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极早产新生儿有救了,科学家制造出“人工子宫”

一般来讲,大多数胎儿差不多都在第四十周出生,若胎儿在未满37周的孕期就降生的,医学上称为早产儿,而低于28周孕期就降生的胎儿可称作为极早产新生儿。医学上统计发现,大约有四分之一的极早产新生儿(22-28周)最终不能存活。然而随着科技的进步,科学家也在尽可能的用现代科学技术提高极早产新生儿的存活率。4月25日,来自美国费城研究所儿童医院的科学家在Nature Communications杂志上发文报道了他们设计的一种人工子宫能在体外维持极早产的羊羔正常生长长达4周的时间。这是一项重要的科技突破,为提高人类极早产新生儿的存活率带来了新的曙光。值得一提的该项研究一经发布,引来了包括《卫报》、《独立报》、《麻省理工科技评论》和《STAT》等媒体的热烈关注。

 

论文解读:

 

现代社会生育年龄的推迟,造成了更多高龄产妇的增加和人工受精比例的增多,而孕妇在孕期面临的一系列社会压力造成了早产儿发生率上升。

 

1961 年世界卫生组织规定了早产孕龄的标准, 将妊娠周数不足 37 周( 孕 259天) 分娩者定为早产( premature delivery , PTD), 但没有规定低限。下限设置各国不同, 与其新生儿治疗水平有关, 不少发达国家采用妊娠满 20 周, 也有一些采用妊娠满 22周、 24 周, 大多数发展中国家包括中国沿用 WHO 上个世纪 60 年代的定义, 即妊娠满 28 周或新生儿出生体重≥1000 g。目前我国对早产的定义为 妊娠满 28周至不足 37 周分娩者【1,2】。根据孕周将早产分为 3 个亚类: ①极早早产: 发生在妊娠不足 28 周的早产; ②早期早产:发生在妊娠满 28 孕周未满 32 孕周的早产; ③轻型早产 : 发生于妊娠满 32 孕周末未满 37 孕周的早产【2】。

 

随着现代医疗护理技术的不断提高,目前极早产新生儿的护理极限差不多在妊娠的22周到23周之间。尽管如此,极早产新生儿的存活率仍有待提高,妊娠28周之前的新生儿通常会出现慢性肺部疾病和器官发育不成熟并发症。早产新生儿呼吸衰竭是最常见也是最具挑战性的难题,这是因为目前临床上早产儿新生儿的气体交换通常受肺部机构和功能不成熟的伤害。就目前来讲,显然需要一种更加生理状态下的方式来维持极早产新生儿的存活。

 

尽管有关“人造胎盘”的概念已经提出50多年了,但是长久以来并未取得很大的成功,这其中有着诸多障碍。在Nature Communication报道的这项研究中,研究人员设计了一个由三个主要部分构成的系统,即一个无泵动静脉回路(a pumpless arteriovenous circuit)、一个具有连续流体交换的闭合流体环境(a closed fluid environment with continuous fluid exchange)和一项脐血管通路的新技术(a new technique of umbilical vascular access)。

 

在这项研究中,研究人员通过使用这种被称为“人造子宫”的系统(实际上称为“生物袋-biobag”)在体外支持妊娠100-115天的胎儿羔羊(相当于人类胎儿生长的第22-24周)的正常生长长达4周,而没有出现生理紊乱和器官衰竭的现象。

 

针对这项研究,有同行George Mychaliska博士(做类似研究工作,最多在体外维持极早成熟的胎儿羔羊两周)给出了很高的评价,称赞道“The duration of support is outstanding”。然而也有一些专家提出了一些不同看法和担忧,例如,羊并不是很好的模式动物,与人类的各个发育阶段也不能很好的对应、“人造子宫”容易污染、胎儿心脏弱小,是否足以承受人工血液循环系统等。

 

至于这项技术是否可以用于人类极早产新生儿,目前仍然未知。不过据《STAT》报道,该研究团队在咨询FDA后已经申请了相关专利,并透露他们还将在2-3年的时间里继续下一项动物研究,并且人类中的试验也在计划之中,大概不会超过3年。

 

小知识:

世界上最早出生并存活的早产儿是21周+5天,1987年出生在加拿大渥太华的James Elgin Gill(出生时624g,存活至今);Jonathon Whitehill(25周,310g,只存活5个月);Madeline Mann(26周,280g,存活至今);Rumaisa Rahman(25周,244g,生长至1.18kg后离世)【4】。

 

历史上早产的名人:开普勒(妊娠7个月)、牛顿、马克·吐温、爱因斯坦、丘吉尔等【4】

 

参考资料:

1、徐志红, 徐爱群, & 曾蔚越. (2005). 早产的定义和分类. 实用妇产科杂志, 21(11), 643-644.

2、石琪, & 漆洪波. (2012). 早产的定义, 分类及诊断. 实用妇产科杂志, 28(10), 801-803.

3、Artificial womb sustains premature baby lambs for weeks,STAT,2017

4、维基百科.词条:Preterm birth

 

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