢下水游泳，因為擔心會觸電。

　　彼得是世界上被植入金屬心臟的人。自1967年12月2日世界首例心臟移植手術以來，全世界大概進行了17萬例心臟移植手術。然而由于傳統(tǒng)移植手術需要等待配型器官，再加上容易因排斥而發(fā)生感染，很多心臟病患者仍然抱憾離世，如接受首例心臟移植的患者，術后僅存活了18天。而這種人造金屬心臟卻不必考慮配型、排斥等問題，對病人身體條件的要求也不苛刻，為許多心臟功能衰竭的病人帶來了延續(xù)生命的希望。