“我一直相信人体内具有充分再生能力。”美国阿拉巴马大学生物化学教授约翰 · 托尼 · 汤姆森（J. T. Thompson）在谈及他所从事的在脏器受损患者体内生长出新肝脏、胰脏、肾脏研究课题时说道。他指出“我相信其可能性。”“像青蛙、火蛇这样的两栖动物可再生出失掉的身体部分。”

汤姆森已在动物身上实验成功再生出有生命力的新生器官，也称作“类器官”。汤姆森同美国国家癌症研究院的肿瘤细胞生物学主任罗伯特 · 加洛（R. Gallo）认为，类器官技术可应用于基因疗法中，去防止HIV病毒感染细胞。汤姆森认为，他所从事的研究工作实际上是在一未知领域中做一种冒险探索，探索如何译解出细胞的秘密语言。他说：“如果火蛇能再生出它失掉的身体部分，那么考虑人体也能实现这一功能就并非妄想。我们首先需要披译出细胞间相互通讯的方法以及它们生长的信号。”

汤姆森对巧妙处理细胞信号，旨在制造人工器官的研究兴趣，始于80年代中期。那时他在美国马里兰州贝塞斯达市的国家健康研究院参加了基因疗法的研究工作。基因疗法的概念是简单的：将一细胞取出患者体外，“教”它做它通常难以做到的事情，然后将经此“调教”过的细胞重新植入患体。汤姆森说：“问题的难点在于如何获悉一个新的基因可被引入哪些细胞，以及这些经新基因“修改”过的细胞如何才能被置回体内并继续发挥其新作用。”

安德森研究小组在寻找一种制取基因设计细胞的方法，旨在拯救动物生命。汤姆森及其同事们是这样做实验的：先将一些老鼠饲养成慢性黄疸症病鼠（患鼠体内缺乏分解胆红素所必需的基因，因而导致血液中胆红素过高，引起黄疸病变），然后从病鼠体内提取肝细胞，改变其基因，使其能够将胆红素分解，最后再将经此修改过的肝细胞重置病鼠体内。

此实验并非完全成功，因为胆红素在肝脏内被分解成胆汁酸，而肝脏内所含的胆汁酸如果过多则呈现毒性，如何控制修改过基因的细胞使之不致产生过量的胆汁酸，还是一个有待解决的难题。汤姆森说：“我们发现需要有一种血具备消除细胞内毒性物质并输入营养成分的功能。”

幸运的是，汤姆森于1986年结识了美国红十字协会杰罗姆 · H · 霍兰实验室的一名血管研究领域带头人汤姆 · 麦吉亚哥（T. Maciag）。两人一见如故，马上相处融洽。麦吉亚哥当时已在研究人体中的“生长因子”——一种与细胞生长有关的蛋白质（科学家们在25年前发现了这种因子）。麦吉亚哥建议汤姆森在实验中采用一种称为肝素凝结剂的生长因子HBGF-1。

HBGF-1是一种在胎儿组织中大量存在着的高效增生物质，正是由于这种物质具有促进某类细胞迅速增殖的作用，才导致受精卵发育成胎儿。但在成年人体内似乎不再存贮着这种物质。研究者们认为，人到达成年期后，身体内就不再生这种物质，而仅剩下一些此类物质的“潜伏”残余物。由于这种生长因子的促进组织增殖效力极大，故在身体受伤时，尤其重要性，当你的手被砍断时，你身体上的免疫系统就会发出一种被称为巨噬细胞的物质到达受伤部位，释放一种可吞?伤损皮肤的蛋白质，触发人体内生长因子的释放，从而使生长因子向身体发出一种信号，促进新细胞生长并修复受损伤的器官组织。

汤姆森引起了公众的注意。他不久前已服务于一家私营生物技术公司一一一家隶属于安德森的基因治疗公司的实验室。1987年，他在该实验室与人合作，成功地进行了一项动物血管新生试验。该试验采用了将外科胶凝泡沫浸溃生长因子后移植进动物体内的方法。不幸的是，几星期后当泡沫材料溶解后，血管新生速度就明显衰落了。

但汤姆森不屈不挠，与安德森和麦吉亚哥合作，再一次进行试验。这次，研究者们将一种Gore-Tex纤团消毒后浸渍入骨胶原，再用生长因子涂敷它。随后他们将经此处理过的纤维物质植入老鼠肝脏附近的腹腔内。当几星期后他们打开老鼠腹腔检查试验效果时，几乎不敢相信自己的眼睛：这种Gore-Tex纤团的作用简直比他们原先预想的效果高出太多了，一些受试鼠腹内的血管已自连到这块纤维物质上了。但与这些现象共存的还有一种现象，即该纤团自身也空出了新的线索细管结构，恰似一种“脐带”，附近的健康血管网络通过此“挤带”连续输送养料。这种新生长的所谓生成物质，恰似一种“类器官”（这是汤姆森给它起的名称），即类似于某种担负其专有功能的器官，也具备甚为完善的各种细胞组织，例如线状空腔、圆滑的肌肉细胞、有覆盖腹的间皮细胞、甚至神经状的细纤维等。科学家们发现在这团生成物质周围生长出新的毛细管、动脉、静脉、淋巴管。

