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人工母乳“煉金術(shù)”正在創(chuàng)造奇跡

2023-03-20 06:52

來源：澎湃新聞·澎湃號·湃客

一項關(guān)于母乳的革命性前沿實驗正在Biomilq公司的實驗室進(jìn)行。工程師打開冰柜從-80℃的冷藏室里取出一個小瓶子。在瓶子的底部，250毫升的液體已經(jīng)形成了一個淺淺的、無色的小冰球，你可以把它叫做“Biomilq”。這個冰球代表了實驗室培養(yǎng)的人類乳腺細(xì)胞一周半的產(chǎn)出。

善金局TAKEAWAY

·世界衛(wèi)生組織表示，在全球范圍內(nèi)只有三分之一的嬰兒在出生后的頭六個月內(nèi)獲得了專家建議的母乳喂養(yǎng)量。

·根據(jù)市場研究提供商Euromonitor International的數(shù)據(jù)，2021年嬰兒配方奶行業(yè)的價值超過520億美元。

·不管母乳優(yōu)勢的確切細(xì)節(jié)如何，它仍然是公認(rèn)的嬰兒營養(yǎng)的黃金標(biāo)準(zhǔn)。在實驗室中復(fù)制它就像煉金術(shù)一樣。

·細(xì)胞培養(yǎng)的牛奶能夠滿足很多營養(yǎng)需求，卻無法復(fù)制母乳的復(fù)雜性，但可以為父母提供母乳喂養(yǎng)的另一種選擇。

Biomilq公司由Leila Strickland和Michelle Egger創(chuàng)辦。這家初創(chuàng)企業(yè)希望利用這些細(xì)胞和其他類似的細(xì)胞，盡可能地重現(xiàn)人類母乳的制造過程。他們正在努力生產(chǎn)實驗室培養(yǎng)的人乳。

Biomilq創(chuàng)始人Leila Strickland（左）

和Michelle Egger（右）

2020年2月，Biomilq公司宣布已經(jīng)成功地使用細(xì)胞生產(chǎn)乳糖和酪蛋白（一種糖和一種母乳中的蛋白質(zhì)）。“我們的觀點是母乳喂養(yǎng)。母乳有任何人都無法模仿的好處，”從食品科學(xué)家轉(zhuǎn)型成企業(yè)家的Egger說：“如果你能用母乳喂養(yǎng)，那就請這么做。但現(xiàn)實是，大多數(shù)父母不能完全用母乳喂養(yǎng)。這并不是因為缺乏嘗試。”

母乳經(jīng)常被描述為“完美的營養(yǎng)”，用2015年《人類早期發(fā)展》雜志的一篇論文的話說，“母乳對健康的益處包括防止哮喘、糖尿病、腹瀉、耳部感染、濕疹、肥胖和嬰兒猝死綜合癥”。但編制一份完整有科學(xué)依據(jù)的清單，說明母乳比嬰兒配方奶粉更有優(yōu)勢，是一項挑戰(zhàn)。由于缺乏對母乳喂養(yǎng)的結(jié)構(gòu)性支持，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)是有限的。不管母乳優(yōu)勢的確切細(xì)節(jié)如何，它仍然是公認(rèn)的嬰兒營養(yǎng)的黃金標(biāo)準(zhǔn)。在實驗室中復(fù)制它就像煉金術(shù)一樣。在Biomilq 辦公室的霓虹燈招牌上寫著“Making Magic ”，懸掛在乳房曲線的藝術(shù)裝飾的光影之下。

消滅母乳焦慮的挑戰(zhàn)

14年前，時任斯坦福大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)博士后的Strickland懷孕了，然而她的母乳喂養(yǎng)經(jīng)驗卻并不像周圍人說的那么自然簡單，孩子出生后的頭幾個星期她對這些期望產(chǎn)生了疑問，“實際上，我的身體沒有為我的孩子制造足夠的乳汁”。Strickland從此開始了一個并不罕見的斗爭，可以視為一場科學(xué)挑戰(zhàn)。

