这些细胞产生的组织能有效地避免异体器官移植中的排斥-湖北恩施新闻
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细胞打印-这些细胞产生的组织能有效地避免异体器官移植中的排斥-湖北恩施新闻

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孙杨案28日公布

而器官移植從誕生之初,似乎就帶着「原罪」,極易挑戰人性。

簡單來說,這就是將人的胚胎幹細胞注射到動物(例如「小鼠」或者「豬」)囊胚。由於經過基因編輯,動物的囊胚無法發育成某個器官(例如肝臟或者胰臟等),則嵌合胚胎的器官都由人的胚胎幹細胞發育而來。再將嵌合動物的器官取出,用於移植。

為了解決器官源缺乏以及異體器官移植的倫理問題,科學家一直在科研領域作出努力。其中最為主流的研究方向是生物3D打印技術,通過取得人體本身細胞在體外打印而完美規避了倫理問題。但此次日本的「人獸雜交」無論在倫理和可行性方面都引發了不小的爭議,劍走偏峰的研究方向是否有意義?

「器官捐獻領域倫理的爭議實際上一直存在,只是當事人同意遠遠不夠,還需要整個社會的認同。此外死囚犯此前一度成為器官源的主要供給方式,但一直在國際社會備受爭議。」華南某幹細胞研究機構的研究者對21世紀經濟報道記者說道。

目前,利用生物打印技術製造生物組織和器官的方法有兩種,分別是製造具有血管的生物組織和器官的體外打印技術,以及用於直接在病變部位進行組織再生的體內打印技術。但體外打印生物組織是非常尖端而又精密複雜的過程,需要對多層細胞進行分級排列,並在組織內生成血管網絡系統。

「日本實驗的原理是,在動物的胚胎里引入人類IPS細胞,IPS細胞就是一種和胚胎幹細胞類似的全能幹細胞,然後在動物體內長出來人的某種器官,再移植到人體內,就是用人的原始幹細胞長出來的器官,相對於異種器官移植,如果能夠成功,它的移植排斥反應肯定很小,但實際難度很大。首先動物體內是否能長出人類的器官,其次長出來的器官是否會存在和動物細胞融合,都將成為實際操作上的挑戰。實驗的時間並非一兩年就能成功,也許二三十年都難以成功,更別提臨床運用了。」廣東某三甲醫院器官移植科醫生對21世紀經濟報道記者說道,「另外,日本實驗提到,目的是通過基因編輯方式將人IPS細胞裏面的某些基因敲除,以此來適應其能夠在動物體內生長,僅這點就有大概率失敗的可能。」

「對於分層化的3D打印技術成為未來研究突破的主要方向。但目前還做不到各個分化階段培養細胞。現在的技術如果能解決按照一個胚胎分化發育的規則,不同時間去培養不同類細胞,是未來研究突破的關鍵。比如心臟,不同的細胞有微小區別,如果能夠把整個發育過程弄清楚,不同階段和時間點可以打印不同細胞,即可以實現精細化運作。」前述科研人員說道。

舉例來說,從患者體內取出一些脂肪組織,然後將其細胞與非細胞成分分離。這些細胞隨後被用來誘導產生多能幹細胞,而膠原蛋白和糖蛋白等非細胞成分則用來合成「個體化凝膠」,充當3D打印的「墨水」,生成組織和器官。因所有的材料都來自患者本身,這些細胞產生的組織能有效地避免異體器官移植中的排斥。

從「原罪」到「劍走偏峰」日本「人獸雜交」實驗,目的是培養出器官移植的器官源,解決器官源短缺問題。

但3D打印實際的科研突破也是壓力重重,距離臨床實現也是萬里長征。

異基因的骨髓移植(allo-BMT)的供髓細胞在遺傳上與受者細胞起源不同,與腎、肝、心等器官移植相比,allo-BMT更易發生排斥反應,而一旦供髓植活后又可發生移植物抗宿主病,故供、受者間要進行嚴格的組織配型,受者在移植前必須用免疫抑製劑預處理。

但無論在倫理層面還是操作方面,該實驗都具備巨大挑戰。現階段臨床器官移植集中在心、肝、肺、腎等科室,器官移植供源大都為異體捐贈。由於長期供源緊張以及一些倫理爭議,科研領域主流的突破方向並非「人獸雜交」取得移植器官,而是通過3D打印技術解決。但現實的情況是距離臨床落地前路漫漫。

因每個人的基因不同,器官移植時是會出現排異反應。而根據幹細胞的來源不同可分為自體、同基因和異基因BMT。同基因骨髓移植是指同卵孿生同胞間的移植,由於供、受者在遺傳學上相同,故與自體骨髓移植一樣,不存在免疫不相容問題。

2015 年,中國宣布停止死囚器官使用,公民捐獻成為唯一合法來源。但依舊面臨器官源缺乏的常態。

器官移植未來何解?器官移植中排斥反應成為最大的難題。

生物3D打印技術是目前器官移植的主流攻克科研方向,即通過取得自體完全同基因組織在體外培養用於自身移植的器官,既避免了排斥可能也規避了可能的倫理問題。

《Nature》日前對「人獸雜交」胚胎批准實驗的報道,引起多方對器官移植的關注。

日本文部科學省發佈關於「人獸嵌合胎」操作規範的最新修訂版。根據新版修訂,將人源細胞注入動物囊胚中製成的「人獸嵌合胎」,允許有條件地放入動物母體中培育,並可以發育成形出生。這意味着,日本從立法層面對「人獸嵌合胎」進行支持,而實驗批準是對該規則的一次實踐。

而在臨床層面,更是困難重重。「儘管從倫理層面目前3D打印技術成為主流,但臨床上,仍未得到推廣。3D打印的器官是否具有功能、功能能維持多久。雖說是自身細胞,但應該也要加入其他材料來維持血管、膽道等結構,也面臨著作為異物在體內易引起感染等問題。」前述器官移植科醫生說道。

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