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人工母乳“煉金術”正在創造奇跡

2023-03-20 06:52

來源：澎湃新聞·澎湃號·湃客

一項關于母乳的革命性前沿實驗正在Biomilq公司的實驗室進行。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的人類乳腺細胞一周半的產出。

善金局TAKEAWAY

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

·根據市場研究提供商Euromonitor International的數據，2021年嬰兒配方奶行業的價值超過520億美元。

·不管母乳優勢的確切細節如何，它仍然是公認的嬰兒營養的黃金標準。在實驗室中復制它就像煉金術一樣。

·細胞培養的牛奶能夠滿足很多營養需求，卻無法復制母乳的復雜性，但可以為父母提供母乳喂養的另一種選擇。

Biomilq公司由Leila Strickland和Michelle Egger創辦。這家初創企業希望利用這些細胞和其他類似的細胞，盡可能地重現人類母乳的制造過程。他們正在努力生產實驗室培養的人乳。

Biomilq創始人Leila Strickland（左）

和Michelle Egger（右）

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

母乳經常被描述為“完美的營養”，用2015年《人類早期發展》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依據的清單，說明母乳比嬰兒配方奶粉更有優勢，是一項挑戰。由于缺乏對母乳喂養的結構性支持，現有的數據是有限的。不管母乳優勢的確切細節如何，它仍然是公認的嬰兒營養的黃金標準。在實驗室中復制它就像煉金術一樣。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裝飾的光影之下。

消滅母乳焦慮的挑戰

14年前，時任斯坦福大學細胞生物學博士后的Strickland懷孕了，然而她的母乳喂養經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，可以視為一場科學挑戰。

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“細胞農業”興趣高漲的序幕，這一生物技術領域致力于尋找實驗室培育的傳統農產品的替代品。初創公司紛紛使用工程酵母來生成動物蛋白，或者直接培養動物細胞。

存儲在-80℃的冷藏室的“Biomilq”

代表了實驗室培養的人類乳腺細胞的產出

Strickland和她的丈夫對這種可能性感到興奮。如果有一種方法可以從實驗室的細胞中獲取母乳，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備進行實驗。

2019年，Strickland認識了Egger，他是杜克大學MBA學生，專注于社會企業創業，曾在General Mills幫助開發了諸如L?rabar、Go-Gurt和面向學校的低糖散裝酸奶等產品。雖然她患有嗅覺亢進癥而曾避免乳制品研究，但該領域的復雜性還是吸引了她。Egger后來成為Biomilq的CEO。

2020年，該公司在Breakthrough Energy Ventures（Bill Gates創立的投資公司）領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，全國奶粉短缺引發了人們對嬰兒喂養問題的迫切關注。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會。在熱衷于通過技術解決人類生活基本問題的時代，如果生物技術能干預生育和長壽，為什么嬰兒營養不能呢？

母乳“煉金術”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，并將這些原料轉化為喂養嬰兒所需的營養素。

在Biomilq公司的案例中，乳腺細胞來自捐贈者提供的牛奶和乳腺組織樣本，這些細胞在一個科學家團隊的照料下在體外繁殖，并負責保持它們的 "快樂"。然后，這些細胞被轉移到一個中空纖維生物反應器中——這是一個大管子，里面充滿了數百個微小的多孔管，這些管子上覆蓋著一層實驗室培育的細胞。當營養物質流經小管子時，細胞會將乳汁成分分泌到大管子中，并在那里收集。

Biomilq生產流程

將這里的產物描述為“母乳的成分”而不是“母乳”是一個重要的區別。Biomilq已經證明其技術可以生產乳汁中的許多常量營養素，包括蛋白質、復合碳水化合物和生物活性脂質，但它還不能以接近母乳所需的相同比例和數量生產它們。母乳的其他成分超出了公司的目標范圍。例如，乳汁中存在母親的抗體，但它們不是由乳腺細胞產生的，而且由于 Biomilq 的產品來自無菌實驗室環境，它不會提供任何有益的腸道細菌。

