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为了孩子,理解胎盘

15PLAC-master495.jpg这张胎盘拓印是把胎盘树状分支浸入蓝色丙烯颜料而制成的。红色是事先画上去的,代表为胎盘供血的血管。图片来源:Michael McMaster

(莘莘深/编译)这是几天前的一个早晨,一位女婴刚刚在加州大学旧金山分校医学中心出生。几分钟之后,她的胎盘——烂糊糊的一团器官,以前通常会被扔掉——就被当成宝贝一样包好,随后穿过迷宫般的走廊被送至苏珊•费什(Susan Fisher)教授的产科、妇科和生殖科实验室。

在这里,科学家准备好了手术刀、镊子还有一系列化学品,以从胎盘中提取那些强大得诡异的细胞,这些细胞像入侵军队一样扫荡子宫,统领一个女人的身体九个月来保证胎儿的存活。胎盘是胎儿的生命维持系统。这个碟形组织一面贴在子宫内壁上,一面连在脐带上,从胚胎细胞而不是母亲的细胞发育而来。有时它被称为胎衣:在婴儿出生之后被拿出来,大约一斤重,约是婴儿体重的六分之一。

它提供氧气,养料以及废物处理功能,扮演着肺、肝、肾和其它内脏的角色,直到胎儿自己的器官长好为止。胎盘如果有什么不妥,则会带来灾难性的后果,包括流产,死产,早产,胎儿体重不足和先兆子痫,最后一项会引起母亲血压上升,使大人和小孩都有生命危险。胎盘过大或者过小都是问题发生的预兆。越来越多的研究人员认为胎盘异常会永久性地改变母婴的健康状况。

15PLAC1-articleLarge.jpg米尔汉•凯普迪克博士(Mirhan Kapidzic)拿着一块胎盘组织样本,旁边是苏珊•费什(Susan Fisher),身处加州大学旧金山分校的一个研究中心。图片来源:Jim Wilson

胎盘如此关键,但令人惊讶的是我们对其知之甚少。比如,最近科学家们才开始怀疑胎盘并不是像以前被认为的那样是无菌的,而是可能有自己的微生物群,可能帮助胎儿形成免疫系统,并对胎儿日后的身体健康都有影响。

费什博士和其他研究人员对胎盘进行了几十年的研究,但是她说:“跟我们应该了解的相比,我们对胎盘简直一无所知。我认为,胎盘研究这个方向里我们可以取得真正的医学研究突破,这种突破对妇女,儿童以及家庭的重要性是巨大的。”

美国国家儿童健康和人类发展研究所(National Institute of Child Health and Human Development)称胎盘是“我们了解最少的器官,但却可能是最重要的器官之一,不光是对孕期母婴,更是对终生健康而言”。

五月份,该研究所举办的第一届关于胎盘的会议吸引了70余名科学家参与,大会旨在开展一项“人类胎盘工程”,目的在于找到早期检测胎盘异常的方法,以及相应的治疗和防御手段。

胎儿刚刚出生时,胎盘看起来血腥又可怕。医生说有些父亲在产房看到这种场面会晕倒。它看起来是暗红色或者紫红色,约20厘米长,中心部分约3厘米厚。面向胎儿的一面布满分枝状的血管,从中凸起的脐带像个粗壮的杆。面向母亲的一侧嵌在子宫壁上,看起来粗糙又肉乎乎的。

在有些文化中,胎盘有灵性的意义,并且必须被埋起来或者按照相应的仪式进行处理。近几年在美国,有些妇女对吃胎盘这个想法越来越着迷——做熟,搅拌成泥,或者风干之后装入胶囊。我们还不太清楚这么干是不是个好主意。

科学家们描述人类胎盘的时候总会提起一个让人有些不舒服的词,那就是“侵入性”。一旦受精卵在子宫着床,胎盘就会开始在子宫内壁上形成,它把自己深深地嵌入母体的组织中,并且强势地接入母亲的血管,让科学家们不免联想到癌症。在大部分别的哺乳动物中,胎盘的连结都要比人浅得多。