在2013年，一位名叫Mark Post的組織工程師推出了用實驗室培育的牛肉制作的漢堡包，幫助拉開了投資者對“細(xì)胞農(nóng)業(yè)”興趣高漲的序幕，這一生物技術(shù)領(lǐng)域致力于尋找實驗室培育的傳統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品的替代品。初創(chuàng)公司紛紛使用工程酵母來生成動物蛋白，或者直接培養(yǎng)動物細(xì)胞。

存儲在-80℃的冷藏室的“Biomilq”

代表了實驗室培養(yǎng)的人類乳腺細(xì)胞的產(chǎn)出

Strickland和她的丈夫?qū)@種可能性感到興奮。如果有一種方法可以從實驗室的細(xì)胞中獲取母乳，那會怎么樣呢？幾年前，他們搬到了北卡羅來納州，Strickland開始使用奶牛乳房組織和二手實驗室設(shè)備進(jìn)行實驗。

2019年，Strickland認(rèn)識了Egger，他是杜克大學(xué)MBA學(xué)生，專注于社會企業(yè)創(chuàng)業(yè)，曾在General Mills幫助開發(fā)了諸如L?rabar、Go-Gurt和面向?qū)W校的低糖散裝酸奶等產(chǎn)品。雖然她患有嗅覺亢進(jìn)癥而曾避免乳制品研究，但該領(lǐng)域的復(fù)雜性還是吸引了她。Egger后來成為Biomilq的CEO。

2020年，該公司在Breakthrough Energy Ventures（Bill Gates創(chuàng)立的投資公司）領(lǐng)投的一輪融資中獲得了350萬美元的資金。2021年又完成了一筆2100萬美元的A輪融資。在2022年，全國奶粉短缺引發(fā)了人們對嬰兒喂養(yǎng)問題的迫切關(guān)注。對于像Biomilq這樣的公司來說，這是一個推廣替代方案的大好機(jī)會。在熱衷于通過技術(shù)解決人類生活基本問題的時代，如果生物技術(shù)能干預(yù)生育和長壽，為什么嬰兒營養(yǎng)不能呢？

母乳“煉金術(shù)”說明書

人體制造母乳的過程始于懷孕期間荷爾蒙的變化促使乳腺細(xì)胞增殖。分娩后，兩種妊娠荷爾蒙——雌激素和孕激素下降，而催乳素仍然存在。這刺激了乳腺細(xì)胞從母親的血液中吸取碳水化合物、氨基酸和脂肪酸，并將這些原料轉(zhuǎn)化為喂養(yǎng)嬰兒所需的營養(yǎng)素。

在Biomilq公司的案例中，乳腺細(xì)胞來自捐贈者提供的牛奶和乳腺組織樣本，這些細(xì)胞在一個科學(xué)家團(tuán)隊的照料下在體外繁殖，并負(fù)責(zé)保持它們的 "快樂"。然后，這些細(xì)胞被轉(zhuǎn)移到一個中空纖維生物反應(yīng)器中——這是一個大管子，里面充滿了數(shù)百個微小的多孔管，這些管子上覆蓋著一層實驗室培育的細(xì)胞。當(dāng)營養(yǎng)物質(zhì)流經(jīng)小管子時，細(xì)胞會將乳汁成分分泌到大管子中，并在那里收集。

Biomilq生產(chǎn)流程

將這里的產(chǎn)物描述為“母乳的成分”而不是“母乳”是一個重要的區(qū)別。Biomilq已經(jīng)證明其技術(shù)可以生產(chǎn)乳汁中的許多常量營養(yǎng)素，包括蛋白質(zhì)、復(fù)合碳水化合物和生物活性脂質(zhì)，但它還不能以接近母乳所需的相同比例和數(shù)量生產(chǎn)它們。母乳的其他成分超出了公司的目標(biāo)范圍。例如，乳汁中存在母親的抗體，但它們不是由乳腺細(xì)胞產(chǎn)生的，而且由于 Biomilq 的產(chǎn)品來自無菌實驗室環(huán)境，它不會提供任何有益的腸道細(xì)菌。