綠色是多產的Biomilq的乳腺細胞 (MEC) 的標記

藍點是被染成綠色的細胞核

然后是母乳的特征可變性——其化學成分在數月、數天甚至一次喂養過程中發生變化的方式——以及它對特定嬰兒的營養需求做出反應的能力。無論Biomilq最終成為什么，它都必須是統一的，雖然Strickland 說“這不是真正的母乳”，但她仍然相信人類乳腺細胞所產生的力量。牛奶和人奶可能有一些相同的蛋白質，但“在這些蛋白質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“下一個最好的產品”

Biomilq公司的方法和設備來自生物制藥技術領域，用它們來創造一種商業上可行的食品將需要在一個完全不同的規模上工作。Strickland表示“這是一個雙管齊下的挑戰。我們想做比今天的技術設計更大數量級的東西，而且我們想降低產品價格。”當被問及公司的目標消費者時，她表示如果Biomilq復制了已經困擾嬰兒喂養的不平等現象，對她來說將是最壞的情況。“在Biomilq完全普及之前，我不會認為它是一個成功”，Strickland說。

Egger采取了一種更為務實的立場：公司的目標是有朝一日能達到嬰兒配方奶粉的“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但對其挑戰感到沮喪的客戶進行推廣，他們愿意花錢讓孩子得到“下一個最好的產品”。

“下一個最好的產品”的相對價值是一個開放的問題。在世界衛生組織工作、專門研究嬰兒和兒童早期營養的Laurence Grummer-Strawn說：“母乳喂養提供的‘最佳開端’包括所有不可能納入細胞培養產品的東西，比如，母乳微妙的變化和父母與孩子的聯系。如果沒有這些，我們談論的基本上是一個更好的配方。但坦率地說，從營養角度看，嬰兒配方奶并沒有那么糟糕。”他認為，美國很大一部分人更廣泛傾向的是優先考慮母乳這一物質，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——根據美國疾病控制和預防中心的數據，2019年出生的嬰兒中，有33.2%至少是短暫的母乳喂養。但只有25.6%的女性在美國兒科學會和世界衛生組織推薦的六個月內純母乳喂養。

負責曼哈頓萊諾克斯山醫院母乳喂養項目的護士兼哺乳顧問Olena Dobczansky說：“母乳喂養是嬰兒的最佳營養，這一點是無可爭議的。只是離開醫院后，父母所面臨的現實讓美國兒科學會的指導方針聽起來很虛幻。”即使是獲得帶薪休假的父母也需要練習，而且往往需要有經驗的人的幫助，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——母乳喂養是一項持續不斷的工作，尤其是在剛開始的時候。

Biomilq希望幫助無法滿足母乳喂養這一苛刻理想的父母。該公司的網站宣稱：“我們已經受夠了對如何喂養嬰兒感到內疚。”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提出的是通過技術擺脫教條，是母乳喂養的第三條道路。”

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正在培養干細胞，以從包括人類在內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和源自其技術的功能成分中推出功能性食品。TurtleTree已經在與嬰兒配方奶粉公司合作，利用技術和功能成分升級現有配方奶粉。

從長遠來看TurtleTree將實現其

雄心勃勃的計劃，將細胞牛奶推向世界

而總部位于紐約的Helaina正在使用微生物發酵來培養人乳中的蛋白質。Laura Katz是Helaina的創始人。Katz是一名食品科學家，她選擇用母乳喂養她的兒子，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，對酵母菌株進行基因工程，使其在發酵時產生人類母乳中的蛋白質。這些蛋白質以及附著在它們身上的微小糖分，將有助于免疫系統的發展，部分是通過喂養嬰兒腸道中的有益細菌實現的。

Helaina成立于2019年，其信念是

母乳喂養不應定義孩子的健康或父母的價值

風險投資公司SOSV的合伙人、其創業孵化器IndieBio的總經理Po Bronson表示，嬰兒喂養是一個“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節問題。”但Bronson也看到了全球中產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潛力巨大，這并不奇怪——根據市場研究提供商Euromonitor International的數據，2021年配方奶行業的價值超過520億美元。Biomilq、Helaina、TurtleTree等公司以其創新技術，產品健康性、可持續性已經為該行業帶來了變革。隨著技術的發展，未來也會有更多的顛覆者進入市場，為家庭帶來更多創新選擇，并最終消滅母乳焦慮。