小小類器官承載移植夢

　　經過近10年的快速發展，科學家們已經能在實驗室利用細胞培育、分化、自組裝成各種類似人體組織的3D結構，制造出肝臟、胰臟、胃、心臟、腎臟甚至乳腺等在內的各種類器官。英國著名學術期刊《發育》雜志3月刊以專版形式，對類器官研究領域進行了全面回顧。

　　《科學》雜志網站報道稱，這些實驗室類器官并不是各種細胞毫無規則地聚集，而是已經擁有類似真實器官的復雜結構，比如在顯微鏡下能觀察到腎臟上的微細血管、大腦皮層或腸道內的褶皺。

　　但這些類器官真的就是真實器官的“縮小版”嗎？它們能用來在體外模擬疾病、測試新藥并最終作為替代器官進行人體移植嗎？

　　尚無法完全復制體內真實情況

　　這些由大量細胞簇聚而成的類器官，雖然在很多方面能模擬真實器官內部結構，但某些與真實器官功能和發育緊密相關的結構特性至今還無法擁有，如缺乏血管系統，這是人體器官生長發育中獲取能量的重要結構。因此，目前為止，類器官還不能稱為真實器官的“縮小版”，仍然是微型和簡單的器官模型。

　　一些謹慎的專家認為，類器官到底能在多大程度上模擬真實器官尚不清楚。一位使用迷你大腦研究寨卡病毒的美國約翰斯·霍普金斯大學神經學家認為，迄今為止，研究人員還無法賦予類器官免疫系統，因此，在篩選藥物時，無法完全復制體內的真實情況。

　　但與科學家長時間以來只能在實驗室培育2D結構相比，3D類器官向前邁出了一大步。現在，科研人員已經可以用它們模擬人類發育早期的器官形成過程，研究基因突變和傳染病等對正常器官功能的影響。

　　用干細胞技術培育類器官

　　目前，所有類器官都是用干細胞技術，通過精確模擬人體發育條件，在實驗室讓干細胞分化成各種不同類型細胞，自組裝成器官的基本結構。這些干細胞主要來自誘導多能干細胞（iPS細胞）和成人干細胞兩種不同類別。

　　誘導多能干細胞有的從人類胚胎分離而來，有些誘導體細胞發育而成，理論上講，它們能分化成人體任何一種細胞。這些類器官能重現器官形成最初數周和數月的發育過程，幫助研究人員識別出發育過程中的各種差錯，如導致腸道某些重要細胞缺乏的基因突變等。“你能在培養皿中親眼目睹這種先天性缺陷的形成過程。”美國辛辛那提兒童醫院發育生物學家詹姆斯·威爾斯說。

　　來自誘導多能干細胞的類器官，還能為神經科學研究提供發育模型。如研究人員借助類大腦，揭示了寨卡病毒攔截并殺死神經前體細胞的過程，從而掌握了該病毒減緩大腦發育、導致新生兒小頭癥的機制。

　　還有一些類器官利用成體干細胞獲得。雖然與誘導多能干細胞相比，來自這類干細胞的類器官結構更加簡單，但仍然為器官研究提供了有力工具。通過這種方法獲得的肝、胃、小腸和胰等類器官，能用來研究遺傳差異對器官功能的影響，測試人體對新藥的反應。

　　移植人體還要再等10年

　　目前，已經有一種類器官顯示出在測試藥物作用機理中的臨床價值。荷蘭干細胞生物學家漢斯·克萊夫斯和同事，利用從囊性纖維化患者身上提取小腸細胞，培育出小腸類器官，對福泰制藥公司開發的一種新藥進行了測試，發現新藥能將小腸黏膜的鹽和水的吸收功能，恢復到健康腸道一樣的水平，且沒有引起炎癥反應。克萊夫斯表示，他們已經培育出7個小孩的類腸模型，并基于這些類腸器官的測試結果，為他們制定了最有效的個性化藥物方案。

　　研究人員還希望，將類器官植入人體，用于修復受損器官。已有研究將微型肝臟和小腸植入小鼠體內，觀察其發育情況；還有人使用實驗室培育的迷你組織，治療早產兒因感染導致的腸道損傷，并計劃在患者腹部培養一個類腸道后，再接入體內腸道。

　　但因類器官研究和運用的標準化問題還有待解決。威爾斯表示，雖然10年前人類無法想象在實驗室培育出如此眾多的類器官，但類器官“住”進人體，實現人體移植運用，可能至少還需再等10年。