近日,一项发表在《自然—通讯》上的研究展示了生物工程血管的重大突破:在3只羊羔体内,替代肺动脉的生物工程血管能够随着受体生长。这一成果有望在未来使患有先天性心脏病的儿童避免反复手术。
生物工程合成血管面临的最大挑战之一是设计出能在移植后改变形状、随受体共同生长且不被免疫系统排斥的血管。传统方法需要从患者自身提取细胞,在实验室中精心培养数周甚至数月,过程繁琐且成本高昂。
美国明尼苏达大学的Robert Tranquillo团队开发了一种可存储的“现成”血管。他们首先将绵羊皮肤细胞接种到特制管道中,并通过周期性灌注提供营养素,促使细胞分泌细胞外基质蛋白,形成具有适当机械强度的管状结构。随后,通过洗涤去除细胞,仅留下无细胞的蛋白支架,从而避免了免疫排斥反应。
当这些无细胞血管移植物替代三只羊羔的部分肺动脉时,羊羔自身的细胞迅速迁移并填充到支架中,使血管重塑并随受体生长直至成年。研究期间未观察到凝血、血管狭窄或钙化等不良反应。
尽管这项概念验证研究结果令人鼓舞,但研究者指出,在进入人体试验前,仍需进行更大规模的动物研究以验证安全性和有效性。如果成功,这种生物工程血管将为年轻患者带来革命性的治疗选择。