人造食管猪体移植成功 再生医学迈大步
- 科技快讯
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食管是人体进食、吞咽的核心通道,一旦出现先天性闭锁、外伤缺损或病变损伤,常规治疗手段始终存在难以突破的瓶颈。全球每年有大量新生儿受先天性食管闭锁困扰,成年患者也常因食管癌、食管损伤面临器官修复难题,传统手术要么截取自身肠道、胃部组织替代,创伤极大且并发症多发,要么只能依靠外置营养管维持生存,患者生活质量极低。近期,英国伦敦大学学院联合大奥蒙德街医院团队完成一项重磅实验,成功将实验室培育的人造食管移植到小型猪体内,实验动物实现正常吞咽进食,这项突破打破了食管组织工程长期停滞的局面,为临床食管缺损治疗提供了全新可行的路径。

老办法修食管问题太多,临床治病一直没好办法
食管是中空的管状器官,本身几乎没法自己长好修复,还没有专属的供血血管结构,没法像肝、肾那样做异体移植,这就导致食管缺损一直是外科手术里的棘手问题。现在给先天性食管闭锁的孩子治病,主流做法是切掉孩子的一段结肠,或者把胃部往上提,用来补上缺损的食管,这种手术对孩子身体伤害很大,属于大创伤重建。做完手术之后,孩子很容易出现吞咽费劲、食物反流、肺部反复感染这些后遗症,不少孩子还要做好几次修补手术,一辈子都没法像正常人一样吃饭。
成年患者如果因为食管癌、外伤损伤食管,切掉病变部位后,用自身其他组织修补,同样面临可用组织不够、术后吃饭功能恢复不好的情况。要是用别人的组织移植,身体会出现严重的排异反应,患者必须一辈子吃抗排异药,还会增加感染、其他器官受损的风险。这么多年,科研人员一直想做出能用的人工食管,早期做出来的大多是没有活性的支架,没法和身体自身组织长到一起,也没法实现食管正常的输送食物功能,放进身体后容易变窄、掉出来,没法让患者长期正常生活,这也是人工食管技术一直没能真正用到临床上的主要原因。
用猪自身细胞培育人造食管,移植后能正常吃饭存活
这次研究团队没有沿用传统人工材料支架的老思路,改用脱细胞生物支架搭配自体细胞培育的方法,做出了有生物活性的人造食管,这也是这次实验能成功的核心。研究人员选了和人类儿童体型、身体结构差不多的小型猪做实验,先从健康猪的食管上取组织,把里面原本的细胞全部清理掉,只留下完整的胶原纤维支架,保留食管原本的形状,同时去掉会引发身体排异的异种成分,为后续种上受体自身细胞做好准备。
之后,研究人员从接受移植的猪身上,取一小块腹部肌肉组织,分离出肌源性前体细胞和成纤维细胞,在实验室里培养扩增,再精准注射到清理好的支架里面。接着用生物反应器模拟猪体内的真实环境,持续输送营养液,培养8周时间,让猪自身的细胞在支架上慢慢生长、繁殖,最终形成有肌肉、黏膜基础结构的人造食管。整个培育过程不添加外来活性物质,全程用受体猪自己的细胞,从根源上避免了身体排异的问题。
实验过程中,研究团队给8只实验小型猪,切掉2.5厘米长的食管,换上培育好的人造食管,术后没有给任何一只猪用抗排异药物。经过6个月的长期观察,8只实验猪全都熬过了术后30天的关键危险期,其中5只顺利活到实验结束。移植进去的人造食管,慢慢长出了完整的血管、神经和平滑肌,能自主有规律地收缩,正常输送食物,实验猪完全恢复自主进食,生长状态和健康的猪没有明显差别。有部分猪术后初期出现轻微的食管变窄,通过内镜微创处理就能恢复正常,没有影响整体的生活质量,这个结果也证明了这款人造食管和身体兼容性好,能发挥正常功能。
技术怎么优化、怎么用到人身上,有实际可行的办法
这次在猪体内移植成功,不只是一次实验的成功,更拿出了一套能真正落地到临床的实用方案,精准解决了之前人工食管存在的核心问题。传统人工支架没有活性,放进身体容易变窄,这款人造食管用自体细胞生长的生物支架,植入后能和自身食管组织慢慢融合,实现真正的组织生长修复,不只是简单的物理填补,术后食管变窄的概率大幅下降,就算出现问题,用微创手段就能处理。
针对排异问题,全程用患者自身细胞培育,移植物和自身组织基因完全匹配,不用一辈子吃抗排异药,避开了抗排异药物带来的各种副作用,对身体承受能力弱的儿童患者格外友好。针对培育周期太长、赶不上临床手术时间的问题,整个人造食管培育只需要8周,刚好和先天性食管闭锁患儿择期手术的等待时间匹配,还能根据每个患者的情况单独定制,孩子出生确诊后,就能马上启动细胞培育,等时机到了直接做手术移植。
针对后续推广到临床使用,研究团队也规划了明确的优化方向:给儿童患者用的话,可以把支架做得更小,适配婴幼儿的食管尺寸;给成年食管癌患者用的话,优化血管培育流程,让长段人造食管供血更充足,满足长段食管缺损的修补需求;同时简化培育步骤,降低实验室培育成本,让这项技术未来能帮到更多普通患者。
从猪实验到给人用,再生医学打开新的治疗思路
人造食管在猪体内成功移植并实现功能恢复,是再生医学在复杂中空器官修复领域的重要突破,这项成果的价值不止局限在食管疾病治疗。以往再生医学大多用在皮肤、软骨这类结构简单的组织修复,食管这类需要收缩、输送食物的复杂管状器官,一直很难实现完整的功能重建,这次技术成功,证明了复杂中空器官可以在体外培育,也为气管、肠道等同类器官的修复提供了可参考的技术路径。
按照研究团队的规划,预计5年内会启动人体临床试验,优先针对先天性食管闭锁患儿开展实验,之后慢慢拓展到成年食管损伤患者群体。和传统手术相比,这项技术属于微创修复,对患者身体伤害更小,术后食管功能恢复更接近天然食管,会彻底改变现有食管缺损患者的治疗方式。
这项成果也给行业带来了务实的启示,再生医学的核心方向,是贴合人体自身生理机制,让移植物和身体真正融合、发挥正常功能,而不是一味追求材料的高端复杂。未来随着培育技术越来越成熟、成本逐步下降,人造食管有望成为食管缺损治疗的常规方案,帮助无数没法正常进食的患者摆脱病痛,也推动器官替代治疗,从依靠异体移植,转向自体细胞再生的新方向。
