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器官银行:用自身细胞培育备用器官,移植不再排异

2006-04-16 11:49 吴岗、王钟 综合报道 阅读 0
核心摘要: 器官移植面临排异和供体短缺两大难题。科学家提出“器官银行”构想:用患者自身细胞在体外培育器官,储存备用。2006年,美国成功将实验室培育的人造膀胱移植到7名患者体内,无排异反应。该技术利用支架培育细胞,已扩展至皮肤、软骨、胸骨等。组织工程学分为五步,目前已完成复合组织再造。克隆技术是实现器官银行的核心,未来有望培育心脏等复杂器官,解决移植困境。

器官移植是现代医学的重要成就,但面临两大难题:一是免疫排斥反应,许多患者因排异而丧命;二是供体器官严重短缺。例如,美国每年仅有2300颗心脏可供移植,而需要手术的患者超过5万人,这意味着每年有数万人因等不到合适器官而死亡。为此,科学家提出“器官银行”的构想:用患者自身细胞在体外培育器官,储存备用,需要时直接移植,既无排异,又解决来源问题。

这一梦想正逐步成为现实。2006年,美国科学家在《柳叶刀》杂志上报告了世界上首次成功将实验室培育的完整器官——人造膀胱移植到7名患者体内。这些膀胱由患者自身的膀胱细胞培育而成,移植后未发生排异反应。研究始于1999年,科学家从患者膀胱取下一小块活细胞样本,分离出肌肉细胞和膀胱上皮细胞,分别培养约一周后,将其种植在可生物降解的胶原质“支架”上。支架的形状和大小根据患者需要定制。再经过约7周,细胞繁殖至约15亿个,形成由内层膀胱上皮、外层肌肉和中间胶原质构成的新膀胱。随后,外科医生将新膀胱移植到患者原有膀胱上方,新器官继续生长并与老器官整合,替代丧失功能的部分。

人造膀胱的成功是器官银行之路的里程碑。目前,科学家正将这一技术扩展到20多种其他器官。组织工程学被誉为“人体打印机”,其发展分为五步:第一步是单一组织(如骨骼)的突破,已实现;第二步是复合组织(如膀胱)的再造,已成功;第三步是功能性组织修复,如为糖尿病病人修复胰腺;第四步是部分器官修复;第五步才是完整器官的“拷贝不走样”。每一步都具有重大意义。

除了支架技术,还有直接培养试管器官、培养无头克隆人等设想。英国巴思大学教授乔纳森基于无头青蛙实验,提出封闭头部发育基因,培育无头人胚胎,其器官可供移植,且因无大脑可避免伦理争议。目前,利用支架技术已成功培育出皮肤、软骨、角膜、神经、指头、乳房等组织。1998年,世界首例克隆胸骨移植成功,一名16岁美国少年因天生无胸骨,医生从他身上取软骨克隆培养,几周后移植,一年后胸部恢复正常,且克隆胸骨随身体长大而生长。此外,克隆皮肤也已应用于临床,一名烧伤妇女通过自身皮肤克隆得以痊愈。

2000年,美国华盛顿大学启动“小阿波罗计划”,投入50名科学家、14个实验室、1000万美元,计划10年内用患者细胞在实验室培育人类心脏。若成功,每年可挽救数百万心脏病患者,大幅延长人类平均寿命。

克隆(clone)一词源于希腊文klon,原指植物无性繁殖。现代克隆指由单个细胞获得多个遗传相同的细胞或生物体。克隆技术经历了微生物克隆、生物技术克隆和动物克隆三个时期。器官银行正是利用体细胞克隆技术,实现组织器官的定制化生产,为人类健康带来革命性突破。

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