破解器官短缺難題：中國科學家在豬體內成功培育人類腎臟

在不久的將來，器官移植可能不再是一個復雜而危險的手術。中國科學家的一項開創性研究可能會給器官移植領域帶來革命性的變革。最近，他們成功地在豬體內培育出了人類腎臟，為解決器官短缺問題邁出了重要一步。

2023年9月7日，美國的國際學術期刊《細胞·干細胞》發表中國科研團隊的一項新研究顯示，他們在豬體內成功培育出人源中期腎臟，這也是世界范圍內首次報告人源化功能器官異種體內培育案例。科學家們通過將人類腎臟細胞植入豬胚胎，成功地培育出了具有部分人類腎臟功能的器官。

這項研究的成功之處在于，科學家們首次在豬體內實現了人類腎臟的再生和功能性成熟。在實驗中，他們首先從人類腎臟中提取出細胞，然后將這些細胞植入到豬胚胎中。經過一段時間的生長和發育，這些胚胎中的人類腎臟細胞逐漸形成了一個完整的腎臟結構。

如果讓它們進一步發育，可成為用于人體移植的腎臟。該研究過程中，研究小組對人類干細胞進行了基因改造，使其更好地與豬細胞融合，而不會自毀。同時，研究小組從小豬胚胎中移除了腎臟發育的兩個重要基因，這樣人體細胞就會被吸引過來生長腎臟。

研究人員共將1820個胚胎移植到13頭母豬體內。28天后，他們對5個胚胎進行了分析，發現它們的腎臟似乎已正常進入第二發育階段。人類細胞大部分如愿進入了腎臟，而不是胚胎的其他部位。研究團隊成功地讓母豬培育出了一個胚胎，一個處于最早期發育階段的小豬，它擁有近乎人類的腎臟。與試管嬰兒一樣，小豬胚胎也是在實驗室中通過精子與卵子受精產生的，但經過基因工程改造，使其更容易接受人類細胞。

然后，研究團隊加入人“多能”干細胞——這種干細胞可以發育成為人體內任何類型的干細胞——在一種特殊的化學溶液中培養它們，使它們發育成微型腎臟。小豬胚胎被放入代孕母豬體內，就像體外受精一樣，使其懷孕。在子宮里待了近一個月后，小豬胚胎內的腎臟有了正常的結構。它們還長出了細胞束，這些細胞束隨后將腎臟與膀胱連接起來，以排出體內的廢物。重要的是，盡管腎臟是在豬胚胎中生長的，但至少有一半是人的腎臟，含有高達60%的人體細胞和40%的豬體細胞。這表明，如果讓它們進一步發育，它們可以成為可用于人體移植的腎臟。這一成果對于器官移植領域具有重要意義，因為它可能為解決器官短缺問題提供了新的途徑。

目前，器官移植面臨一個巨大的挑戰，那就是器官來源不足。器官移植已成為多種終末期疾病的唯一有效治療手段，供體器官嚴重缺乏卻限制了這一療法在臨床上廣泛應用。據不完全統計，我國每年開展器官移植手術的患者2萬多例，而因終末期器官功能衰竭等待移植的患者高達30萬，供需缺口巨大。每年都有許多患者在等待器官移植的過程中失去生命。如果能夠在豬體內培育出人類腎臟，那么器官短缺問題將得到有效解決。此外，豬體內的腎臟還可以用于研究人類腎臟疾病的發生機制，為藥物研發和疾病治療提供新思路。

盡管這項研究取得了顯著的成果，但科學家們表示，要將這項技術應用于臨床仍需要克服許多難題。首先，他們需要確保豬體內培育出的人類腎臟能夠與人體其他器官相容，避免免疫排斥反應。其次，科學家們還需要研究如何將豬體內的腎臟移植到人體內，以及術后的護理和觀察等問題。例如，本次研究中的腎臟仍然帶有豬血管，因為人類的血管會被懷孕母豬的免疫系統排斥。要克服這個問題，需要更加復雜的基因工程，這樣才能使腎臟適合移植給人類。目前的研究還發現，有極少量人類細胞進入了小豬胚胎的大腦和脊髓。如果實驗進一步深入，這樣的胚胎真的變成了擁有部分人類大腦的活體小豬，就會引起倫理方面的擔憂。

總的來說，中國科學家在豬體內培育人類腎臟方面取得的成功是一項令人振奮的成果。它不僅為器官移植領域帶來了新的希望，也為人類探索生命科學提供了寶貴的經驗。在未來，我們期待著這項技術能夠在臨床得到應用，為無數患者帶來新的生命。