1952 年芝加哥太阳时报新闻照片,描绘了医务人员进行青蛙妊娠测试。(图片来源:Olszynko-Gryn,2018 via syn·op·sis)
可怜的兔子。
如今,想要初步确定是否怀孕十分简单。只需在月经推迟一周之后,去药店,或者甚至不用出门,点个外卖就可以买到一支验孕棒。
在家收集尿液,滴在验孕棒的指定位置,然后静静等待几分钟,便可以通过验孕棒上是一条线还是两条线,初步判断是否怀孕,准确率相当高。

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这种足不出户就能自行测试的便利验孕方法,或许都起源于20世纪60年代问世的免疫学妊娠检测技术。而在那之前,女性想要知道自己是否怀孕,可得好好折腾一番。
“兔子死了”
人类最早的验孕记录,可能要追溯到公元前1350年的古埃及。一份纸莎草文献描述了一种验孕方法:疑似怀孕的女性需连续数日在小麦和大麦种子上排尿:“如果大麦发芽,预示着怀的是男孩;如果小麦发芽,预示着怀的是女孩;如果两者都不发芽,则预示着没有怀孕。”
虽然听起来有些离谱,但现代科学家真的做过实验,发现孕妇的尿液在70%的情况下确实可以促进大麦和小麦种子生长,而非孕妇和男性的尿液则没有这种效果。(当然,它并不能预测胎儿性别。)
直到20世纪初,准确诊断早期妊娠仍然十分复杂。1925年出版的一本教科书描述道,当时只有阴道检查是可靠的早期妊娠诊断方法:医生会通过阴道检查子宫是否增大、子宫下段是否变软,还会用窥阴器检查宫颈,观察其颜色变化。随后,医生会再结合一些体征,判断患者是否怀孕。
不久之后,人绒毛膜促性腺激素(hCG)的发现改变了一切。这是一种在妊娠期间由胎盘产生的激素。在受精卵着床于子宫壁后,胎盘开始发育并释放hCG进入母体血液,而血液中的hCG最终又会随尿液排出体外。
正常情况下,除怀孕外,人体内通常不应存在hCG。因此,只要能够检测血液或尿液中的hCG,便能够判断是否怀孕。1928年,两位德国妇科医生共同开发出一种检测方法,通过小鼠检验女性是否怀孕。
具体操作是:收集闭经数周后的女性的尿液,并将其皮下注射给未成熟的雌性小鼠。如果该女性的尿液中存在hCG,那么注射后,小鼠的卵巢会增大,并出现卵泡成熟现象。因此,只需在注射数天后处死小鼠,检查其卵巢是否出现相关变化,即可判断该女性是否怀孕。该试验结果非常可靠,误差率低于2%。

非试验用兔,图片仅做示意(图片来源:pixabay)
后来,又有研究者改进了试验,开发出一种通过兔子检测怀孕的方法,但基本原理与小鼠实验一致。随后这种方法开始被更广泛地采用,那时经常会有女性在上午9点前偷偷摸摸地拿着用牛皮纸包裹的尿液罐来到诊所——每家诊所的门厅里总会摆着一张桌子,供人悄悄放置尿液样本。当天上午晚些时候,尿液会被注射到兔子的耳静脉中;36小时后,兔子被处死,其卵巢被取出检查。多年来,“兔子死了”一直是表示女性怀孕的委婉说法,尽管无论测试结果是阳性还是阴性,兔子最终都会被处死。
用青蛙验孕
但无论是小鼠试验还是兔子试验,有时需要多天、多次注射,通常要在几天后才能得到结果。而且每次测试都需要牺牲一只小动物,这样的代价未免有些巨大。
不久后,一位名叫兰斯洛特·霍格本(Lancelot Hogben)的英国生物学家开发的新方法带来了转机。霍格本原本在南非研究一种名为非洲爪蟾(Xenopus laevis)的青蛙。在一次实验中,霍格本给非洲爪蟾注射了牛的垂体提取物,结果发现了一个有趣的现象:注射提取物后,没有交配过的非洲爪蟾会开始产卵,一次可以产下数百枚卵。
霍格本立刻意识到,这些爪蟾或许可以用来检测女性是否怀孕,因为牛垂体提取物中的相关激素与hCG具有相似的结构。1930年,霍格本离开南非,并带了一批非洲爪蟾回到英国实验室。随后,他与助手经过数年研究,研发出一种标准化的妊娠检测方法:将女性尿液注入未交配雌性爪蟾的背部淋巴囊或腹腔,24小时后,如果爪蟾产出大量卵(肉眼可见的黑白色卵,直径约2毫米),则表明该女性已经怀孕。
图片来自《英国医学杂志》(British Medical Journal)的一篇文章,该文章帮助霍格本试验在医生中普及开来。左图为一只排卵期青蛙的俯视图。中间上方的图片显示泄殖腔肿胀,这是排卵的标志。中间下方的图片显示一只未排卵青蛙的泄殖腔。右图展示了试验装置,一只青蛙被放置在一个位于网状隔板上方的小水箱中。这样可以让卵子沉到水箱底部,便于识别(Elkan,1938)(图片来源:Lisa Jean Moore -CC BY-SA 4.0)
这种方法最重要的进步是不需要杀死动物,每只爪蟾都可以重复使用,因此大大降低了检测成本。此外,这种方法最快只需数小时便能得到结果,而兔子试验需要两天,小鼠试验则需要5天。检测准确率也相当高。1938年,一位医生在《英国医学杂志》(British Medical Journal)发表论文,专门介绍了这种方法。作者写道:“在我目前进行的295次测试中(共使用2112只青蛙),我没有发现任何一次明确表示怀孕的阳性结果出错。有一些阴性结果在两周后复测呈阳性,但我认为这些不能算作失败。”

