图片来源：匹兹堡大学

根据6月2日发表在《细胞报告》上的一项重磅研究，从人类皮肤细胞中培育出来的迷你肝脏成功地移植到实验大鼠体内，并且在动物宿主体内存活了四天。

这项研究是对器官移植的潜在革命性技术的概念验证，并为苦苦等待器官捐的患者提供了一个颇有前景的未来。

就像一个正常的肝脏一样，这个小小的在实验室培养的定制肝脏分泌胆汁酸和尿素，并在不到一个月的时间内发育成熟——这一过程通常发生在人类生命的前两年。

匹兹堡大学医学院的研究人员在一项概念验证实验中对人体肝脏进行了生物切除移植，这是一种确定方法或想法是否可行的途径。人类皮肤细胞(肝细胞、胆道上皮细胞和血管内皮细胞)被“重新编程”成干细胞，使干细胞成为不同类型的肝细胞。然后这些细胞被植入一个大鼠肝脏“支架”，所有的大鼠细胞都被剥离出来。

迷你肝脏生长在“类器官的微环境”中，进一步发育出一些肝脏功能，并产生了与人类相似的组织结构，然后被移植到五只专门用来抵抗器官排斥反应的大鼠体内。

“看到动物体内那个小小的人体器官——褐色的，看起来像一个肝脏——真是太酷了。这个东西看起来像一个肝脏，功能像肝脏的东西来自某人的皮肤细胞。”资深作者、医学博士、匹兹堡大学医学院病理学副教授、麦高文再生医学研究所和匹兹堡肝脏研究中心成员Alejandro Soto-Gutierrez在一份声明中说。

在大鼠的血清中发现了人类肝脏蛋白，这表明它们比之前所描述的更全面地整合在一起。虽然移植的小肝功能正常，但在移植器官的内部和周围出现了血流问题。

“我相信这是非常重要的一步，因为我们知道这是可以做到的，”论文的合著者、匹兹堡大学再生医学研究员Soto-Gutierrez表示，“你可以用皮肤的一个细胞制造出一个完整的器官。”

虽然只是初步的研究，但这些发现可以作为未来发展替代器官的垫脚石，并增加可移植肝脏治疗肝脏疾病的可能性。目前，治疗严重肝病的唯一方法就是肝移植，但器官严重短缺。据哥伦比亚外科医院的统计，仅在美国，就有大约1.7万人在等待肝移植。

与此同时，器官移植非常昂贵。2017年，接受肝脏移植手术的患者的费用估计为81.25万美元。这包括术前和术后的护理，以及免疫抑制药物，以防止人们的身体排斥移植的器官。

在遥远的未来，这种生物制造技术有助于弥补器官短缺，加快移植过程，降低成本。这项技术还可以帮助改善衰竭的肝脏的功能，为病人等待完整的肝脏移植争取时间。

Soto-Gutierrez说:“我们的长期目标是创造出能够替代器官捐赠的器官，但在不久的将来，我认为这是移植器官的桥梁。”“例如，在急性肝功能衰竭时，你可能只需要一段时间的肝脏刺激，而不是一个全新的肝脏。” 

为了有效地移植一个人造器官，还需要创造一个能够提供必要氧气和营养的正常血管系统。目前植入人造器官的过程使它们对血液凝固高度敏感，作者指出，要使生物工程器官移植可行，需要克服几个挑战。

目前的研究集中在短期生存，但需要进一步的研究来测试肝脏功效。此外，由于使用的肝细胞数量很少，以及移植后发生的血管并发症，这些发现是有限的。

无论如何，作者注意到他们采用的策略“代表了我们对生物工程自体人肝移植的理解的重大进展。”

Soto-Gutierrez补充说，该团队正致力于创造一种技术，使人们能够按需广泛获取具有功能的人体肝脏移植。这一进展将改变美国约3000万肝病患者的生活。

Soto-Gutierrez说:“如果事情朝着正确的方向发展，而其他技术不能跟上，这项技术还在继续发展，大约10年之后，我们可能就会有一个通用的肝脏移植。”

实验室培育迷你肝脏除了用于器官移植，还有一大用处就是测试新药，提供基于人类而非动物肝脏的结果。

2006年，英国科学家宣布用干细胞培育出了世界上首个人造肝脏。由此产生的“迷你肝脏”只有一枚小硬币大小。据科学家表示，人工肝脏可以用来修复肝脏受损，酗酒或其他原因造成的疾病。这些人造肝脏也可以在体外使用，其方式类似于用于维持肾脏衰竭患者生命的透析过程。

其实，人工肝移植的出现是科幻小说作家拉里·尼文在其1968年小说《来自地球的礼物》中讨论的核心问题之一。在小说中，一个遥远的太空殖民地建立了一个使用“Implementation”的独裁政府——这种做法是把罪犯和持不同政见者聚集起来，然后取出他们可用的器官进行移植。一艘来自地球的船通过运送人工培养的器官摧毁了这个系统。

正如尼文所预测的那样，在当今世界，对移植器官的需求变得越来越迫切，而用死刑犯满足这一需求饱受非议。尼文还创造了“Organlegging”一词来描述偷取另一个人的器官并将其出售用于移植的行为。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

原文来源：

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https://www.cell.com/cell-reports/pdf/S2211-1247(20)30688-4.pdf?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS2211124720306884%3Fshowall%3Dtrue