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用干细胞定制器官  

2009-11-11 17:09:26|  分类: 南方人物周刊 |  标签: |举报 |字号 订阅

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术后的克劳迪娅·卡斯蒂略嘴角露出一丝微笑,她感到自己又可以顺畅地呼吸了。医生告诉她再过10天即可健康出院。然而就在进行气管移植术之前,年仅30岁的她由于肺结核导致支气管严重病变,正面临如不及时处理即将丧失左肺的险境。

奇迹源于一段7厘米长的气管。由于结核病菌重创了卡斯蒂略的呼吸系统,简单的修修补补已经无济于事。若是切除左肺,她将彻底与正常生活无缘,然而异体器官移植又需要终身服用抗排异药物。在这两难困境之下,医生提出了一个大胆的建议——用卡斯蒂略自己的骨髓干细胞再造一段气管。

仅从干细胞出发,以目前的科技水平尚无法使之定向生成气管,因此科学家取用了由捐赠者捐献的气管,将这段气管上能够引起免疫排斥反应的细胞清洗干净,再把卡斯蒂略的骨髓干细胞嫁接在这段气管上,经过若干时间的培养,一段改变卡斯蒂略生命的气管终于生成了。

从1906年,德国医生齐姆首次实现了角膜移植术算起,器官移植已经走过了一百余年的坎坷之路。如今,世界上已有成百上千万的患者享受到了器官移植的好处。然而由于免疫排斥的存在,病人生命在得到延续的同时,还需承担终身服药的经济负担以及相关并发症导致的移植失败风险。

自从干细胞的功能为人知晓以后,利用病人自身干细胞的分化潜能,定制出更高免疫相容性的器官,一直是再生医学领域科学家的美好愿景。想要成功地生成一个完美的定制器官,必须能够百分之百复制原有器官的结构与功能。前者是指新器官的外部形状和内部构造与原有器官完全一样,后者是指新器官中各种类型的细胞要和原有器官一样能够有机整合到一起,从而正常行使功能。

为了确保定制器官的结构完好,科学家想了很多办法。其中之一就是像卡斯蒂略那样,将一个天然组织的所有细胞清除,只保留起支撑连接作用的纤维网络,作为新器官的支架。美国科学家曾以啮齿类动物为实验对象,去除掉心脏上的细胞,得到一副纤维基质,在上面培养心肌细胞和内皮细胞,让它们生成心肌纤维和血管结构,最终成功得到了一个砰砰跳动的心脏。

有些科学家另辟蹊径,利用一些具有特殊属性的物质,人工搭建出支架,以用于新器官的生成。美国麻省理工学院的研究者将小鼠的心脏细胞“播种”在这样的支架上,通过体外培养,生成可以搏动的心肌组织。令人啧啧称奇的是,这些支架在心脏组织全部生成后还会自行逐渐分解。

器官的结构或许可以借助人工的力量,但不同的器官包含了种种功能不同且已高度分化的细胞。想要得到这些细胞就需借助干细胞的力量,不过伦理问题就像横亘在前方的一道拦河坝,始终无法回避。

面对这种情况,横空出世的IPS细胞或许能为定制器官拨开前方的阴霾。2007年,日本和美国的科学家几乎同时发现,只需将4种特定基因导入到患者的体细胞(如皮肤细胞)中,就能将其分化时钟回拨至原点,使之表现出干细胞样的状态。不久前,我国科学家还发现,将IPS细胞注入到小鼠的四倍体囊胚中,能够得到具有繁殖能力的活体小鼠,这坚实地证明了IPS细胞的全能性。有了这条技术路线,科学家获得干细胞样的细胞就会方便很多,同时也能让孙悟空拔下一撮毫毛就能变成一群小孙悟空的神话成为现实。

“Hi,能否为我定制一个心脏?”或许不久的将来,在途经医院的器官移植中心时,你会时常听到这样一句话。

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