綠色是多產(chǎn)的Biomilq的乳腺細(xì)胞 (MEC) 的標(biāo)記

藍(lán)點是被染成綠色的細(xì)胞核

然后是母乳的特征可變性——其化學(xué)成分在數(shù)月、數(shù)天甚至一次喂養(yǎng)過程中發(fā)生變化的方式——以及它對特定嬰兒的營養(yǎng)需求做出反應(yīng)的能力。無論Biomilq最終成為什么，它都必須是統(tǒng)一的，雖然Strickland 說“這不是真正的母乳”，但她仍然相信人類乳腺細(xì)胞所產(chǎn)生的力量。牛奶和人奶可能有一些相同的蛋白質(zhì)，但“在這些蛋白質(zhì)的處理方式上存在著特定的物種差異”，她說：“我們相信，Biomilq成分將更具生物活性，更容易吸收，并與嬰兒的腸道更好地互動。”

推動“下一個最好的產(chǎn)品”

Biomilq公司的方法和設(shè)備來自生物制藥技術(shù)領(lǐng)域，用它們來創(chuàng)造一種商業(yè)上可行的食品將需要在一個完全不同的規(guī)模上工作。Strickland表示“這是一個雙管齊下的挑戰(zhàn)。我們想做比今天的技術(shù)設(shè)計更大數(shù)量級的東西，而且我們想降低產(chǎn)品價格。”當(dāng)被問及公司的目標(biāo)消費者時，她表示如果Biomilq復(fù)制了已經(jīng)困擾嬰兒喂養(yǎng)的不平等現(xiàn)象，對她來說將是最壞的情況。“在Biomilq完全普及之前，我不會認(rèn)為它是一個成功”，Strickland說。

Egger采取了一種更為務(wù)實的立場：公司的目標(biāo)是有朝一日能達(dá)到嬰兒配方奶粉的“高端”價格，而且在開始時可能會比這個價格更貴。Egger說：“雖然普遍推廣對我們來說是最重要的，但它不可能立即讓世界上每一個人都能享用。”目前，該公司正在向那些傾向母乳喂養(yǎng)但對其挑戰(zhàn)感到沮喪的客戶進(jìn)行推廣，他們愿意花錢讓孩子得到“下一個最好的產(chǎn)品”。

“下一個最好的產(chǎn)品”的相對價值是一個開放的問題。在世界衛(wèi)生組織工作、專門研究嬰兒和兒童早期營養(yǎng)的Laurence Grummer-Strawn說：“母乳喂養(yǎng)提供的‘最佳開端’包括所有不可能納入細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)品的東西，比如，母乳微妙的變化和父母與孩子的聯(lián)系。如果沒有這些，我們談?wù)摰幕旧鲜且粋€更好的配方。但坦率地說，從營養(yǎng)角度看，嬰兒配方奶并沒有那么糟糕。”他認(rèn)為，美國很大一部分人更廣泛傾向的是優(yōu)先考慮母乳這一物質(zhì)，而不是母乳親喂這一行為。

擺脫教條的第三條道路

對于2023年開始要為人父母的人來說，母乳喂養(yǎng)是與“重視教育”和“不要吸煙”并列重要的一項建議。大量的美國父母一開始都是這樣做的——根據(jù)美國疾病控制和預(yù)防中心的數(shù)據(jù)，2019年出生的嬰兒中，有33.2%至少是短暫的母乳喂養(yǎng)。但只有25.6%的女性在美國兒科學(xué)會和世界衛(wèi)生組織推薦的六個月內(nèi)純母乳喂養(yǎng)。