如此迅速的变化怎样加以解释呢？要知道生长因子在老鼠体内“活化”的时间仅仅只能持续24小时。

很显然在这短短的24小时时间内，生长因子就足以充分触发细胞，使细胞“移居”到那团Gore-Tex植入物质内并释放它们自身的生长信号。汤姆森解释道，在生长因子同细胞之间保持着的这种神秘的“通讯语言”，是再生作用的关键所在。一旦此“通讯语言”杨通，那么新生器官就会遵循其自身发展规律逐步正常发育成长。

为了征询病理学家的意见，试验小组又准备了一组Gore-Tex纤团植入物，其中一部分涂了HBG-1些长因子，一部分未涂，然后将它们植入老鼠体内，将这些受试鼠送到美国波士顿大学病理学教授克里斯琴 · 豪登斯柴尔德（C. Haudenschild）那儿去做评审。评审后的结论是：只在每个被植入涂有生长因子植入物的老鼠体内发现带有健康新生血管的类器官。

现在科学家们不得不承认，生长因子的植入对改变基因并促进发育效果很好。汤姆森推论，如果他们下一步目标能实现将基因馈入进类器官并使其迅速增殖的话，则它们最终能发出一种促进胚胎细胞变成熟的信号，进入专有细胞组合体内，并“造”出有功能起作用的器官。

汤姆森、安德森、麦吉亚哥和豪登斯柴尔德这4名科学家作为一个整体，共同为开发研究类器官做出了贡献。他们对12只患有慢性黄疸症的老鼠进行实验：将由健康鼠体内取出来的肝细胞基因复制品，置入病鼠的类器官血管网络中。这些由病鼠体内肝脏负责提供养料的基因会死去吗？还是能成功地像健康鼠那样将胆红素分解成胆汁酸？其结果是：在4周内，病鼠血液中胆红素含量降至正常程度。

科学家们的此项试验结果刊载于1989年第10期《国家科学院学报》刊物上。汤姆森说，现在科学家们已将类器官植入老鼠体内试验，历时2年多尚未发现老鼠患病。研究者们可能很快就要将类器官作为一种“体内自疗器”用于医治各种疾病。鉴于此项技术的机理利用基因工程方法对细胞实施“再教育”，促使其能分泌身体所需物资，然后将此细胞置人类器官中，以便于细胞分泌的物资溶入血管，所以这种新生器官有能力医治各种可通过分泌物质予以矫治的疾病，例如糖尿病、血友病等。这种技术最有可能先用于治疗艾滋病。其治疗机理如下：设计一种类器官将CD4分子（一种建立在细胞膜上的可溶蛋白质）泵送入血液中，将血液中的HIV病毒（人免疫缺陷病毒）缚住，最后到达肾脏，转化成尿液排出，汤姆森指出，若细胞能被处理至含有较高浓度CD4分子的话，其结果就有可能彻底制服艾滋病毒。

但将类器官置入人体尚有风险，科学家们不得不阐明原因：“生长因子的数量不好掌握，若施以过多，恐怕会引起不可控制性的癌细胞生长。”“我们必须确保移植手术的成功率要大于失败及危险率后方能考虑施治于人体。我们需要得到一种更受控制的载体。Gore-Tex是一种尚不太理想的纤维，若它在人体内受压收缩，则血管生长空间就被占据了。”病理学家们也指出："假若我们将一种能产生胰岛素的细胞置入糖尿病患者体内，若其增殖速度失控，产生过量的胰岛素，那又怎么办呢？此后果将导致患者反复休克，我们又无法将那些细胞回收。”

一些医学权威对类器官理论尚持怀疑态度。美国明尼苏达州罗切斯特市Mayo诊所肝移植外科主任鲁德 · 克罗姆（R. Krom）认为，类器官绝不能取代健康肝脏的100余种功能；很难想象能再造出胎儿体内存在着的众多尚未获知的信号与机制。

科学家们指出，类器官技术的价值将是不可估量的，此项技术应加速发展，预计在10年内开发研制出能取代病人脾、肝、胰等脏器的类器官理应实现。

病理学家目前正关注着类器官技术中的血管连接生长情况，他们认为，若心脏与主动脉间能生出新血管来，则今后例如“旁路手术”之类的外科手术就可被之取代。但首先，我们确认这是否会改变心脏功能或引起炎症之后，才敢预计此项技术在3~5年后能否临床应用。

汤姆森说：“由于我们已获悉了促进类器官发育成一特定器官的关键细胞与生长因子之间的秘密通讯信号是什么，所以我们能‘教’这些细胞去按我们希望的“路径”增殖生长，以便使类器官正确发育。……当我们获悉细胞怎样衰老及为何变老时，我们就解开了生产一种永不衰老器官的秘密。我们将要再造出长寿命的人体器官，使人们生活得更美好。”

[OMNI，1991年1月]