公鼠怀孕生产实验惹争议!女科学家回应:和你们的理解恰恰相反

2021
06/28

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以斯帖 / 健康界
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未来男性怀孕是否成为可能?

近日,两名中国女性科学家进行了一项研究,阉割实验公鼠、牺牲3只实验母鼠(供血的、供子宫的以及供卵的),公鼠与怀孕母鼠连体妊娠,雌性大鼠的阴道都被阻塞,公鼠通过剖腹产成功分娩出幼崽,移植的562个胚胎中,最终只有10只幼崽发育到成年。

于是#中国科学家成功让公鼠怀孕#的话题迅速冲上热搜!

公鼠怀孕话题冲上热搜引发讨论

「公鼠怀孕」引发的巨大讨论,不仅是关于未来男性生育可能性的探讨,还有来自于实验过程引发的伦理问题。

对于大众的热议和质疑,该研究的第一作者兼通讯作者张荣佳随后在某学术社区进行了回复。

「公鼠怀孕生产」是怎么实现

众所周知,目前自然界中已知的雄性怀孕生育后代的物种只有海龙科(包括海马、风笛鱼和海龙在内的鱼类)生物。

那中国女性科学家是如何成功让公鼠怀孕的?

上述研究成果发表在生命科学预印本平台bioRxiv上,题为《A rat model of pregnancy in the male parabiont》,发表时间为6月16日,作者系海军医科大学海军医学院教育机构实验教学示范中心、海军医科大学海军医学院营养与食品卫生系张荣佳及海军医科大学长海医院妇产科刘玉环。该论文目前尚未完成同行评审,未正式发表。


发表在生命科学预印本平台bioRxiv上的研究成果

研究团队使用大鼠来进行研究,整个过程分为四个步骤:

(1)通过手术将阉割的雄性大鼠和雌性大鼠连接起来,形成了一对异性连接共生体;(2)在8周后,对该雄性大鼠进行子宫移植;(3)在恢复后,将囊胚期胚胎移植到雄性大鼠的移植子宫和雌性大鼠的天然子宫中;(4)在胚胎发育的第 21.5 天进行剖腹产。


研究团队一共构建了46对连体大鼠,共移植了562个胚胎到连体雌性大鼠子宫,移植了280个胚胎到连体雄性大鼠的移植子宫。其中雌性大鼠子宫中有169个胚胎发育正常(30.07%),雄性大鼠移植子宫中有27个胚胎发育正常(9.64%)。

在这46对异性连接共生体中,有25对在雄性或雌性中均未显示正常胚胎,有15 对只在雌性中显示至少一个正常胚胎,有6对在雄性和雌性中均至少有一个正常胚胎,没有出现在雄性中显示为正常胚胎但在雌性中不正常的情况。

研究团队推断并进一步证实,雄性移植子宫中的胚胎,只有暴露在怀孕雌性的血液中,才能正常发育。

最终,雄性大鼠成功诞下10只发育正常的大鼠幼崽,这些雄性大鼠的新生幼崽能够正常发育到成年,并且具有生殖功能。组织学检查显示,这些雄性大鼠诞下的后代的心脏、肺、肝脏、肾脏、脑、睾丸、附睾、卵巢或子宫没有明显异常。

一共163对鼠

(一雄一雌)

纳入实验,留到最后的只有6对鼠,并从这6对的雄性个体中中生出了7只雌鼠,3只雄鼠,正常长大到成年。

上图中,右边栏统计所有小鼠的归宿及占比:

