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建“人体零件工厂”路有多远

大众科技报 2006-04-27

  7名患者成功移植再生膀胱

  英国医学杂志《柳叶刀》网站近日公布的一份研究报告说,美国科学家已经在实验室中成功培育出膀胱,并顺利移植到7名患者体内。由于用于移植的膀胱系接受移植者自体细胞培育产生,因此移植后的膀胱不会在患者体内发生排异反应。 媒体评论说,这是世界上第一次将实验室培育出的完整器官成功植入患者体内,这项重大突破将为此后其他器官的培育研究增添希望,也将为成千上万苦苦等待器官移植的患者带来福音。

  根据《柳叶刀》杂志的报告,制造再生膀胱的是原美国波士顿儿童医院博士、现就职于韦克福里斯特大学的安东尼?阿塔拉教授。早在1999年,阿塔拉领导的研究小组就在波士顿儿童医院进行了首例膀胱培育和移植手术,但他们一直没有公布结果。因为对于人体组织培育和器官移植来说,长期的临床观察是必须的。

  在进行首例手术后,该研究小组又进行了多例膀胱移植手术,并先后在7名患者身上取得成功。接受移植手术的7名患者,年龄在4岁到19岁之间,最后一例手术于两年前完成。在接受培育器官移植手术后,这些年轻患者的小便失禁状况得到明显改善,其他症状也得到一定程度缓解。

  阿塔拉表示,一个世纪以来,医生一直通过剥取人一段肠子的粘膜,结合人体皮肤组织培育形成膀胱,替换有病或受损的膀胱。但这个方法并不理想,因为肠子用于吸收,而膀胱用于分泌,这就使接受移植的患者易患骨质疏松症、癌症和肾结石;而采用合成材料制成的人造膀胱效果也不佳,常常会引起患者身体的排异反应。

  自体膀胱细胞培育人造膀胱器官

  膀胱实质上是具有肌肉细胞外层和膀胱上皮细胞内衬的中空容器,并形成一个不渗漏的贮尿囊。虽然在实验室中培育膀胱肌肉细胞很容易,但培育膀胱上皮细胞却非常困难。然而阿塔拉却找到了使膀胱上皮细胞生长的各种生长因子的正确组合。他只取下几百个膀胱细胞,6周内便生成了15亿个膀胱上皮细胞。

  阿塔拉介绍说,这种“新膀胱”由3层物质构成。外层为肌肉,内层为膀胱上皮,中间起连接作用的是组织蛋白――胶原质。阿塔拉将培育这种器官的过程形容为“烘焙夹心蛋糕”――每一次将不同的细胞放入不同的培育层中。

  首先,研究人员从患者的膀胱上取下普通邮票一半大小的活细胞样本,然后提取细胞、剥下胶原质,将肌肉细胞和膀胱上皮细胞分别置于不同的培养器皿中。

  约一个星期后,研究人员将这些细胞放在一些海绵形状、由胶原质制成的可生物降解“支架”上。这些“支架”的大小和形状则根据提取细胞的患者体内状况而定。

  再过约7个星期,原先的数万个细胞已经繁殖到15亿个左右,布满“支架”,膀胱上皮在内,肌肉在外。然后外科医师将“新膀胱”移植到患者的膀胱上面。这样,新器官就会继续生长并与老器官“重组”。

  约1个月后,患者身体内移植的再生膀胱就开始像人体天生的膀胱那样工作。3个月后,其塑料外壳就会被分解。那时,移植膀胱与天生膀胱几乎无任何差别,血管可迅速生长,神经也可以与原有膀胱形成正常联系,“新膀胱”取代老器官中丧失功能的部分。

  过去,科学家只能在实验室中培育出皮肤、骨骼以及软骨这类简单的人体组织。如今,科学家第一次在实验室中培育出完整的组织器官,并用其替代复杂的人体器官。这一成功令科学界、医学界以及患者都激动万分,它为人类未来移植心脏或其他人体器官提供了模板。最让业界称道的是,由于“新膀胱”取自患者自身细胞培育,因此这种器官在植入患者体内后,不会产生排异反应。

  研究成果有待更多检验

  目前,美国一家名为Tengion的生物科技公司已经获得波士顿儿童医院许可,可应用这种培育技术。该公司首席财务官加里?森德说,他们希望美国食品和药物管理局,早日批准其开展临床试验。参与研究的科学家说,如果研究活动进展顺利,他们还可能将实验室培育器官的范围,从膀胱扩展到其他20多种器官。

  尽管这样,建立“人体零件工厂”的梦想还很遥远,心脏、肝脏和肾脏等复杂脏器的培育远没有那么简单,还有无数的科技难题需要攻克。一些科学家家指出,与心脏的伸缩、胰腺分泌胰岛素、肝脏进行代谢、肾脏分泌尿液相比,膀胱的构造和功能简单得多。

  一些研究人员对于这项新技术的效果表示担忧,因为这项研究缺乏与传统移植手术的对比研究。美国人造内脏协会期刊编辑约瑟夫认为,新的膀胱器官在这几名移植者身上效果如何还不确定。

  美国伊利诺伊泌尿科专家史蒂夫?陈在《柳叶刀》期刊中说:“用实验室培育出的再生膀胱完全取代患者的膀胱还有很多问题,包括尿管结合、血液供应以及神经信号传递等。”但是他仍然认为再生膀胱移植手术的成功,是一项“非常非常巨大的进步”。

  美国匹兹堡大学组织工程学教授斯蒂芬?巴蒂雷克说:“这项技术给了所有需要帮助的人以鼓励和勇气。可是,培育完整组织器官存在很多无法预料的挑战,因为各种组织器官都有其独特的功能。仅在美国,膀胱疾病患者就有3500万人,而接受移植手术的仅7人。因此,阿塔拉的技术还需要对更多的病人进行更长期的观察和研究。”


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