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徐国彤教授点评:生物人工肺

来源:    作者:    时间:2012-06-21    点击: 次   

    根据Nature Medicine 2010年7月13日电子刊报道,由哈佛大学麻省总医院Harald C Ott博士带领的MGH外科和波士顿大学肺科中心的联合团队在生物人工肺(再生肺)研究中取得重要进展,该再生肺在体内移植实验中成功地存活6小时并具有血液循环、通气和气体交换功能。研究中的肺取自大鼠,经SDS灌注去除肺泡和血管的上皮细胞和内皮细胞,获得保留血管、气道和肺泡的“支架”,然后在“支架”上种植上皮细胞和内皮细胞,使之再生为具有功能的“生物人工肺”。再生过程在在为肺脏发育而设立的生物反应器中进行,所使用的两类种子细胞分别是人脐带血管内皮细胞(HUVECs)和A549细胞系(人的成瘤性肺泡基底上皮细胞)。程序上先种植血管内皮细胞,5天后种植细胞生长良好,再经气管植入上皮细胞并继续孵育9天,完成再生。体外实验表明,再生肺组织中充满了流动的血液和因生理压力而产生的气体,将产生类似于原肺脏的气体交换。为进一步证实其在体内的功能,研究人员将再生肺移植到切除左肺的实验大鼠的生理部位。移植后,再生肺能够接入受体动物的血液循环、并在受体大鼠呼吸肌作用下通气。动脉血氧分压测定结果表明,切除左肺大鼠的血氧分压明显降低,而再生肺移植大鼠的血氧分压有明显改善,证明再生肺具有一定程度气体交换作用,可部分替代切除肺的功能。这一功能维持了6小时。在7小时检查时,再生肺肺泡内逐渐积累的蛋白性液体使之失去功能,实验终止。病理学检查证实为肺水肿。

    点评:这项再生肺研究工作取得了几项里程碑性的进展,包括三维肺支架的获得、上皮细胞和内皮细胞的成功种植、气体交换功能的建立等。为全世界约5千万晚期肺脏疾病患者带来希望。移植后较短的存活期可能与使用异种种子细胞而引起较强的免疫排斥反应有部分关系。如使用同种异体的上皮细胞和内皮细胞,甚至利用iPS技术制造自体种子细胞,移植的再生肺的存货情况可能会有所改善。当然,再生过程中的孵育条件等其他因素也需要进一步改善。

(徐国彤审改并点评,张芬翻译)

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