红色:异种共生后不正常的发情周期,28只小鼠,占比17.18%,

红色马赛克:伤口感染,十只小鼠(6.13%),

蓝色:子宫移植手术失败,9只(5.52%),

蓝色马赛克:子宫移植后死亡,9只,5.52%,

蓝色横条纹:子宫移植后不正常的发情周期,7只,4.29%。

粉色:交配失败,12只,7.36%,

粉马赛克:移植子宫的颜色和形态不正常,13只,15.34%,

浅蓝:移植胚胎18.5天后雌雄共生生物体内没有正常胎儿,25只,15.34%,

浅马赛克:移植18.5天后只有雌鼠有正常胎儿,

浅蓝横条:移植18.5天后,在雌雄共生生物中雌雄胎儿均正常,6只,3.68%。

据了解,这是全世界首次关于雄性哺乳动物怀孕并生产的报道,研究团队成功构建了雌雄连体大鼠模型,让其中的雄性大鼠怀孕并诞下10只幼崽,且这些幼崽均发育到成年,还具有正常的生殖功能。

在如此复杂的实验设计下,生育的成功率非常低,只有3.68%,相当于30个胚胎中只有一个成活,因此看上去「男人怀孕的日子」,似乎还遥遥无期。

作者回应质疑:我们验证的与你们的理解完全相反

「意义」显然是大众对一项科学成果最关心的部分,但读过论文的读者不免失望。

因为原文中只用了一句话概括:我们的实验结果说明了雄性大鼠和雌性大鼠联体之后,雄性大鼠(实际上指移植到雄性大鼠体内的子宫)可以作为胚胎发育的场所,这或许对生殖生物学的发展有很大影响

(Our results reveal the potential for rat embryonic development in male parabionts, which may have a profound impact on reproductive biology. )

可以看出,作者们在处理这个问题的谨慎态度。

按照该论文作者的解释,其研究意义在于,「这项实验揭示了雄性哺乳动物胚胎正常发育的可能性,可能对生殖生物学产生深远影响」。但很多读者对此并不认同。

比如,这个实验只是把公鼠作为营养提供工具,在某种程度上只相当于器官移植/变性手术加人工代孕,其实雄鼠根本没有起任何作用,子宫是移植的,胚胎是植入的,供应胚胎的血液是另一只怀孕雌鼠的。

这个实验的主要意义,是从生殖生物学的角度证明了子宫可以在血液中的激素作用下使胚胎发育成熟。所以,其真正的应用场景,更应是女性的体外妊娠。

男人要想独立孕育胎儿,其前提还包括:将血液中与怀孕相关的各种激素提取并分析时间、浓度相关规律,并进行激素注射的论证和实验,而这一系列的研究还包括,控制雄性激素的可逆,否则怀孕生产之后的男士无法恢复原样。

在动保人士看来,这个实验把老鼠完全视为工具,而不是生灵,明显与不伤害原则和尊重原则相冲突。他们认为,尊重原则是指尊重人、尊重生命及其尊严。

善待动物组织(PETA)的高级科学政策顾问Emily McIvor形容这项研究是「无意义的」,并批评这项研究,他认为这些令人震惊的实验仅仅是出于好奇心,对增进我们对人类生殖系统的了解毫无帮助,用手术把两只敏感的老鼠连接起来,这两只老鼠遭受了肢解和数周的长期痛苦,这是不道德的。

中国人民大学教授博导刘永谋则认为这个实验不应通过伦理审查。

该研究的作者以论文尚未正式发布为由,拒绝了健康界的采访。但对于大众的热议和质疑,该研究的第一作者兼通讯作者张荣佳于6月19日在pubpeer上进行了回复:

我是本文的第一作者和通讯作者。我们一开始以为我们的研究只是科学研究,只是为了好奇心而做实验。我们没想到会有这么多不科学的反馈。

这篇论文目前只是预印本,还没有通过同行评审。可能有不足和更正。并且我们也意识到,预印本中的一些不恰当的描述给非该领域研究的人带来了一些不必要的麻烦。对于不属于这个领域的人,我们确实有一些解释:

1.请停止将大鼠模型与人类联系起来。它们是完全不同的(老鼠可以近交繁殖,老鼠有两个子宫,老鼠的后肢对缺血有很强的抵抗力。这些是人类没有的这个模型的基础)。

2.即使考虑到人类,我们的实验也恰恰相反,表明现阶段男性在人类中怀孕是不可行的。那是因为我们发现只有接触过孕血的男性parabiont?才有怀孕的可能,而且成功率很低。如果我们的结果是正确的,这几乎是对人类男性怀孕的死刑判决。