負(fù)責(zé)曼哈頓萊諾克斯山醫(yī)院母乳喂養(yǎng)項目的護(hù)士兼哺乳顧問Olena Dobczansky說：“母乳喂養(yǎng)是嬰兒的最佳營養(yǎng)，這一點是無可爭議的。只是離開醫(yī)院后，父母所面臨的現(xiàn)實讓美國兒科學(xué)會的指導(dǎo)方針聽起來很虛幻。”即使是獲得帶薪休假的父母也需要練習(xí)，而且往往需要有經(jīng)驗的人的幫助，才能讓嬰兒正確地吃奶和哺乳。旅程可能涉及到令人恐懼的不確定性（寶寶是否吃飽了？）、身體不適（乳頭疼痛、乳腺炎）并且耗時耗力——母乳喂養(yǎng)是一項持續(xù)不斷的工作，尤其是在剛開始的時候。

Biomilq希望幫助無法滿足母乳喂養(yǎng)這一苛刻理想的父母。該公司的網(wǎng)站宣稱：“我們已經(jīng)受夠了對如何喂養(yǎng)嬰兒感到內(nèi)疚。”其宣傳的情感核心是緩解和承諾新生兒父母的個人不足感。“世界上有兩個派別——母乳至上和配方至上”，Egger說：“我們總是被迫選擇一個陣營。Biomilq提出的是通過技術(shù)擺脫教條，是母乳喂養(yǎng)的第三條道路。”

母乳黑科技幫手群

Biomilq并不是唯一一家希望為嬰兒研制新型牛奶的公司。總部位于新加坡和美國的TurtleTree正在培養(yǎng)干細(xì)胞，以從包括人類在內(nèi)的一系列哺乳動物中制造乳汁成分。該公司希望從母乳生物活性物質(zhì)和源自其技術(shù)的功能成分中推出功能性食品。TurtleTree已經(jīng)在與嬰兒配方奶粉公司合作，利用技術(shù)和功能成分升級現(xiàn)有配方奶粉。

從長遠(yuǎn)來看TurtleTree將實現(xiàn)其

雄心勃勃的計劃，將細(xì)胞牛奶推向世界

而總部位于紐約的Helaina正在使用微生物發(fā)酵來培養(yǎng)人乳中的蛋白質(zhì)。Laura Katz是Helaina的創(chuàng)始人。Katz是一名食品科學(xué)家，她選擇用母乳喂養(yǎng)她的兒子，但她的公司打算迎合使用配方奶粉的父母。Helaina公司成立于2019年，對酵母菌株進(jìn)行基因工程，使其在發(fā)酵時產(chǎn)生人類母乳中的蛋白質(zhì)。這些蛋白質(zhì)以及附著在它們身上的微小糖分，將有助于免疫系統(tǒng)的發(fā)展，部分是通過喂養(yǎng)嬰兒腸道中的有益細(xì)菌實現(xiàn)的。

Helaina成立于2019年，其信念是

母乳喂養(yǎng)不應(yīng)定義孩子的健康或父母的價值

風(fēng)險投資公司SOSV的合伙人、其創(chuàng)業(yè)孵化器IndieBio的總經(jīng)理Po Bronson表示，嬰兒喂養(yǎng)是一個“顯示出巨大壓力和變革欲望的市場”。Strickland在2019年獲得了IndieBio的一個席位，Bronson一直對該領(lǐng)域感興趣。他說：“我想每個人都知道這將是非常困難的，而且需要面對很多細(xì)節(jié)問題。”但Bronson也看到了全球中產(chǎn)階級增長的潛在回報。他說：“需求是巨大的，而迫在眉睫的依然是價格問題。”

全球嬰兒配方奶行業(yè)潛力巨大，這并不奇怪——根據(jù)市場研究提供商Euromonitor International的數(shù)據(jù)，2021年配方奶行業(yè)的價值超過520億美元。Biomilq、Helaina、TurtleTree等公司以其創(chuàng)新技術(shù)，產(chǎn)品健康性、可持續(xù)性已經(jīng)為該行業(yè)帶來了變革。隨著技術(shù)的發(fā)展，未來也會有更多的顛覆者進(jìn)入市場，為家庭帶來更多創(chuàng)新選擇，并最終消滅母乳焦慮。