据 ScienceDaily （《科学日报》 2012 年 6 月 21 日报道，威克森林再生医学研究所（ Wake Forest Institute for Regenerative Medicine ）、威克森林大学医学院（ Wake Forest University School of Medicine ）、伦敦大学学院（ University College London ）儿童卫生研究所和 Great Ormond 街儿童医院（ Institute of Child Health and Great Ormond Street Hospital ）、牛津大学（ University of Oxford ）的科研人员合作，在一项长期项目研究中已经获得了早期的里程碑研究结果 , 旨在通过实验室来帮助解决肾脏短缺问题，用猪肾来替代捐献器官。 在《内科学年鉴》（ Annals of Surgery ）杂志网站上， 2012 年 6 月 11 日发表了科研人员成功地使用猪肾作为“骨架”或支撑结构 , 可能有一天可以为肾衰竭患者来构建新肾脏。这个想法是为了消除所有的动物细胞 , 只留下器官结构或骨架。然后，将肾病患者自身的细胞被放置在此器官的支架中 , 从理论上来讲病人不会产生排异反应。 然这是一个首例研究来评估利用整个猪肾建造更换器官的可能性 , 但是利用猪的器官结构来帮助人类患者的主意并不是什么新鲜的想法。猪心脏瓣膜在移除其细胞之后，应用于患有心脏瓣膜疾病病人身上，进行心脏瓣膜置换的应用历史已经有 30 余年了。论文的主要作者同时也是维克森林再生医学研究所外科和再生医学的指导者 Giuseppe Orlando 医学博士认为 , 重要的是识别可移植器官的新来源问题 , 因为器官移植的供体短缺。这些肾脏可以维持其内在的三维结构以及他们的血管系统 , 可能就是肾脏设计理想平台的代表。 就此研究而言，猪的肾脏被浸泡在一种清洁剂当中去除所有的细胞之后 , 就留下器官的“骨架” , 当然也包括它的血管系统。此外 , 肾单位的结构即肾脏的功能单元并未受到任何影响，而被保留下来。再将肾脏“骨架”植入动物体内 , 在动物体内 , 肾脏骨架将重新被血液充满，而且能够维持正常的血压 , 证明去除细胞这个过程并不影响血管的力学强度。 英国科学家专门培育成的叫 SLA 的小型猪，这种猪完全成熟时体重约 110 ～ 135 kg ，与人体重相近，更重要的是，猪与人在某些最主要的“移植参数”十分相近。例如猪与人体重相近外，在消化生理、肾的构造与功能、呼吸频率、心肺血管的解剖与生理等都比其他动物更接近于人类。 当然，异种器官移植比同种移植困难得多，它遇到的最大问题是“超急排斥”，就是说受体 （人）的组织细胞是不能接受这种异种组织细胞的，于是发生剧烈的、迅速的“宿主抗移植物反应”，使移植物很快失去功能，导致移植失败。因此，今后一方面要加强对供体动物的选择研究，一方面仍要设法解决免疫排斥问题。 Giuseppe Orlando 医学博士完成的研究实际上就是为了解决“超急排斥”反应。 Anthony Atala 博士既是论文的合作者，也是威克森林再生医学研究所（ Wake Forest Institute for Regenerative Medicine ）主任。他认为在该系统用于构造替代肾脏之前，还会遇到许多挑战包括血管中血栓的形成问题等。肾脏是一个非常复杂的器官 , 有至少 22 种不同的细胞类型。 但是 , 事实表明保持肾单元结构意味着可用细胞重新填充肾脏。他们推测 , 骨架引入新细胞，骨架通过物理信号或化学信号会辨认出他们的 natural niche 。虽然这个项目仍然处于起步阶段 , 但是这个想法代表了一个潜在的解决极端缺乏捐赠肾源的方法。根据作者的论述美国在五年内提供的肾源还不到等候接受肾移植人数的 35% 。截至 2011 年 8 月底 , 美国将近 9 万名患者正在等待肾脏移植。 英国《卫报》近日报道称，世界卫生组织（ WHO ）专家披露，全球范围内黑市肾交易数量正在上升，每年有上万例肾移植手术涉嫌非法人体器官买卖，甚至每小时就会有一例非法移植手术发生。 WHO 数据显示， 2010 年在 95 个国家内可确认的 106879 例（合法与非法均计算在内）器官移植中，约 73179 （ 68.5% ）例是肾移植。即使是这些，也只是全球器官移植需求的十分之一。诺埃尔相信，这十万余例器官移植中，有十分之一是由黑市交易完成。 再生医学科学已经在实验室取得了皮肤、软骨、膀胱、尿管 , 气管和血管的构建，被成功植入于病人体内。这些结构都能够从附近的血管化组织接收氧气和营养物质，直到他们开发了自己的血管供应为止。