3.我们在这篇论文上花了很多年,我们所做的所有工作只是为了我们个人的兴趣和好奇心,请不要责怪别人。

4.关于动物伦理,我们有自己的规则,可以概括为两点:(1)尽可能减少使用动物的数量;(2)尽量减少动物的痛苦。如果你仔细阅读我们的论文,你会发现我们在手术训练阶段使用了不同的受体,使用的老鼠数量减少了60只;所有手术均在麻醉状态下进行,并有以往文献支持,整个实验过程中动物没有出现尖叫等疼痛症状。此外,怀孕不会引起明显的疼痛,但分娩会引起。因此我们采用了剖腹产。

5.请谨慎对待预印论文,因为它们尚未通过同行评审。将预印本的结论等同于科学事实进行夸大是不恰当的。并且请不要将非科学因素带入科学研究。

如果您有任何其他问题,请给我发电子邮件。这是你与我沟通的唯一方式。

论文作者「pubpeer」上的回复

未来是否男性怀孕成为可能?

既然上述实验中的子宫也是「移植」的,那么假如真的探索体外怀孕或男性怀孕的话,前提也是要提供子宫和激素,那么子宫移植和人造子宫目前又发展到什么状态了呢?

事实上,子宫移植已经有很多研究了,并且已经在人类上成功实现了子宫移植手术且移植后生娃的案例。随着世界范围内人类子宫移植的逐步开展,公众对于子宫移植的接受度逐渐增加。

2019年1月20日,中国首例子宫移植并胚胎移植出生的婴儿,在空军军医大学西京医院诞生。

而人造子宫是一种理想中的繁衍装置,通过模拟哺乳动物子宫条件,让受精卵在人造环境下发育,从而摆脱对母体的需求。

科研人员研究人造子宫的初衷,不是将其用在男性身上,而是为了让女性脱离生育痛苦。人造子宫并不是一个人体组织,而是一个精密复杂的器械,为受精卵提供一个体外生存空间。

2014年4月,以色列威茨曼研究所称其已经利用人造子宫,培育出了数百只小鼠,而且小鼠的所器官发育指标都正常。

2017年,美国费城儿童医院改造了一批早产儿的孵化器,将它变成了一个「塑料袋式」的人造子宫。他们将未发育成熟的8只羊羔胎儿放在这个子宫中4周,最后成功出生。

然而,这个子宫不能做到让胎儿从受精卵开始发育,需要在其器官完全形成,能够脱离母体子宫存活时,才能被进入这个人造子宫。不过这个研究的期望,主要是提高早产婴的存活率,降低早产儿并发症。

人造子宫孕育的羊羔

可以说,运用在人类身上的人造子宫目前还只是一个美好的愿景。人类母体复杂的孕育环境很难模拟:需要具备人造胎盘和人造脐带,能够顺利为胎儿提供氧气和营养物质;还要有人造羊水和人造血液循环系统;最好有模拟母亲体温和心跳的人工传感器。

此外,今年4月《科学》杂志发表了以色列科研团队曾利用人造子宫培育小鼠胚胎的论文,使小鼠胚胎在6天内发育出心脏、胃、头部和四肢。该团队计划挑战胚胎研究的「14天规则」这一伦理禁忌,用人造子宫培育人类胚胎到第五周,同时观察和操纵早期发育。由于一些国家已经立法禁止用于实验的人类胚胎发育超过两周。因此根据「14天规则」,这一目标在这些国家是被禁止的。

这也在侧面反映出,科学家对生命孕育的研究,除了面临技术问题外,始终面临巨大的伦理障碍。

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关键词:
公鼠怀孕,女科学家,子宫移植,人造子宫,男性怀孕

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