新知

用干細(xì)胞定制器官

利用病人自身干細(xì)胞的分化潛能，定制出更高免疫相容性的器官，一直是科學(xué)家的美好愿景

術(shù)后的克勞迪婭#8226;卡斯蒂略嘴角露出一絲微笑，她感到自己又可以順暢地呼吸了。醫(yī)生告訴她再過(guò)10天即可健康出院。然而就在進(jìn)行氣管移植術(shù)之前，年僅30歲的她由于肺結(jié)核導(dǎo)致支氣管嚴(yán)重病變，正面臨如不及時(shí)處理即將喪失左肺的險(xiǎn)境。

奇跡源于一段7厘米長(zhǎng)的氣管。由于結(jié)核病菌重創(chuàng)了卡斯蒂略的呼吸系統(tǒng)，簡(jiǎn)單的修修補(bǔ)補(bǔ)已經(jīng)無(wú)濟(jì)于事。若是切除左肺，她將徹底與正常生活無(wú)緣，然而異體器官移植又需要終身服用抗排異藥物。在這兩難困境之下，醫(yī)生提出了一個(gè)大膽的建議——用卡斯蒂略自己的骨髓干細(xì)胞再造一段氣管。

僅從干細(xì)胞出發(fā)，以目前的科技水平尚無(wú)法使之定向生成氣管，因此科學(xué)家取用了由捐贈(zèng)者捐獻(xiàn)的氣管，將這段氣管上能夠引起免疫排斥反應(yīng)的細(xì)胞清洗干凈，再把卡斯蒂略的骨髓干細(xì)胞嫁接在這段氣管上，經(jīng)過(guò)若干時(shí)間的培養(yǎng)，一段改變卡斯蒂略生命的氣管終于生成了。

從1906年，德國(guó)醫(yī)生齊姆首次實(shí)現(xiàn)了角膜移植術(shù)算起，器官移植已經(jīng)走過(guò)了一百余年的坎坷之路。如今，世界上已有成百上千萬(wàn)的患者享受到了器官移植的好處。然而由于免疫排斥的存在，病人生命在得到延續(xù)的同時(shí)，還需承擔(dān)終身服藥的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)以及相關(guān)并發(fā)癥導(dǎo)致的移植失敗風(fēng)險(xiǎn)。

自從干細(xì)胞的功能為人知曉以后，利用病人自身干細(xì)胞的分化潛能，定制出更高免疫相容性的器官，一直是再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域科學(xué)家的美好愿景。想要成功地生成一個(gè)完美的定制器官，必須能夠百分之百?gòu)?fù)制原有器官的結(jié)構(gòu)與功能。前者是指新器官的外部形狀和內(nèi)部構(gòu)造與原有器官完全一樣，后者是指新器官中各種類型的細(xì)胞要和原有器官一樣能夠有機(jī)整合到一起，從而正常行使功能。

為了確保定制器官的結(jié)構(gòu)完好，科學(xué)家想了很多辦法。其中之一就是像卡斯蒂略那樣，將一個(gè)天然組織的所有細(xì)胞清除，只保留起支撐連接作用的纖維網(wǎng)絡(luò)，作為新器官的支架。美國(guó)科學(xué)家曾以嚙齒類動(dòng)物為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，去除掉心臟上的細(xì)胞，得到一副纖維基質(zhì)，在上面培養(yǎng)心肌細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞，讓它們生成心肌纖維和血管結(jié)構(gòu)，最終成功得到了一個(gè)砰砰跳動(dòng)的心臟。

有些科學(xué)家另辟蹊徑，利用一些具有特殊屬性的物質(zhì)，人工搭建出支架，以用于新器官的生成。美國(guó)麻省理工學(xué)院的研究者將小鼠的心臟細(xì)胞“播種”在這樣的支架上，通過(guò)體外培養(yǎng)，生成可以搏動(dòng)的心肌組織。令人嘖嘖稱奇的是，這些支架在心臟組織全部生成后還會(huì)自行逐漸分解。

器官的結(jié)構(gòu)或許可以借助人工的力量，但不同的器官包含了種種功能不同且已高度分化的細(xì)胞。想要得到這些細(xì)胞就需借助干細(xì)胞的力量，不過(guò)倫理問題就像橫亙?cè)谇胺降囊坏罃r河壩，始終無(wú)法回避。

面對(duì)這種情況，橫空出世的IPS細(xì)胞或許能為定制器官撥開前方的陰霾。2007年，日本和美國(guó)的科學(xué)家?guī)缀跬瑫r(shí)發(fā)現(xiàn)，只需將4種特定基因?qū)氲交颊叩捏w細(xì)胞(如皮膚細(xì)胞)中，就能將其分化時(shí)鐘回?fù)苤猎c(diǎn)，使之表現(xiàn)出干細(xì)胞樣的狀態(tài)。不久前，我國(guó)科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)，將IPS細(xì)胞注入到小鼠的四倍體囊胚中，能夠得到具有繁殖能力的活體小鼠，這堅(jiān)實(shí)地證明了IPS細(xì)胞的全能性。有了這條技術(shù)路線，科學(xué)家獲得干細(xì)胞樣的細(xì)胞就會(huì)方便很多，同時(shí)也能讓孫悟空拔下一撮毫毛就能變成一群小孫悟空的神話成為現(xiàn)實(shí)。

“Hi，能否為我定制一個(gè)心臟?”或許不久的將來(lái)，在途經(jīng)醫(yī)院的器官移植中心時(shí)，你會(huì)時(shí)常聽到這樣一句話。