在生殖免疫专家洛克(Y. W. Loke)的著作《生命至关重要的环节》中,胎盘被描述为“母亲身上的寄生虫”。他写道:“不夸张地说,胎盘是挖开母亲子宫,潜入其中,以从血液中吸取养分来供养受精卵。”

错综复杂的入侵者

胎盘在妊娠10到12周建立起血液供应。最终,它会入侵80到100个被称为螺旋动脉的子宫血管,并且长出总计50公里长的毛细血管。由胎盘细胞形成的微小的指头状突起被称为胎盘绒毛。绒毛上有胎儿的毛细血管,并且在与母亲血液接触的过程中吸取氧气、养料并处理掉废弃物。

这些被用于交换氧气和养料的组织摊开来大约有12平方米。每分钟都有约20%的母体血液要流经胎盘。入侵的先头部队是一种由胚胎外层发育而来的细胞,名为“滋养细胞”。在妊娠初期,这些细胞爆炸式增长,像一列列士兵一样鱼贯而出。

“自一开始,滋养细胞就极富侵略性。”费什博士说道,“它们穿透子宫内壁并在里面扎根。”

placenta-720gai2.jpg受精卵经过五天左右时间发育为一个空心球,称为“囊胚”;在外侧包裹的滋养层细胞作用下,囊胚埋入子宫内壁,里面的内细胞团则发育为胚胎。图片来源:NYT

它们会把挡路的母体细胞推到一边,通过消化酶摧毁它们,或者分泌物质诱导它们自杀。米歇尔•麦克马斯特(Michael McMaster)是加州大学旧金山分校细胞和组织生物学的教授,他说在这个初期阶段经常会出现问题。人们通常认为流产或者其他问题来自于胎儿本身,但是他说:“其实很可能是,在初期阶段,滋养细胞的广泛异常会导致流产或者日后的疾病。”

滋养细胞的侵略性之强,它们几乎可以在任何地方形成胎盘,甚至是子宫之外的组织。偶尔,怀孕会发生在子宫之外,比如输卵管或者腹部的其它位置,而胎盘这种快速又极具穿透力的生长会撕裂这些器官。有时胎盘会在子宫内壁薄弱或者子宫内壁缺失的地方形成,比如先前剖腹产留下的伤疤,这样的胎盘会侵入组织过深以至于无法在生产的时候安全取出,这种情况下,保护母亲不至于大出血致死的唯一途径只有将子宫取出。

滋养细胞是费什博士研究小组的主要研究对象,她的小组也担任着细胞库的角色,向全美其他研究人员提供细胞和组织样本。组内有一位样本采集员,负责承担一项微妙的任务——询问妇女是否愿意在生产之后捐献她们的胎盘用于研究。

费什的实验室发现,当滋养细胞入侵的时候,它们会改变表面一种称为粘着分子的蛋白,以增强自身的机动性。研究人员后来发现,癌细胞在从某个肿瘤入侵到身体的其它部位的时候也会做同样的事情。

滋养细胞还会发生其它的形式改变,比如模仿被它们入侵的血管细胞。它们会取代母亲自己的细胞,覆盖住给子宫内壁供养的螺旋动脉。这种“重塑”的过程会极大程度上地使动脉扩张,从而大量血液可以进入胎盘,以滋养胎盘绒毛。

“当我第一次读到这种解剖结构的时候,我简直不敢相信全世界没有一窝蜂都跑去研究它。”费什博士说道。

15JPPLAC2-articleLarge.jpg费什博士小组的成员斯黛芬妮•梁(Stephanie Leong)询问一名病人是否愿意捐献胎盘。图片来源:Jim Wilson

费什博士一边查看着被重塑过的动脉纤维照片,说道:“看这些血管的直径。它们好像是来自海底深渊的怪物。”

