继克劳迪娅·卡斯蒂略(Claudia Castillo)成为世界上第一个接受由自己干细胞培养的器官并整体移植成功后,培育患者新器官的想法或已成为现实,也可能性是无止境的

 

2008年4月,英国科学家通过向一位盲人的眼睛后部注射某种物质的方法,帮助他重见光明。

 

  2008年6月,再生医学领域又一次的获得突破,即外科医生们将患者自身干细胞培养的气管成功进行了移植。手术是在巴塞罗那进行的,接受移植手术的人叫克劳迪娅·卡斯蒂略(Claudia Castillo),今年30岁,是两个孩子的母亲。手术的成功证明了科学家们长久以来的预言――作为“替换件”,干细胞可以被用来制造人体的各个器官――干细胞是人体的“母”细胞,能够发育成特化的组织和器官。
 
  这一次的手术成功,似乎预示着一扇正在徐徐打开的再生医学大门一下子被突破――受损的身体部件能在原位被“修理”,而不是被移除或被整个器官移植替换。科学家们相信,技术的、遗传学的和外科手术的突破能使医学在21世纪发生一场革命,这些突破将触及我们身体的绝大部分器官。
 

眼 睛

  2008年4月英国科学家通过基因疗法,即向盲人史蒂文·霍华斯(Steven Howarth)的眼睛后部注射一种物质的方法,帮助他重见光明。18岁的霍华斯来自英国波尔顿,患有一种罕见的遗传眼病,光线较弱时他看不见东西。经过治疗后,他的状况大为改善,同样在夜晚街道照明的情况下,现在他能够和正常人一样逛街购物。
 
  霍华斯是基因疗法治疗的首批3名眼病患者之一,患有“利伯氏先天性黑朦症”(Leber's congenital amaurosis)。此病由基因缺陷造成,在治疗过程中医生给他注射了对应的正常基因。伦敦摩菲尔斯眼科医院(Moorfields eye hospital)的科学家们说,下一步的工作是在利伯氏先天性黑朦症的基础上,将基因疗法扩展到其他眼病的治疗上。
 

气 管

  克劳迪娅·卡斯蒂略(Claudia Castillo)创造了历史,成为了世界上第一个接受自己干细胞培养的器官并成功进行了整体移植,而且无需服用强效抗排斥药物的患者。
 
  外科医生找到了适当的气管捐赠者,他们将捐赠者的气管细胞完全清除,然后从卡斯蒂略体内取出骨髓干细胞在实验室里培养,最后将这些细胞植入捐赠者的气管中。该移植手术于2008年6月完成,术后多个月的血液检测表明,没有发生排斥的迹象。
 

膀 胱

  美国科学家曾在2006年宣布:他们用患者自己的干细胞在实验室里培养出了新的膀胱,并成功地植入患者体内。7名接受新膀胱移植的患者,自此恢复了可执行功能的器官,跟那些经过常规“修理”的膀胱一样。这一突破证明了再生医学的巨大潜力――用干细胞培养自己的组织和器官。
 
  该手术的移植程序包括从患者的膀胱中取出细胞,在一个可生物降解的“脚手架”上培养8个星期左右,然后用来修补损坏的器官。当科学家宣布这项突破时,被修复的膀胱一直运作良好,预计可维持7年之久。
 
  膀胱移植手术是在北卡罗莱纳州再生医学研究所完成的。目前,该所的科学家们正在致力于20种人体组织和器官的培养,包括血管和心脏。

 

Atala将实验室里培养出的新膀胱植入患者体内,成为再生医学领域的重要里程碑

 

皮 肤

  现在,慢性溃疡(Chronic wounds)的治疗可以通过患者自身干细胞的培养来完成。过去通常采用的疗法是,从患者大腿上取下一块皮肤植入病变部位。但是,治愈后会出现难以褪却的疤痕。
 
  目前正在发展的一项技术是――从患者头皮部的发根处提取成体干细胞(adult stem cell),用这些干细胞在实验室中培养皮肤组织。采用这项技术,科学家能够培养出大量小片的皮肤组织。然后,将这些皮肤移植到患者的伤口处,在受损组织上长出新的皮肤,不会留下疤痕,也没有组织排斥的风险。
 
  德国莱比锡弗劳恩霍夫细胞疗法和免疫学研究所的科学家已经获得许可,对有裸露伤口(如腿部溃疡)的患者,可以用患者自身干细胞培养的皮肤组织进行治疗。
 

免疫系统

  人体抵御疾病入侵的防御系统,能以多种方式再生或被替换。最成功的方式之一是,当人体缺乏骨髓产生的白细胞(免疫细胞的一种),即患上重症联合免疫缺陷病(severe combined immune deficiency,缩写为SCID)时,可以通过移植其出生时保存的脐带血(干细胞)来治疗――被移植入的干细胞能重构患者的骨髓。
 
