根据奇点中心的说法,埃利安娜·康斯坦丁诺在她出生前就在她母亲的身体里伪造了死亡。埃利安娜患有一种罕见的遗传性血液疾病,即重型α地中海贫血,这种疾病会阻止红细胞的正常形成。这种疾病无法治愈,它通常对发育中的胎儿是致命的。

但是在母亲的子宫里,埃利安娜接受了非常大胆的治疗。医生从她母亲身上分离出健康的干细胞,并通过脐带血管注射。四个月后,埃利安娜出生时哭声震天,头发闪闪发光,看起来一点也不像生病。埃利安娜是第一个突破干细胞移植界限的临床试验先驱。由蒂皮·麦肯齐领导,他是贝尼奥夫UCSF贝尼奥夫儿童医院的儿科医生和胎儿外科医生,这个大胆的实验提出了一个问题:如果我们能在遗传病患者出生前治愈他们,会怎么样?

麦肯齐的实验并不完全是新的。自20世纪90年代以来,医生们一直在想在胎儿出生前将干细胞移植到胎儿体内是否可行。许多遗传性血液疾病可以用这种方法治愈,包括地中海贫血和镰状细胞病。在镰状细胞病中,红细胞生长成尖锐的镰刀状,破坏血管并阻碍有效的氧气输送。

在母亲子宫里治疗胎儿的想法非常激进。长期以来,医生一直认为胎儿被包裹在一个不可渗透的保护屏障中,这有助于保护发育中的人类免受外界影响。早期胚胎干细胞移植实验似乎支持这一观点。大多数使用父亲干细胞的实验都失败了,这让医生们相信手术是不可能的。但是随后对动物的研究发现了一个关键信息:母亲的免疫系统排斥父亲的干细胞,而不是胎儿本身。

其他研究表明,胎儿不是完全孤立的,而是不断地与母亲交换细胞,因此胎儿细胞实际上可以从母亲的血液中分离出来。这样做的原因是为了保持双方的免疫系统平衡。因为胎儿有一些来自父亲的DNA,对于母亲来说,这些细胞属于外来者。这种细胞转移“教会”母亲和胎儿的免疫系统冷静下来:即使这些细胞与基因不完全匹配,胎儿的细胞也能耐受母亲的细胞,反之亦然。这样,在怀孕期间,胎儿的免疫系统将面对母亲。

一旦孩子出生,这种“和谐休战”就会改变。儿童的免疫系统将在攻击任何与身体无关的细胞中发挥作用。出生后,骨髓移植需要使用药物杀死婴儿自身的骨髓细胞,以便为健康的骨髓细胞腾出空间。它还需要高剂量的免疫抑制药物来控制婴儿的免疫系统,以支持新的健康细胞发挥作用。显然,这种治疗对新生儿极其危险。由于死亡率高,如果孩子患有遗传性血源性疾病,如地中海贫血,许多怀孕的父母可以选择终止妊娠。

但是动物研究也提供了一线希望:胎儿是干细胞移植的完美候选者。他们的母亲,如果足够健康,是完美的捐赠者。埃利安娜出生18周后,父母发现他们的孩子有问题。超声波检查发现她的心脏增大了一倍,是正常大小的两倍,肺部和其他器官出现了液体结构。埃利安娜的大脑似乎缺氧,尽管血液以异常快的速度流过这个器官。所有迹象表明她患有地中海贫血。

治疗的选择非常有限。埃利安娜可以接受输血来替代她变形的红细胞,这些红细胞将氧气输送到全身。如果她活着出生,她需要输血来维持生命。即便如此,大脑严重受损的风险也很高。但也有一线希望:埃利安娜的母亲有地中海贫血健康基因的拷贝。地中海贫血包括两个主要基因,每个基因有两个拷贝。要表达症状,所有四个拷贝都必须是坏的。因为母亲有一个健康的拷贝,她的干细胞也是健康的,理论上它们可以为她的胎儿产生正常的红细胞。

该小组从埃利安娜的母亲身上提取骨髓样本,并分离出干细胞。这些细胞可以变成任何种类的血细胞。在输血过程中,大约有5000万个健康细胞通过母亲的腹部被注入脐静脉。一旦被释放,这些细胞可以参与血液循环,发展成健康成熟的血细胞。这是一个巨大的数字,但有很好的理由。干细胞像小鱼雷一样聚集在骨髓中。移植的细胞越多,母亲的健康干细胞就越有可能排斥胎儿的缺陷细胞。

在接下来的几个月里,埃利安娜在又输了三次血后意外出生。麦肯齐非常兴奋。她解释道,“这是我们第一次使用直接植入胎儿血液的高剂量母细胞。”加上三次输血,可能会带来更高的成功率。目前,研究小组还不知道埃利安娜是否已经完全康复。到目前为止,她仍然需要每三周输血一次,但是研究小组在她的血液中发现了她母亲的干细胞。

下一步是看看母亲的细胞是否会永久植入孩子的骨髓,医学上称之为“移植”研究人员还想知道这些细胞是否能在儿童生活中产生健康的血细胞。但是实验的第一阶段已经成功,母亲和埃利安娜似乎都没有任何副作用,比如免疫反应。麦肯齐兴奋地说,“我很高兴这是安全可行的。”

研究人员计划继续优化治疗计划,尽可能增加干细胞移植成功的机会。麦肯齐说:“如果我们发现这在地中海贫血的治疗中是安全有效的,我们希望将其应用于许多其他血液疾病,其中最常见的是镰状细胞病。”她补充道,无论如何,我们需要弄清楚胎儿输注治疗地中海贫血是一种挽救生命的方法。

麦肯齐的实验只是胎儿医学(一度被认为不可能)进展速度的一个例子。今年早些时候,一个研究小组成功地保护了三名儿童免受一种导致新生儿无汗腺的遗传疾病的侵害。在这种情况下,胎儿被注射了一种他们的身体不能自己制造的蛋白质。虽然这种蛋白质药物对婴儿没有影响,但它能使胎儿发育汗腺,这是保持体温的必要条件。

研究结果表明,当胎儿在出生前经历快速发育变化时,很有可能在早期感染一些遗传病。如果医生能在新生儿遭受严重伤害前的关键时刻锁定功能失调的基因或细胞,就有可能在婴儿出生前治愈此前无法治愈的疾病。