然而 , 再生医学的“圣杯”就是为了设计出像肾、肝、心脏和胰腺那样更为复杂的器官。这些器官的细胞是非常密集的，为了生存他们必须有自己的氧气供应。这需要一个完整的血管支架，也就是为什么科学家正在探索从捐献器官中去除细胞的可能性 , 取而代之的是患者自身的细胞。科学家早先就一直使用来自于啮齿动物或猪的骨架来设计心脏、肝脏、肺以及肠道支架。当其用移植体自身细胞完全占位时 , 这些细胞团（ organoids ）能够在实验室产生一些原生器官的功能。现在研究目的就是利用猪来生产肾脏支架 , 因为与人类的器官结构和大小有一定的相似性。这项研究得到了远程医疗和高新技术研究中心 (Telemedicine Advanced Technology Research Center) 的支持。 1960 年，美国有一位名叫阿尔伯斯的研究生不幸地患了严重的肾脏疾病，他的肾已不能完成过滤血液中有害物质的任务了。如果不及时采取措施便会发生尿毒症，即他会产生恶心、呕吐、浮肿、高血压、昏迷等一系列症状，直至肾脏彻底衰竭而死亡。此时医生们果断地给他施行了“人工血液透析”，即“人工肾”治疗，使他获得了第二次生命。在治疗过程中，阿尔伯斯凭借“人工肾”，顽强地学习与工作，终于完成了他的博士论文。如今，像阿尔伯斯这样靠人工血液透析来代替肾脏功能，并坚持工作的人，在全世界多达 30 ～ 40 万人。人工肾对人类的功劳真是不小呀。 那么，怎样进行“人工血液透析”呢？或许我们可以形象地将它喻为“人工洗血”。原来，患有严重肾脏疾病的病人，由于肾脏不能过滤血液中的毒素及代谢产物，这些物质便在血液中累积起来，最终使患者产生严重中毒症状。人工血液透析就是利用“透析”原理，将这些废物从血液中滤出去。科学家们设计了一种血液透析机，它主要由两个部分组成，即透析器及动力泵。前者由极细的空心半透明细管侵入透析液内所构成。因此，当病人的血液流经小管时，通过透析作用，血液中的尿素及其他代谢废物便可从管内排出至透析液中，同时，透析液内对身体有利的某些物质，如钾、钙、葡萄糖等可以摄入到血液内。至于动力泵则是推动病人血液至透析器中的动力装置。 目前，世界上有许多科学家潜心于人工肾的改良与制作。 1985 年日本大阪市立大学医学研究中心研制成功了一种新型的人工肾，它不需要动力泵来推动血流，而是靠病人本身的血压来驱动的。这样不但更简单，而且也更安全。经动物实验表明，其功能与真正的人体肾脏基本相似，用于病人效果也很不错。近年来科学家们正向人工肾小型化、高效化等方面努力。我国也研制成功“吸附型人工肾”、“粘胶空心纤维人工肾”等，临床证明效果也相当好。 详细内容请浏览： Ann Surg. 2012 Jun 11. Production and Implantation of Renal Extracellular Matrix Scaffolds From Porcine Kidneys as a Platform for Renal Bioengineering Investigations. Orlando G , Farney AC , Iskandar SS , Mirmalek-Sani SH , Sullivan DC , Moran E , Aboushwareb T , Coppi PD , Wood KJ , Stratta RJ , Atala A , Yoo JJ , Soker S . Source *Wake Forest Institute for Regenerative Medicine †Department of General Surgery ‡Department of Pathology, Wake Forest University School of Medicine, Winston Salem, North Carolina §Surgery Unit, Institute of Child Health and Great Ormond Street Hospital, University College London, London, United Kingdom Transplantation Research Immunology Group, Nuffield Department of Surgical Sciences, University of Oxford, Oxford, United Kingdom ‖Department of Urology, Wake Forest University School of Medicine, Winston Salem, North Carolina.
标签: 替代品
