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肺病患者的福音来了:科学家成功使用猪细胞培育出了人造肺,并且无器官排斥风险

   转载 发布时间:2019-01-16 21:30:38   来源:花火日报   举报
【导读】北京时间8月6日,来自国外媒体的消息,科学家已经在实验室里用猪细胞培育出猪肺器官。当他们移植了生物改良肺器官之后,它完全充满了氧气,并能不断发育自己的血管,这是非常关键的一步。肺器官移植每年能够拯救数千名患者的生命,但是患...
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北京时间8月6日,来自国外媒体的消息,科学家已经在实验室里用猪细胞培育出猪肺器官。当他们移植了生物改良肺器官之后,它完全充满了氧气,并能不断发育自己的血管,这是非常关键的一步。

肺器官移植每年能够拯救数千名患者的生命,但是患者需求的肺器官远远不够,大多数患者会在等待捐献器官的过程中死去。生物改良肺器官可以基于患者自身细胞培育,这样他们就不必服用药物抑制免疫细胞,但是在动物实验中,由于血液和氧气不能正常流向他们,这些肺器官移植手术通常都是失败的。

目前,德克萨斯大学医学中心的科学家现已培育并移植了4个猪肺,它们移植之后可以生长出自己的血管。据悉,当前有1455名患者在“器官共享联合网络名单(UNOS)”上表示正在等待捐献器官。

即使是在“器官共享联合网络名单”上的患者,他们获得一个新肺或者一对肺,都是很难的,而且移植手术也不能保证有效。等待新肺移植的患者已经病情非常严重,因此服用免疫抑制药物来防止他们的身体排斥新肺,这存在巨大危险。另外,捐献者的肺器官必须进行改良,从而适应器官受体者。但是捐献者肺器官有一个主要优点是,它们配备了可运行的血管,外科医生移植器官时必须小心地重新连接好血管。

研究报告合著作者杰奎因·柯特拉(Joaquin Cortiella)博士说:“在世界范围内,患有严重肺损伤的人数逐渐增加,而可移植器官的数量却供不应求。我们的最终目标是为许多等待移植的患者提供新的选择。”虽然近年来科学技术不断进步,使科学家能够在实验室中利用患者细胞培育器官组织——其中包括肺,从而确保完美的匹配性,但是科学技术一直在努力模仿肺器官极其复杂和精细的血管组织。当使用这些生物改良肺器官移植到小型动物身体时,经常因为这些原因而失败。目前,德克萨斯大学的这支研究小组可能最终找到了一种方法,可以使微弱的血管在受者体内发育并发挥作用。

为了做到这一点,他们使用猪肺细胞制作一个脚手架,或者基本外形框架,然后利用4头猪的细胞培育出组织完美匹配的肺器官。一个器官脚手架对于构建具有所有组成部分的新肺器官是至关重要的,当它仅是由肺蛋白质构成时才是最有效的。

但是如果移植器官有任何来自其他动物的痕迹,新器官将不再是受体的完美匹配,并且可能会被拒绝。因此,科学家清理了脚手架细胞,用糖和洗涤剂的混合物清洗它们,这样就只剩下蛋白质了,这是一种叫做脱细胞(decellularization)的处理过程。之后,他们将这个脚手架放在一个容器里,将受体猪的细胞和营养物质“混合”在一起,仔细地遵循猪肺的组织结构进行清洗。他们仔细观察了30天,细致地观察每个猪肺的生长情况。最终,这些猪肺将准备进行移植,科学家从这些猪肺器官上看到了证实其独特配方的有效证据。

新培育猪肺的秘密在于移植后它们仍能继续发育生长,使得新的血管网络在肺中继续生长扩散。移植两个星期之后,科学家发现他们植入的“血管种子”可以生长成为强大的血管网络,将血液运输至肺部。

他们观察了猪做完移植手术之后10个小时、两个星期、1个月和2个月之后的状况,发现实验室培育的器官功能非常好,而且似乎会持续改善。柯特拉博士和合著作者琼·尼科尔斯(Joan Nichols)博士表示,我们并未看到肺水肿现象,这通常是血管系统不成熟的标志。生物改良肺器官移植后将继续生长,没有注入任何生长因子,身体能够提供新肺器官需要的所有构建模块。

新肺器官能够被氧气完全饱和,虽然他们不能完全测试这一点,因为每头猪仍然有一个原始肺器官,甚至在两个月之后,新的生物改良肺器官仍未成熟到完美匹配其他肺器官的功能。尼科尔斯和柯特拉说:“我们花了很大心思,用了15年研究时间才走到今天这一步,我们的研究团队用非常少的预算经费,凭借一股敬业精神,做出了令人难以置信的事情。”

他们甚至认为,基于适当的资金,类似最新研究培育出来的猪肺器官可在未来5-10年内用于人类移植器官研究。但是该方法需要进行更多的猪实验进行验证,需要它们存活时间更久、监测时间更长,从而才能证实肺器官的真实可行性。

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