马基亚里尼通过五次手术成功移植了一例生物工程气管,使用的是病人自己的干细胞为材料参与制作的人造支架。他现在正计划运用相关技术制造更复杂的组织和器官,并相信利用人体自身痊愈能力进行移植的领域具有巨大的潜力。
保罗·马基亚里尼在AAAS会议上发言
保罗·马基亚里尼(Paolo Macchiarini)在美国科学促进会(AAAS)年会上描述了他的最新进展和对未来的畅想,包括一个雄心勃勃的再生大脑组织的计划。
当某个器官衰竭时,移植一个新器官通常是唯一的解决方案,但这种方法有个巨大的缺陷:捐赠的器官数量有限。另一个严重的问题是病人的免疫系统可能会排斥新的器官,因此许多接受移植的患者不得不终身服用抑制免疫的药物。
新兴的再生医学这一领域正致力于解决上述问题。据马基亚里尼介绍,通常情况下他们需要同时使用多种材料和方法。组织工程学是常用的方法之一,它包括剥离捐赠器官的细胞,只保留结缔组织,或是使用合成材料搭建一个人造基质。将病人自己的干细胞种在制造出的支架上,会长出需要的特定种类的细胞。这些细胞也有可能不需要在支架上培育,而是直接注射进人体,这种手段被称为细胞疗法。一些能够促进组织生长的药物也有助于这些新物质在体内驻扎,治愈患处。
对于一些相对更复杂的器官,比如心脏、肺和肝脏,使用细胞疗法仅修复患处比培育和移植一个完整的器官更实际,马基亚里尼说。研究人员通常会在移植干细胞之前将它们放在适当的环境中进行培育,“不过我们也可以采取新的方式。”他说,将细胞注射到需要的地方,它们将根据注射的位置相应变化,并刺激人体自身的愈合机制开始起作用。
马基亚里尼和他的同事们已经用这种方法治疗了一位丧失喉部供血功能的病人,该方法使得病人保留了喉部,不被移除。还有两位急性肺衰竭的病人也接受了干细胞为基础的疗法,病情也有所好转。尽管这两名病人最终死于多器官衰竭,但结果证明干细胞疗法在恢复受损器官的功能上大有希望。
马基亚里尼认为,它甚至有可能再生大脑功能组织。“你们也许会觉得我疯了,”他说,“嗯,我可能是疯了,但是我想到的是中枪的士兵们,还有常发生的车祸。”他目前正在研究从老鼠的大脑上移除活细胞,换成一种胶质纳米纤维的基质,该基质中植入了蛋白质,能够保护神经元并吸引干细胞。他的设想是,根据之前在小鼠和大鼠上所做的实验结果支持,这种胶质将会管理大脑受伤的部位,挽救受损的组织。
马基亚里尼同时也在继续研究气管移植,不同于基于捐赠的气管的培养,他要研发从头到尾都由人工制造的气管。有了这种方法,他可以为年幼的孩子量身定做,制造出的新气管也相对不会太早退化。
目前,他正计划于今年3月为一名2岁的小女孩移植他制作的气管。这个女孩先天没有气管,从出生至今都在重症监护下,目前她的呼吸需要依靠一根从食道直接接入肺部的管子。这将是接受马基亚里尼的疗法的病人中年龄最小的患者,也是第一个病人完全没有一点气管的案例。
资料来源www.aaas.org
责任编辑 彦 隐