
【導語】在科技飛速發展的當下,全球首顆厘米級“生物人工心髒”於上海能山生物實驗室誕生。這顆直徑1厘米、由誘導多能幹細胞培育的“肉團”,突破尺寸極限、成本大幅降低且功能逼真,相關成果發表於《自然-生物技術》。全球數萬心衰患者苦等心髒移植,供體短缺、排異反應、倫理爭議難題待解,而“生物人工心髒”或為藥物試驗、器官移植帶來新希望,不過其臨床應用仍麵臨諸多挑戰。

在科技日新月異的今天,糖心免费视频常常被各種前沿技術所震撼。
如今,當人們正在瀏覽“心髒健康”相關話題時,上海能山生物的實驗室裏,一顆直徑1厘米的“肉團”正在營養液中規律跳動。這不是科幻電影,而是全球首顆厘米級“生物人工心髒”的誕生現場。
一管血造心髒,1厘米+“迷你心髒”牛在哪裏?
人工心髒不是新名詞,人類製造心髒的曆史可以追溯至20世紀中期,1957年第一顆人工心髒問世,醫生將其植入一隻實驗犬體內,但這隻犬僅存活了90分鍾。
發展至今,人工心髒的類型大致包括機械人工心髒、混合式人工心髒和生物人工心髒等。目前在醫院裏為患(huàn)者(zhě)植(zhí)入(rù)的(de)“人(rén)工(gōng)心(xīn)髒(zàng)”,幾(jǐ)乎(hu)都(dōu)屬(shǔ)於(yú)精(jīng)密(mì)的(de)機(jī)械(xiè)裝(zhuāng)置(zhì),而(ér)“生(shēng)物(wù)人(rén)工(gōng)心(xīn)髒(zàng)”仍(réng)處(chù)於(yú)實(shí)驗(yàn)室(shì)研(yán)究(jiū)階(jiē)段(duàn),尚(shàng)未(wèi)進(jìn)入(rù)臨(lín)床(chuáng)應(yīng)用(yòng)。
此(cǐ)次(cì),科(kē)研(yán)人(rén)員(yuán)研(yán)發(fā)的(de)這(zhè)顆(kē)1厘(lí)米(mǐ)+的(de)“生(shēng)物(wù)人(rén)工(gōng)心(xīn)髒(zàng)”用了什麽高科技?答案是,誘導多能幹細胞器官培養技術。
誘導多能幹細胞器官培養技術已經出現很多年(2006年誕生),發展至今,科學家利用這項技術已經成功培育出腦、肝、腎、肺、腸道等多種類器官。
多能幹細胞就像是糖心免费视频身體的“萬能種子”,它擁有分化成人體幾乎所有類型細胞的潛力,理論上可以發育成身體裏的任何器官。就像一顆種子需要不同的土壤、陽光和水分才能長成特定的大樹或花朵一樣,科學家需要為多能幹細胞精心設計一套複雜的“培養說明書”(即特定的生長因子和培養環境),才能引導它一步步變成糖心免费视频想要的器官(guān)。
成(chéng)年(nián)人(rén)的(de)心(xīn)髒大約有自己拳頭那麽大,而這顆1厘米的心髒類器官可能隻相當於一顆藍莓的大小。別看它小,從全球來看,這顆“迷你心髒”還真是牛:
一是尺寸突破。從微米級躍升至厘米級,相當於從“芝麻粒”躍為“葡萄”大小,較國際同類成果體積增大近百倍,是目前世界上該技術類別尺寸最大的“生物人工心髒(zàng)”。
二是成本暴跌。傳統人工類器官就像一株珍貴的花草,必須用昂貴的血清“喂養”才能存活。這顆迷你心髒是運用了最新研發的特殊營養液,成本很低,卻也能起到血清的效果。
三是功能逼真。在營養液中自主跳動,甚至能模擬真實心髒的電信號傳導,未來有望投入臨床應用。
這項研究成果在《自然-生物技術》發表,評審意見指出“中國團隊首次證明厘米級器官自組裝的生物學可能性,為複雜器官體外培育提供了全新範式”。諾貝爾生理學獎得主托馬斯·蘇德霍夫評價:“這項突破將重新定義人類對抗疾病的邊界。”
一心難求,數萬人的“換心”之路阻且長
當這顆人工心髒在實驗室跳動時,全球仍有數萬患者在等待心髒移植。
