器官移植与量身定制

《器官移植与量身定制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、器官移植与“量身定制”张文韬/编译在瑞典卡罗林斯卡研究所，小鼠心脏和肺部的活细胞被“洗掉”，显露出细胞外结构●在再生医学领域，有些设想目前仍处在科幻小说中所描述的那样。不过，本文介绍的瑞典卡罗林斯卡研究所的医生们已经开始尝试新的方法来制造器官——利用患者自体细胞，通过人工生物气管让人体自身完成大部分的工作。安德马里亚姆·贝耶内（AndemariamBeyene）坐在医院的窗子旁，阳光照在他的脸上，北极圈低垂的阳光似乎昭示着他时日无多。两年半之前，贝耶内正在冰岛攻读工程学课程。有一天医生在他的气管里发现了高尔夫球般

2、大小的肿瘤，尽管贝耶内一度接受手术和放疗，但肿瘤仍然在生长。2011年春天，别无选择的贝耶内来到瑞典求医。他回忆说：“当时感觉离死亡不远了。我感到很难受，十分痛苦。”重塑器官不过，卡罗林斯卡研究所的保罗·马基亚里尼（PaoloMacchiarini）医生却有个大胆的想法——用塑料和贝耶内自身的细胞制作一条新的气管。植入这种“人工”器官在再生医学领域是史无前例的——再生医学经过几十年的发展，有望在实验室里制造出各种替换器官，诸如肝脏、肾脏、甚至心脏。目前看来，这些设想还像是科幻小说。不过，诸如马基亚里尼这样的医生已

3、经开始尝试新的方法来制造器官——利用身体的细胞，让人体自身完成大部分的工作。马基亚里尼是一名外科医生，他领导的实验室在组织工程学领域处于领先地位。他的理论是：“人体是如此美妙，我相信，我们能够以最适当的方式加以利用。”到目前为止，尽管研究人员只制造和移植了少数器官，并且这些器官都是中空的，功能较为简单，比如膀胱和气管等（类似2011年6月移植到贝耶内体内的那种）。不过，全世界的科学家都在研究此类的技术，希望能构建出更复杂的器官。例如，在美国北卡罗来纳州的维克森林大学，研究人员已经制造出了膀胱，目前他们正在致力于攻

4、克肾脏、肝脏等器官再造难题。中国和荷兰的实验室也在合成血管方面做了很多工作。这些新器官的效果与几十年前人工心脏的功能不同。尽管传统装置复杂精密，可以给等待器官移植的病人临时使用，但它们终究是机器。而组织工程学的目的就是再造人体器官，不只是简单模仿器官的功能，还要构建细胞、血管及神经，制造出有功能的生命体。马基亚里尼等医生甚至想得更远——利用身体自身的修复机制，重塑受损的器官。随着研究人员对干细胞的深入了解，他们可以将这些基本的细胞转换为组织特化类型细胞，比如肝脏细胞或肺部细胞。同时，他们更多地在研究所谓的“支架”

5、——这些化合物可以像水泥一样将细胞固定在适当的地方——而“支架”在细胞参与组织修复的过程中发挥了重要作用。组织工程学家指出，尽管这些工作都是实验性的，而且花费昂贵，要制造出复杂的器官依然有很长的路要走。但是，他们对于这一技术的可行性越来越乐观。“27年来的研究让我越来越确信，这是可能的。”马萨诸塞州总医院组织工程和器官再造实验室主任约瑟夫·P·瓦坎蒂（JosephP.Vacanti）如是说。贝耶内（左图）的癌变气管被一个塑料气管取代，上面接种了他自己的干细胞。随着时间的推移，其内壁会生成特殊细胞。马基亚里尼（右图

6、）是第一个进行这种手术的医生贝耶内的再造气管其“支架”是由多孔纤维塑料制成，并接种上从骨髓里富集的干细胞，然后在生物反应器（一种形状像烤肉架的孵育器内放满营养液，气管在内旋转）里孵育一天半后植入贝耶内体内，以取代他的癌变气管。这个方案是如此大胆，以至于马基亚里尼医生第一次提出时，贝耶内心怀疑虑。“我告诉他，我只想再活3年，然后死去，”贝耶内说，“我几乎拒绝手术。那种疗法以前只在猪身上试验过。但马基亚里尼医生最终说服了我。”现在，手术已经过去了15个月，39岁的贝耶内体内已经没有肿瘤，可以正常呼吸。他回到了冰岛，和

7、妻子及两个年幼的孩子生活在一起。他曾以为他永远不会知道一岁小儿子出生的消息。今年初，他来到斯德哥尔摩复诊，他的胸口上有一道长长的疤痕，只是说话时声音有些刺耳。前者是术后形成的，后者是放疗的后遗症。他的力量每天都在增加，现在甚至可以跑上一段路程。贝耶内说：“一切都不错。生活变得更美好了。”模仿天然要制造器官，得先知道它们的天然性质。在马基亚里尼的实验室，研究人员菲利普·琼格布拉思（PhilippJungebluth）的实验台上有一套特殊装置：一个玻璃罐里放着刚解剖的小鼠的新鲜器官，一个心脏和一对肺叶，一根管道将它们

8、与另一头装满类似去垢剂的液体容器连通。去垢剂流经器官的同时，带走了活细胞，器官逐渐变得苍白。3天之后，活细胞完全被清除，留下保存有基本器官形状的块状结构，闪闪发亮。这便是心脏和肺的天然支架，或者说是细胞外基质——这些由纤维蛋白、化合物形成的错综复杂的三维网络，使各种细胞处于适当的位置，帮助细胞间的通讯。全世界的实验室现在都在支架的协助下开展研究。然而，有些情况下是使用自然