会出问题的地方

入侵和重塑都是十分必要的:如果没有这些环节,胎盘就无法获取足够的血液以满足正常的生长需要,后果会十分严重。问题之一是先兆子痫,它影响着美国2%到5%的孕妇。在贫困国家,特别是非洲地区,该疾病的发病率会更高。先兆子痫会引起母亲血压升高和其他异常情况,并且会造成生命危险。

今天我们认为先兆子痫是一种胎盘疾病:大部分患有该病的妇女都有异常小的胎盘,当病理学家做产后检查时,通常会发现血块、色斑和供血系统发育不良。

为什么这些问题会发生,以及它们是怎么发生的,人们还不完全清楚。由于某些未知的原因,胎盘没有正常地形成,跟不上胎儿正常生长的需要。滋养细胞无法转换成动脉细胞,因而会产生大量异常的分子阵列,造成了母亲血压升高而且可能损害血管。

升高的血压也许是在尝试强迫更多血液循环进入胎盘,补偿供血不足。但这样是有后果的。唯一的治疗手段就是把孩子生出来——大概是因为分娩也移除了胎盘。

15JPPLAC3-articleLarge.jpg一份冷冻的胎盘组织样本,来自加州大学旧金山分校。费什博士说,“跟我们应该了解的相比,我们对胎盘简直一无所知。”图片来源:Jim Wilson

在某些医院,专攻胎盘研究的病理学家会检查难产或者患病新生儿案例中的胎盘,寻找问题发生的原因。马萨诸塞州总医院也会将看起来正常的胎盘在冰箱中储存大约两个星期,直到可以确定母亲和胎儿都健康。

杜希拉•J•罗伯茨(Drucilla J. Roberts)医生是马萨诸塞州总医院的一名胎盘病理学家,她说有胎盘病理学家或者有能力训练胎盘病理学家的医院相对来说比较少。在全美国范围内看,她估计,这样的医院不超过100家。我们需要更多这样的医院,她说。她和她的一位同事,罗斯玛丽•H•坦博特(Rosemary H. Tambouret)医生经常替其它不具备条件的医院检查胎盘样本。

“胎盘可以解释很多娩出死胎的原因。” 罗伯茨博士说。这些案例中一半的死因都没有搞清楚,但是往往都涉及胎盘异常,比如发生了感染,再比如或者一些母亲免疫系统似乎排斥了胎盘的异常情况。

“得到一个答案对这些家庭有多么重要,简直没法形容。”她说。知道问题出在哪里可以缓解很多父母对于死胎的罪恶感。这些信息同样可以告诉医生未来应该注意怀孕里的哪些迹象。

罗伯茨博士说,有过一个案例,检查胎盘帮助医生诊断出了父母之间存在免疫系统不相容,这种问题过去导致了多次死胎和流产。所幸这位母亲接受了相应的治疗,后来生下了一个健康的宝宝。

另外一名胎盘病理学家,丽贝卡•拜尔根(Rebecca Baergen)医生是纽约长老会医院和康奈尔医学中心的围产与待产期病理学负责人,她说,在某些病例中,特别是涉及胎儿死亡或者娩出死胎的病例,研究胎盘要比研究胎儿能提供更多的信息。她描述了一个病例,里面的胎儿非常的小,四肢不健全并且没有活下来。医生怀疑是发育异常,但是检查骨骼样本没有提供任何信息。

后来,这个案例中的胎盘送到了拜尔根医生手中。她发现供血系统中存在大量问题,因而推荐给母亲一系列相关检查。这些检查发现母亲有遗传性的血液异常。母亲接受过相应的治疗之后生下了健康的宝宝。

“胎盘本质上可以看作是子宫内生命的编年史。”她说,“它可以告诉我们正在发生着什么。它影响很多器官——肝脏,肾脏,呼吸系统,内分泌系统。它还可以提供很多关于母婴健康的信息。”(编辑:Ent)

The End

发布于2014-08-05, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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Denise Grady

《纽约时报》科学记者与健康栏目编辑

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