西班牙:利用人类干细胞造首个“人工肾”

2013-11-21 00:00 来源: 中国网
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   据西班牙《国家报》网站11月17日报道,15年前,人类在“再生医学”领域内迈出了伟大的一步,那就是发现了胚胎干细胞。15年后的今天,人类再次打破了医学研究的瓶颈,对生物医学这一科目有了更加清晰的认识。

  继新一代微型“人造肝脏”和“人造大脑”之后,西班牙医学家利用胚胎干细胞制造出了微型“人造肾”。现在,胚胎干细胞的功能相比之前变得更加丰富,它不需要变成细胞株之类的细胞群,可以直接形成立体的人类器官,这样就省去了很多繁琐的步骤。虽然这些微型“人造器官”的数量非常有限,而且也处于初级试验阶段,还存在很多有待解决的问题,但是这次发现仍然是人类在生物医学领域一个里程碑式的进步。现在考虑给人类移植这些人造器官还为时尚早,不过这种“人造肾”不仅仅是创造了移植的可能性,同时也可以作为试验品来检测人体是否患病,从而做出更加有效的治疗。

  成功制作出“人工肾”的这位医学家名叫胡安•卡洛斯•伊斯皮,他还有两个助手,一个来自加利福尼亚州的索尔克研究所,另一个来自巴塞罗那的再生医学研究中心。他们三人与当地的生物工程中心(CIBER-BBN)和城市医疗诊所通力合作,最终完成了“人工肾”的制作工程,并将他们的研究结果刊登在了《自然界的生物细胞》(Nature Cell Biology)杂志上。

  胡安小组采用了生物医学研究时最常用的两种干细胞作为原材料,一种是胚胎干细胞,另一种是诱导多能干细胞(又称iPS)。同时这两种细胞还具有一项特殊的功能,那就是它们可以增大人类皮肤细胞的更替周期,因此这种“人造肾”还有一定程度的抗衰老功效。

  再生医学的最终目的是生成可供人类移植的组织和器官,然而这条伟大科学航道的前途并不是一片光明,还存在很多至今仍在困扰着人类的复杂问题有待解决。而且每一个问题都是人类现有的知识和资料所不能解释的,我们未知的东西还有很多。胡安公开宣称:“我们的研究给人类带来了希望,有朝一日,我们将可以用自己的细胞制成自己的器官,从而实现器官的再生,这就解决了移植器官短缺和难以匹配的问题。”

  除了对再生医学的贡献,这次的成功对临床医学的发展也有很大帮助。比如,取一个肾病患者的皮肤细胞,然后经过胚胎干细胞和多能诱导干细胞的转变及分化,就可以生成一个同原患者的肾脏有着同样病理特征的小型“人造肾”。以这个“人造肾”为研究对象,我们可以任意的进行药物试验和研究分析。然而这些试验和研究是不能直接在病人身上实现的,因为会给病人带来极大的痛苦,这在伦理道德层面也是不允许的,有了“人工肾”作为实验对象,会让病理分析变得简单许多,同时也能让医生们更深层次地了解他们所需要治疗的疾病。

  有了“人工肾”的帮助,人类对肾病的认识很快会提升一个层次。拉霍亚和巴塞罗那的科学家已经证实了“人工肾”派生技术(专业术语叫“肾原基技术”)的有效性,并利用这种技术成功地治愈了一名多囊肾病(PKD)患者。多囊肾病是一种遗传性肾病,会对患者的肾脏器官造成很大伤害。在“人工肾”派生技术被发明之前,这种病一直是令医生们头疼的一种病症,属于不治之症,现在人们已经彻底了解了这种病的病因并成功地医治了它。

  巴塞罗那医院肾脏及泌尿科的主治医师何塞夫•玛利亚•卡普罗表示:“临床医学的一个重要工作就是尽可能地在实验室还原肾病病人的病理特征,并针对这些病理特征制定不同的治疗方案,然后再根据不同方案的治疗效果对每种方案做出准确的评估,选出最优方案。”

  同时,科学家们还期望用患者的多能干细胞造出的可再生器官可以用来研制新的药物,例如微分子电池。这是一种被大多数医学家普遍推荐的新型药物,它可以消灭病原体细胞,刺激人体免疫细胞,或者纠正一些由病原体导致的不良生化反应。一些研究者表示他们希望“人工器官”的到来可以缩短并优化一些临床治疗的工序,这些工序原本是需要复杂的药物搭配才能完成的,通过微分子电池疗法同样可以达到治疗效果。另外,这种治疗法并不仅限于肾病治疗,只要可以做出该器官相对应的“人工器官”,就可以制成相应的微分子电池。

  但是肾脏依然是医学家们首选的实验对象,尤其是胡安。他解释道:“肾病患者的数量众多,同时范围也很广,所以我们要优先解决肾病问题。另一方面,肾脏的自我修复能力和再生能力都很弱,而且肾脏的移植手术也是世界难题,因为很难找到与患者身体相匹配的肾脏器官,我们期望干细胞可以解决这一医学难题。”