实验室培育的猪肺对未来的器官移植来说是个好消息

每年有数以千计的美国人接受肺移植手术，以替换因各种原因而衰竭的器官。但这些组织非常脆弱，肺移植的五年存活率仅为 50% 到 60%。根本没有足够的肺捐赠者能够与接受者的身体完美匹配，即使医生对捐赠的肺进行调整以使其更具存活能力，也总是担心患者的免疫系统会排斥新器官。免疫抑制剂降低了这种可能性，但也使患者感染严重感染的风险更高。因此，许多人在等待移植的病人名单上或移植后不久死于并发症。

生物工程肺将是解决这些障碍的绝佳方案。现代医学的出现使医生能够在实验室中从头开始构建人类肺——这是德克萨斯大学医学分校的琼·尼科尔斯和她的同事在 2014 年完成的一项巨大壮举。多年后，他们现在展示了另一轮试验的结果，这些试验表明，单个实验室培育的肺成功移植到猪体内，而无需使用免疫抑制剂，最终将生物工程肺移植的前景推向现实。

尼科尔斯是新研究的主要作者，该研究于周三发表在《科学转化医学》杂志上。他说：“到目前为止，已经对小动物进行了一些研究，但存活期很短。这是第一次移植整个生物工程肺。”

猪在未来器官移植中的作用并不是什么新鲜事：它们是大型动物，器官大小与人类相当相似，而且很容易找到和饲养。但猪的器官不是人类的器官，即使有了基因编辑等新工具，试图让我们的身体与这些新客人相处仍然存在很大风险。但是，用接受者自己的细胞制成的生物工程肺在移植回猪体内时应该比单独获取的整个肺更完美匹配。

虽然从头开始构建肺是一项细致的工作，但整个过程并不难理解。事实上，它有点类似于你构建任何东西的方式。你需要先制作一个支架——一个由坚韧、柔韧的蛋白质（胶原蛋白和弹性蛋白）组成的框架，器官的细胞和血管可以在其上生长。在这种情况下，研究人员通过获取死猪器官并将其浸泡在糖和洗涤剂中来制作支架，留下肺的“骨架”。

接下来，研究小组对接受试验的猪进行移植，取出一只肺作为生物工程肺的细胞来源。在用充满生长因子的水凝胶和纳米颗粒处理支架后，他们添加肺细胞，启动血管发育，并让整个支架在生物反应器中生长 30 天。

尼科尔斯和她的团队观察到，当生物工程肺进入猪体内时，它们会与动物其他血管系统形成可行的血管连接。肺在每只动物体内继续正常生长发育。新发现真正非凡的部分是肺微血管的成功发育和成熟——氧气与血液进行复杂交换的地方。

研究小组成功地将四个猪肺移植到四只猪的体内，手术后，这些猪分别存活了 10 小时、两周、一个月和两个月。研究人员需要收获这些生物工程肺，以便更深入地研究它们在体内的发育情况，因此这些猪完全有可能在两个月后仍能保持健康状态。

毫无疑问，新成果值得称赞，但没有人，尤其是研究团队，会过于自以为是。尼科尔斯称最新试验是“一个小型临床前项目”，并强调“我们制造的成果还不错，但无法支持临床生产肺。我们需要更好的设备来真正满足项目需求”，此外还需要更多的资金。在人类身上进行其他动物模型测试也可能支持这些发现。

此外，“我们确实需要证明动物可以仅靠工程肺提供的氧气生存，”她说。需要进行更多研究来更好地说明生物工程肺对氧合和气体交换的支持效果如何。更理想的试验是让接受移植的猪在 6 到 12 个月内存活，关闭正常肺（“很容易做到，而且不会对动物造成伤害”，尼科尔斯说），并证明它们可以仅靠生物工程肺生存。“这将证明我们的概念！我们制造的肺似乎需要时间才能在动物体内完全成熟。”

当被问及这项工作是否真的可以为人类患者培育出实验室人肺时，尼科尔斯确信，如果未来的测试顺利，并且团队能够为他们的工作找到足够的资金，他们可以在未来五到八年内进行临床试验。

不过，他们可能需要休息一下（请原谅我的双关语）。“这个项目花了 15 年才走到今天这一步，我们很高兴能做得这么好，”尼科尔斯说，并补充道，“不过我们现在很累了。”