科技随笔：量身定做一个肾

还是那片枫叶

新华社北京４月３０日电科技随笔：量身定做一个肾

新华社记者王艳红

美国科学家在新一期《自然医学》杂志上报告说，他们在实验室中培育出的人工肾脏移植给大鼠后，发挥了一个肾脏应有的功能，虽然工作效率打了不少折扣。

体外培育出肾脏这样复杂的器官，移植到活动物体内之后能发挥作用，还是全世界第一次。虽然离临床应用还很遥远，但这一成就使在实验室中为患者量身定做一个肾脏乃至肺、肝和心脏的梦想变得更现实了一些。它可能同时解决困扰器官移植领域的两大问题：器官短缺和排异反应。

人工肾脏能工作

体外培养器官的想法不算新鲜。十多年前，干细胞研究开始取得一些重大进展时，不少人就雄心勃勃地想着用这些“万能”细胞来重建人体组织和器官，给器官移植带来全面变革。干细胞是尚未分化的细胞，有潜力发育成皮肤、肌肉、血液等特化细胞。

在实验室里培养器官，要先制造出器官框架作为“脚手架”，再在框架上铺一层干细胞做“种子”，让它们分裂发育成器官各个部位所需要的细胞。美国马萨诸塞综合医院的哈拉德·奥托等人从死亡的大鼠身上切下完整的肾脏，用化学溶剂把上面的细胞“冲洗”掉，只剩由胶原蛋白形成的框架。它保留了肾脏的三维结构，包括血管、输尿管等管道结构。

随后，研究人员把框架放在装有氧气和营养物质的玻璃罐里，在肾动脉、肾静脉和输尿管上连接管道，将人类干细胞输送到动脉和静脉里，并将新生大鼠的肾细胞输送到输尿管里，从而给整个肾的管道内部都铺上细胞层。

经过十几天的培养，注入框架的人类干细胞生成了血管，大鼠肾脏细胞则生成了其他组织，不同类型的细胞都处在正确的位置上。在体外试验中，这个人工肾脏产生的尿量约为正常肾脏的１／３，从血液中清理废物的效率也比较低。移植到大鼠体内后，工作效率进一步下降。

不过，能够工作已经是一大成功，其效率可望随技术的成熟而提高。奥托说，即使只是具备部分功能也是很有意义的，因为许多病人在肾功能低于正常值的１５％后才开始血液透析，如果人工肾的工作效率能达到２０％，就可以使很多人免于透析之苦。此外，这项成果还有助于更好地理解肾的发育和自我修复机制。

破解器官移植两大难题

器官移植是一项伟大的发明，但可供移植的人体器官一直严重不足。解决该问题的一个思路是异种器官移植，即将动物的器官移植给人。但人们担心这会使一些病毒跨越物种，带来新的疾病甚至大规模传染病风险。

困扰器官移植的另一个问题是排异反应。患者免疫系统可能把移植的新肾脏视为入侵的异物，对其发起猛烈攻击。即使至亲之间进行移植，仍有可能发生排异反应。所以进行手术之前不仅要进行配型，还要给患者使用免疫抑制剂，以减少排斥的可能性。手术后为保证移植器官存活，可能还要长期进行免疫抑制，这本身又增加了其他感染的风险。

用干细胞技术在体外培养器官的优越之处在于，这两大难题可以一并解决。从病人身上提取细胞，处理后作为器官培养的“种子”细胞，生成的组织与患者本人完全吻合。构成器官框架的胶原蛋白是一种“惰性”蛋白质，理论上不会引起排异反应。如果使用患者自身患病的器官，取出其框架进行重造，那么连器官尺寸都是最优化的了。

离实际应用还很远

如果奥托及其同行的研究进展顺利，未来有可能出现这样的情景：医生提取尿毒症患者的细胞进行体外培养，为患者量身定做一个健康的新肾脏。患者不需要苦苦等待，也没有免疫问题。其他器官也是如此，奥托的研究小组已开始在肺和心脏上试验制取框架、尝试组织再生。

当然，就像对其他令人兴奋的医学进展一样，我们对此也应该抱谨慎乐观的态度。科研人员不妨奋力冲上去凑热闹、检验和重复实验成果，改进技术。但外行必须知道，这个成果离实际应用还很远，毕竟还只是在实验鼠身上取得了初步成功。在几乎所有的医学基础研究领域，从鼠到人的过程都是非常难的。

“现做现用”重要的器官，可能拿猪或其他什么动物的器官来当模子做框架，这会不会让一些人感觉不舒服，又引起“伦理争议”？很多生物学和医学突破都伴随这样的争议，从历史来看，多数情况下，实用主义都战胜了观念上的争议，试管婴儿就是一个很好的例子。再过一些年，或许大家会普遍认为移植一个与动物有渊源的器官毫不奇怪，并且会想“赶上这样的医学进展真是太好了！”（完）