最近，有研究团队表示，他们在活体猪身上成功完成人工肺移植实验。或许在不久的将来，人工肺就能成为肺部器官移植的解药。
人工肺或许是解药
在美国，每年都有数千名以上的患者接受肺部器官移植。然而，经过移植的器官组织很脆弱，患者的 5 年存活率只有 50%~60%。
器官移植的问题，除了病患需要经过长时间等待才能排到顺位，好不容易等到了可以移植的活体器官，还需要担心病患的免疫系统会不会排斥新的器官。为了要降低病患体内出现排斥反应，服用免疫抑制剂还有可能提高病患感染的风险。
上述种种因素，让不少需要进行器官移植手术的病患，不是在等候补的时候过世，不然就是在接受移植之后出现并发症状。为了解决上述问题，人工肺或许是解药。
人工肺移植成功首例
2014 年，德克萨斯大学医学分部（University of Texas Medical Branch，UTMB）的研究团队，在研究室里成功打造出人工肺。
近日，同一组研究团队在《科学转化医学》发表的文章中指出，他们已经成功将人工肺移植到活体猪身上。而这也是人工肺成功移植到活体生物的首例。
▲ 研究团队打造人工肺的流程图，右上角的 C 和 D 为“猪肺支架含猪肺细胞”放进生物反应器的样貌。（Source：Akos Nyerges）
小动物移植失败
在过去，曾经有研究团队尝试在小型动物进行人工肺移植手术，但最后这些小型动物都因血管组织或肺水肿（oedema），而在移植后数小时内死亡。
为了要改善这个问题，研究团队的德克萨斯大学医学分部麻醉科医师科提拉（Joaquin Cortiella）表示，他们在移植之前，已先让人工肺发展出更完善的血管分布（vasculature），才进行这次移植手术。
先用死猪肺打造蛋白支架
人工肺制作时必须先取下一整个死猪肺，再利用糖和特殊的清洁剂将既有的猪肺细胞、血管洗掉，只留下猪肺的胶原蛋白、弹性蛋白等蛋白质组成的猪肺支架。
在生物反应器静待 30 天
接着，研究人员取出等待器官移植的猪的干细胞，并移植到这个猪肺支架里，整组“猪肺支架含猪肺细胞”在研究团队特制的生物反应器（bioreactor）里面接受生长因子刺激 30 天后，就能让这个人工肺发展出血管和肺泡组织。
▲ 运转中的生物反应器。人工肺在生物反应器静待 30天后，就能长出血管和肺泡组织。（Source： SynerG Media）
移植后还要进一步追踪
人工肺成功移植到活体猪体内后，研究人员利用电脑断层造影（Computed Tomography， CT）和核磁共振摄影（Magnetic Resonance Imaging，MRI）进一步追踪人工肺移植到猪体内后的发育情形。
没有排斥，还多了微生物聚落
结果发现，这些猪移植完人工肺之后不但没有出现排斥反应，人工肺的血管和肺泡组织还在猪体内持续发育了 2 个月，在这些人工肺部形成了肺部微生物群聚落。
诺丁汉特伦特大学科学与科技学院的教授杭特（John Hunt）解释，这表示人工肺促进猪体内的血液供应，进而使肺部微生物群能形成聚落。
2 个月的时间不够发育
然而，这次的实验只有替 4 头猪进行人工肺移植。而实验设定上，这 4 头猪分别在移植后 10 小时、2 周、1 个月和 2 个月执行安乐死，这是为了让研究人员仔细检查人工肺完成移植后的发育情形。
研究团队的内科医生妮可拉斯（Joan Nichols）表示，虽然人工肺移植之后，这些猪体内的血氧含量达饱和，但“我们没有办法评估人工肺提供多少氧气给这只动物”，且 2 个月的时间不足以让人工肺发育完全。
▲ 研究团队的妮可拉斯（中）和科提拉（右），他们正在接受地方电视台采访。（Source：UTMB Health）
理想实验要超过一年
妮可拉斯也说，如果要证明这些动物是否能仰赖人工肺提供的氧气生存，就需要再次进行同样的实验。
她表示，理想的人工肺移植实验要让人工肺移植猪在移植之后存活 6~12 个月，再关闭猪原本的肺部功能，这样对人工肺移植猪来说比较不会造成伤害，如果这些人工肺移植猪在关闭原本肺部功能还能存活，这才能代表人工肺足以让生物体存活。
缺资金，也缺生物反应器
研究团队的科提拉说：“我敢说，在 5~10 年后你会在某个地方看到某个人获得了人工肺。”“我们真正需要的是适当培育出组织的生物反应器。”
妮可拉斯也说，如果他们能募到足够资金，就能进行接下来的临床实验。她说：“这个计划花了 15 年才走到今天，我们很高兴我们做得很好。”
“但我们现在已经累了。”
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（本文由 地球图辑队 授权转载；首图来源：UTMB）
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