科学家成功地将实验室培养的肺移植到猪体内

研究人员首次在实验室中制造出肺，并成功地将其移植到猪体内。

8月1日《科学转化医学》在线版报道了这些生物工程肺，它们发展出了健康的血管，使得猪在手术后可以存活数周。与之前的研究相比，这是一个显著的进步:在老鼠体内植入实验室培养的肺在数小时内就失败了，而在此之前，肺还没有发育出长期生存所必需的复杂血管网络。

如果这项新技术能应用于人类，利用从病人自身细胞中生长出来的生物工程肺，就能降低器官排斥的风险，并缩短器官移植的等待时间。在美国,大约有1500人目前在肺移植等待名单,平均等待几个月。

“这项研究真的把整个研究领域带到了一个新的高度，”匹兹堡卡内基梅隆大学的生物医学工程师Xi Charlie Ren说。

在这项研究中，加尔维斯顿德克萨斯大学医学分部的免疫学家Joan Nichols和他的同事首先使用糖和洗涤剂混合物从供体猪的肺中剥离细胞，为四只猪造了肺。这就留下了由细胞间蛋白质制成的无菌的珍珠白色肺状支架。(在人类身上，研究人员设想使用捐赠的器官或3d打印适合人体的肺支架。)然后，研究人员用猪的血管和肺组织细胞重新植入每一个支架，这些细胞注定要接受这个器官。

每一个经过改造的肺都在生物反应器内生长了30天，注入了大量的营养混合物，帮助细胞附着在支架上并在正确的位置繁殖。然后，研究人员用生物工程版本替换了每只猪的左肺。

手术后，尼科尔斯的团队让一头猪存活了10个小时，另一头活了两周，第三头活了一个月，第四头活了两个月。在每头猪死后，研究人员对其进行了尸检，以观察随着时间的推移，新肺部是如何融入猪体内的。没有动物接受免疫抑制药物治疗，也没有移植的动物被拒绝。猪的体内,生物工程肺血管插入动物的自然循环系统,为器官提供氧气和营养物质才能生存。

动物术后复苏是“相当令人惊奇的事了,”任说。这只活了两个月的猪在手术后没有出现任何呼吸问题，而且它的肺移植被寄生在正常猪肺中的细菌所占据——这表明猪肺组织发育正常，并很好地融入了身体。

但这些实验室培养出来的肺还没有为黄金时间做好准备，劳拉·尼克拉森(Laura Niklason)说，她是耶鲁大学(Yale University)的生物医学工程师，没有参与这项工作。虽然生物工程肺与猪的循环系统相连，但这些器官并没有与动物的肺动脉相连——肺动脉输送低氧血液，供肺补充吸入的氧气。这使得猪在手术后只能依靠右肺呼吸。

“下一步是将器官连接到肺动脉”，以确保生物工程肺将氧气和正常肺一样输入血液，Niklason说。

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