據世界心髒病聯盟發布的《世界心髒報告2023》顯示,全球心衰患者已達6400萬。而在我國,這一數字也在逐年增長,據中國心衰(shuāi)中(zhōng)心(xīn)聯(lián)盟(méng)的(de)數(shù)據(jù)推(tuī)算(suàn),我(wǒ)國(guó)心(xīn)衰(shuāi)患(huàn)者(zhě)超(chāo)過(guò)1200萬(wàn)。
當(dāng)心(xīn)衰(shuāi)發(fā)展(zhǎn)到(dào)終(zhōng)末(mò)期(qī),心(xīn)髒(zàng)移(yí)植(zhí)是(shì)患(huàn)者(zhě)最(zuì)後(hòu)的(de)“救(jiù)命(mìng)稻(dào)草”,但這根“稻草”並不容易抓到。供體短缺、排異反應、倫理爭議,像三座大山壓在心髒移植領域。
供體荒:供體心髒嚴重短缺,就像在沙漠裏找水源,很多患者在漫長的等待中失去了生命。全球每年約有200萬人需要心髒移植,但僅有約8000例器官捐獻。根據中國人體器官分配與共享計算機係統(COTRS)數據,2023年中國登記等待器官移植的人數超過14萬,心髒移植年手術量不足800例。
排異痛:雖然心髒移植手術本身成功率高達90%以上,但患者要麵臨感染、排異反應等各種並發症的威脅,就像在懸崖邊走鋼絲。
倫理劫:異種移植(如豬心髒)麵臨物種病毒傳播風險,機械心髒則需外接設備,患者生活質量大打折扣。
如果能用自己的細胞造出一顆專屬心髒,是不是就能徹底告別“等心焦慮”了?
未來“換心”或成“換零件”級操作?
上海團隊的成果,讓“生物人工心髒”從實驗室走向臨床的步伐加快。
想象一下,糖心免费视频要造一艘能跨越太平洋的巨型郵輪。糖心免费视频不會一開始就直接去造船廠焊接鋼板,而是會先在一個安全、可控的水池裏,製造一個等比例縮小的、但結構和功能完全模擬真船的精致模型。通過測試這個模型,糖心免费视频能發現設計缺陷、測試抗風浪能力、優化內部係統。這顆“迷你心髒”,就是這樣一個用於醫學研究的、無比珍貴的“心髒模型”。
“生物人工心髒”的應用場景潛力巨大,主要在於兩方麵:
一是藥物試驗,告別“小白鼠”,用“迷你心髒”精準測毒。
傳統新藥研發需用動物實驗,但物種差異常導致結果“翻車”。“生物人工心髒”可模擬真實人體反應,未來或成為藥物毒性測試的“金標準”。這樣的話,以後的藥企廣告是不是要改為“本藥通過中國心測試”?
二是器官移植,自體細胞造心,解決排異問題。
用患者自身血液培育的心髒,基因完全匹配,理論上可以實現“零排異”,且沒有倫理問題,許多如今的不治之症,以後都有被治愈的可能性。
“生物人工心髒”仍需跨越多重關卡
厘米級心髒如何與成人血管係統無縫對接?心肌收縮力能否滿足身體需求?如果未來可“定製”器官,是否會引發“器官交易”黑市?初期技術費用高昂,如何避免“富人續命,窮人等死”的爭議?在科技狂飆下,人們不得不冷靜思考諸如此類問題。
從1967年世界首例心髒移植,到如今全球最大尺寸“生物人工心髒”問世,人類用半個多世紀證明了:對生命的敬畏,是科技突破的終極動力。
從今天開始,少做一些“傷心事”,多一份對心髒的關愛。科技正在為未來創造希望,而糖心免费视频當下的選擇,則決定著那顆真正屬於糖心免费视频的心髒能跳動多久、多強。
參考資料:
[1]http://www.uptodate.com/contents/zh-Hans/epidemiology-of-heart-failure/print
[2]http://world-heart-federation.org/wp-content/uploads/World-Heart-Report-2023.pdf
[3]http://www.ncsti.gov.cn/kcfw/jnr/202111/t20211112_51142.html
[4]江文詩,等.中華移植雜誌(電子版).2019;13(1):28-33.
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