《科學》子刊:有望徹底告別器官荒!科學家首次實現人工肺長期移植!
重磅消息!全球首次!由研究人員在實驗室中創造的肺器官成功的移植到了豬身上!
這種生物工程技術培育出的人工肺能夠發育出健康的血管,使豬能夠在換肺手術後長時間存活,而沒有任何臨床併發症!
這是一項里程碑式的巨大改進!既往動物研究中,實驗室培養的肺往往在數小時內即宣告移植失敗,而距離肺部形成可長期存活所必需的複雜血管網路,更是遙不可及。
而這項最新的技術為人體的器官移植提供了莫大的希望!由於這些生物工程改造的肺器官培育自人體自身的細胞,所以可以大大降低器官排斥的風險,並極大的縮短了器官移植所需要等待的時間!在美國,目前大約有1,500人正在等待肺移植手術,平均等待時間需要幾個月。
業內人士評價,這項研究從實際意義上來講,將肺移植研究整個領域的水平提升到了一個新的高度。
在這項研究中,研究人員首先使用糖和去垢劑混合物將供體豬的肺部細胞剝離出來,為四頭接受移植的豬建立肺部。這步操作使得供體豬的肺部留下細胞間蛋白組成的珍珠白、無菌的肺形支架。
只剩蛋白質「骨架」的肺
對於人體的器官移植,研究人員設想的是,使用捐贈器官或3D列印,定做肺部支架實現這一步。
而後,研究人員用接受移植的豬的血管和肺組織細胞重新填充每個支架。
接下來,每個人工肺在生物反應罐中歷經30天的「腌漬」,罐內充滿各種營養物質混合物,幫助細胞粘附在支架上,並在正確位置繁殖。
培育中的煉「肺」爐
最後,研究人員通過手術,將培育好的人工肺植入豬的左肺。
出於研究需要,術後,研究人員讓其中一頭豬存活10個小時,另一頭存活2周,第三頭長達1個月,第四頭則長達2個月。每頭豬死亡時,研究人員立即進行屍檢,了解不同時限下,新肺在豬體內的融入情況。
箭頭處為人工肺
值得注意的是,實驗中未使用任何免疫抑製藥物,且無任何器官排斥的現象發生!在豬體內,人工肺的血管很自然的根植進入豬體內的循環系統,為器官的工作提供氧氣和營養物質。
不僅如此,研究人員發現,術後實驗動物的恢復程度相當驚人!就算是術後存活兩個月的豬,也沒有出現任何呼吸問題!此外,健康豬肺中可見的細菌,也紛紛在移植肺上安家落戶—這表明肺組織發育正常,並充分融入體內!
肺部細菌
肺移植是治療終末期肺部疾病的唯一有效方法,近三十年來,隨著移植技術的不斷提高,術後存活率已明顯改善,臨床肺移植數量也逐年增加。
儘管如此,等待肺移植患者的數量增幅遠超過移植數量!臨床移植供不應求。國內外均存在器官短缺的問題,供肺質量不佳,利用率不高,是一大主要原因。
顯然,如果有足夠的供肺,就會有更多的患者因此受益,而供肺短缺制約著當前肺移植工作的開展。如何擴大供肺來源,提高供肺利用率,成為全球肺移植領域亟待解決的問題!
而當前這項研究所提供的人工肺耗時短,風險低,為解決當前這一難題提供了莫大的希望!研究人員表示,將繼續開展進一步的研究,下一步將確保人工肺的氧氣能夠進入血液和正常肺部。
參考文獻:
J.E. Nichols et al. Production and transplantation of bioengineered lung into a large-animal model. Science Translational Medicine. Published online August 1, 2018.
doi: 10.1126/scitranslmed.aao3926.
——本期完——
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