将尿液样本注射到蛙的背部淋巴囊中。(图片来源:Otis Historical Archives of “National Museum of Health & Medicine” (OTIS Archive 1) - CC BY 2.0)
这里还有一个插曲。起初,女性想让医生检测自己是否怀孕,并没有那么容易。当时,医生使用小鼠和兔子进行妊娠试验,大多是为了区分怀孕与某些导致停经的疾病,例如贫血、肿瘤和内分泌问题;另一些时候,则是为了尽早确认患有肺结核或心功能不全的女性是否怀孕。而实际上,当时大多数医生都反对常规妊娠检测,他们认为实验室检查应该只用于紧急医疗情况,而不是单纯为了方便。一些医生还担心,这会导致非法堕胎增加。
不过,女性权益倡导者对此展开了抗争。她们认为,无论从医学还是心理学角度来看,女性越早知道自己是否怀孕,都越有益处。她们的争取,再加上霍格本的青蛙验孕法让检测成本极大降低,使用青蛙进行常规妊娠检测才得以逐渐普及起来。
后来,另一位科学家卡洛斯·加利·马伊尼尼(Carlos Galli Mainini)又在霍格本方法的基础上作出了改进。他发现,向雄性青蛙或蟾蜍注射怀孕女性的尿液,尿液中的hCG会促使其释放精子。这种方法更快,三小时内就能得到结果,有时甚至一个小时内便能确认是否怀孕。
一些副作用
从20世纪30年代到50年代,成千上万只青蛙被运往世界各地的医院,成为医疗用品库中的常备“设备”。直到1958年,人们终于成功分离并纯化出hCG(此前科学家已经知道这种物质存在,但尚未真正将其提取出来)。
1960年,两位研究者首次描述了一种免疫学妊娠检测方法。随后,多位研究者证实了该方法的准确性。这是一种乳胶凝集抑制玻片试验,用于检测β-hCG,可在三分钟内判读结果,且无需牺牲实验动物。而这正是如今人们可以随手在药店购买到的验孕棒的技术前身。至此,使用小鼠、兔子和青蛙验孕的方法,也逐渐退出了历史舞台。
不过值得一提的是,通过非洲爪蟾验孕的那段历史,或许留下了一个延续至今的副作用。当时许多医院和机构都储备了大量从非洲进口的非洲爪蟾,但技术进步让这些爪蟾突然失去了用途,于是其中不少后来被放生到了野外。如今,在美国和欧洲许多城市周边,依然能够见到非洲爪蟾的身影。

非洲爪蟾(Otofrog - CC BY-SA 4.0)
这些非洲爪蟾是壶菌病(chytridiomycosis)的携带者。这是一种真菌疾病,已经导致全球数百种两栖动物灭绝或数量锐减,但非洲爪蟾本身却可以长期携带这种真菌而不受影响。直到2013年,发表于《公共科学图书馆·综合》(PLOS One)的一项研究首次表明,北美的壶菌病传播,的确有可能与逃逸或被放生的非洲爪蟾有关。而此时距离非洲爪蟾最初被引入用于验孕测试时,已经过去了近一个世纪。
谁能想到,今天人们在家中几分钟就能完成的验孕,其历史不仅经过了小麦、老鼠、兔子和青蛙,还可能在无意间改变了另一些物种的命运。