氧气冲填泵(“鬼心”移植，没有比这更好的选择？)

Posted 2023-05-30

篇首语：殷殷之情俱系华夏，寸寸丹心皆为家国。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了氧气冲填泵(“鬼心”移植，没有比这更好的选择？)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

氧气冲填泵(“鬼心”移植，没有比这更好的选择？)

大量终末期心衰患者需要心脏移植救治，而每年完成的心脏移植极少。移植器官的短缺是制约心脏移植的最大障碍。人工心脏和异种移植是可能的选择。然而，人工心脏目前还存在诸多局限性，全球第一例接受异种移植（猪心移植）的患者接受心脏移植后2个月后去世。近期，有研究者报道了一种富有前景的“鬼心”移植，它是怎样的呢？会是心脏移植更好的选择吗？

每年全球约200万人需要接受器官移植，但只有不到10%的器官移植需求能得到满足。大量终末期心衰患者需要心脏移植救治，而每年完成的心脏移植极少，2020年中国接受心脏移植的患者仅为557例。相当部分患者在等待供体心脏的过程中逝去。移植器官的短缺是制约心脏移植的最大障碍。

本号前期在《人工心脏和猪心移植》介绍了人工心脏和2022年1月全球首例猪心脏人体移植患者David Bennett。用患者David Bennett的话说：“要么死，要么做移植，我想活下去。我知道这是在黑暗中开枪，但这是我最后的选择。”

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猪心，异种移植的最佳选择

实际上，来源于猪的一些非细胞结构组织如角膜、心脏瓣膜已经在人类角膜移植手术、心脏瓣膜移植手术中成熟地应用。

猪的心脏与人的心脏非常相似。猪心在一些性能参数比如器官大小、生理学指标等方面，与人类最为接近。这也是猪心比猴子、猩猩、狒狒等灵长类动物的心脏更具有优势的原因。猪心移植也就成为了异种移植的最佳选择。

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猪心移植面临的障碍

可以想象，人体对异种器官的免疫排斥反应是强烈且持久的。当然，通过基因编辑手段对猪基因进行改造，以适应移植后的人体免疫环境。这一点在David Bennett身上似乎得到证明。

接受猪心移植2个月后，Bennett去世。尸检结果显示机体似乎并没有排斥经过基因改造的猪心。相反地，心肌开始变厚变硬，最终衰竭。

在2022年4月份召开的美国移植学会网络研讨会上，主持手术的马里兰大学医学院专家认为可能是猪心脏对Bennett服用的抗排斥药物产生了反应，此外也不能排除猪巨细胞病毒的可能性，尽管最初的测试并没有发现移植器官含有动物病毒。

猪巨细胞病毒在猪中普遍存在，症状轻微且难以识别。目前没有针对猪巨细胞病毒的疫苗。要避免猪心移植时猪心携带的病毒影响，供体猪（提供猪心者）需要通过剖宫产的方式出生，并且在无病原体（病毒）的环境下生长。这也是限制猪心移植成功率的另一大障碍。

正因如此，2022年6月，来自于纽约大学朗格尼移植中心的团队使用特殊的新方法可以检测任何令人担忧的动物病毒（包括猪巨细胞病毒），并将转基因猪心脏移植到两个脑死亡的人身上。

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“鬼心”是何物？

“鬼心”是由猪的组织框架和患者的细胞组成。简单的讲，取一个猪的心脏，然后用温和的婴儿洗发水洗掉所有的细胞，剩下的是一个细胞外基质，这被称为是一个“鬼心”的透明支架。

随后在透明支架中注入血管细胞，让它们在基质上生长数周，构建出连接心脏的血管。下一步是将未成熟的干细胞注入支架的不同区域，并刺激诱导细胞连接并跳动。

这还没有结束。接下来这些细胞还需要从人工肺中获得氧气。用人造血液填充心脏腔室，用电动泵帮助和培育这颗新兴的心脏泵血。

随着时间的推移，注入的干细胞在不同区域发展成不同类型的细胞，比如心房心脏细胞、左心室心脏细胞。

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数以亿计的干细胞

每建立1克心脏组织，需要十亿个心脏细胞。对于成人大小的人类心脏，则需要多达4000亿个细胞。心脏细胞不能自我分裂，那么这么多细胞从何而来呢？

日本科学家山中伸弥博士发现成人皮肤细胞可以重新编程，使其表现得像胚胎或“多能”干细胞，能够发育成体内任何细胞，并因此于2007年获得诺贝尔奖。

据此，科学家可以从一个人身上提取血液、骨髓或皮肤，并培养出可以变成心脏细胞的细胞，并利用像蜜蜂蜂窝一样的“纤维蜂窝”，可以在一周内从大约5000万个细胞增加到10亿个细胞。

然而，采用人工的方法将4000多亿个细胞注射到“鬼心”支架中都是难以实现的事情。科学家训练机器人以合适的注射部位、最佳的注射速度将干细胞正确地注入到支架中。

上述“鬼心”主要研究者是分子生物学家Doris Taylor博士。Taylor博士一直在德克萨斯心脏研究所开展再生医学研究。2020年，Taylor离开了研究所，成立了私人公司，并即将开展“鬼心”移植的临床试验。

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小结

（1）猪心脏是异种移植的最佳选择。

（2）猪心脏移植到人体面临着免疫排斥和动物病毒感染两大障碍。

（3）目前已有研究利用猪心脏的细胞外基质（“鬼心”）辅以人体干细胞创造出人体心脏。

（4）鬼心移植被认为是一种个性化混合心脏，并即将进行临床试验。

研究者认为，“假设他们的家人患有心脏病，我们可以提前计划：将患者的细胞培养到我们需要的数量并冷冻它们，然后当患者被诊断出患有心力衰竭并需要接受心脏移植时，我们可以从架子上取下一个“鬼心”支架并在两个月内建造出心脏。“

参考文献
N Engl J Med. 2022 Jul

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