  另一种方式就是从患者自身的皮肤细胞来创建胚胎干细胞,并把胚胎干细胞转换成免疫干细胞。在这种情形中,患者将不需要服用免疫抑制药物。
 

大脑和神经

  有一项技术是这样的:从患者的皮肤细胞创建出克隆的胚胎,从克隆胚胎中提取出干细胞,然后将这些干细胞用于创建成熟的神经细胞,最后神经细胞可被植入大脑的受损区域。另一种策略是,找出被认为是阻止再生的神经细胞内的蛋白质抑制剂,然后设法阻碍这些抑制剂的产生。
 

  2005年法国医生为患者伊莎贝尔·迪诺尔(Isabel Dinoire)施行了世界上第一例脸部移植手术,当时成为轰动世界的头条新闻。这条新闻同时也标志着一个突破,因为这项复杂的手术要求重新连接供给脸部的大量的神经和血管。迪诺尔曾有过一次明显的自杀企图,在吃了几种药物后,她被家中养的狗咬伤,脸部遭到严重损毁。
 
  迪诺尔38岁时,“变脸”手术给了她新的一张嘴、一个鼻子和下巴。但手术是否“成功”,部分地要由她判断,即她再生的新面孔在多大程度上有效恢复了她的本体感觉(sense of identity)。3年后,迪诺尔承认她仍没有“认同”新面孔,觉得新面孔“不是她自己的,感觉是别人的”。
 
  自脸部移植手术后,伦敦皇家自由医院已获得伦理许可,便于在进一步开展脸部移植手术的同时,改进这项技术。
 

心 脏

  2008年10月法国科学家公布了最新版本的人造心脏,并宣称其搏动情况和真正的心脏几乎完全一样。这个由钛和动物组织制成的心脏,由电子传感器来调控心率和血流。据说,当把它的心电图展示给心脏病学家时,这些专家甚至都被“欺骗“了。
 
  现存的人造心脏都被设计成一个短时的填补空缺(stop-gap)的装置,或在移植手术时帮助患者,或者在他们等待新器官的过渡期间提供帮助。此时,它们被用来帮助患者自己的心脏“休息”,提供给患者的心脏时间,让其从感染或疾病中恢复过来,直至它可以接管心脏的功能――作为身体的主泵,让血液循环。
 
  英国曾有一患者被植入了人造心脏,直至把其移走并让他自己的心脏重新泵血之前,这个人造心脏已工作了两年。

 

世界首个人造心脏

 

胰 脏

  几十年来,医生们一直在寻找无需每天注射胰岛素的糖尿病的治疗方法。2000年至今,有12位糖尿病患者接受了胰岛细胞移植(胰岛细胞是胰脏内产生胰岛素的细胞,移植的胰岛细胞来自死亡的捐赠者)术,并取得了不同程度的成功。2008年,英国卫生部同意做进一步的研究,每年资助80位接受胰岛细胞移植术的患者。
 
  日本医生在胰岛细胞移植方面则更进了一步。他们施行了一例活体器官移植,一位母亲把她的器官献给了她27岁的女儿――这位母亲的一部分胰脏被摘除,从中分离出胰岛细胞,经清理后注入她女儿的肝脏。在那里,这些胰岛细胞开始正常行使功能,产生胰岛素。
 
  俄亥俄州阿克伦大学的科学家们正在用一个“生物人工”胰脏进行试验。这个胰脏有一根香烟大小,其上覆盖了一层可容纳胰岛细胞的膜,以促进胰岛素和葡萄糖在细胞和血液之间的交换。
 

卵巢和睾丸

  生殖器官给人们提出了一个独特的问题:对男人而言,精子源源不断地产生,且易被冷冻保存;但是,女人每个月只能产生一或两枚成熟的卵细胞,她们的生育期在绝经后就结束了。除此之外,卵细胞也难以冷冻保存。
 
  对不能产生精子或卵细胞的不育男女来说,有的实验室开展了从皮肤细胞中制造生殖细胞――配子――的可能性。过程是这样的:通过将细胞核插入到已去除了细胞核的供体卵细胞中,用皮肤细胞来创建克隆的胚胎。
 
  在从三天期的克隆胚胎中提取胚胎干细胞后,科学家们希望通过营养物和化学信使物质的刺激,以培养成成熟的精子或卵细胞――重要的是精子或卵细胞的染色体数目是皮肤细胞的一半。目前,几个研究小组已经取得了部分成功,在动物中实现了“单倍体化”(haploidization),有望用人的皮肤细胞制造出有生命力的精子或卵细胞。
 

肌 肉

  迪谢内肌营养不良(Duchenne muscular dystrophy)征是由人体不能产生一种被称为“抗肌萎缩蛋白”(dystrophin)的肌肉蛋白导致的。科学家们目前已知道如何制造抗肌萎缩蛋白基因相对应的正常基因,希望找到将这个正常基因插入受影响肌肉中的方法,使这些受损的细胞正常行使功能。基因疗法研究同时也在寻找推进肌肉力量大小的方法。