在我們探尋新方法治愈腎髒病的過程中,生物工程技術的應用可能將改變腎髒病治療的曆史,在美國腎髒周上一場題為“展望未來:新興技術和治療方法”的專題講座中,3位講者就如何在試驗室生產血管和器官、生物傳感器的作用和什麼是仿生人工細胞及其應用等進行了介紹。
美國Humacyte生物公司創辦人及科學運作高級主管達爾(Dahl)博士說,再生醫學的核心是修複、替代、恢複和再生,是利用機體細胞、組織和器官的固有自我更新和再生的能力。目前已有的商業化再生醫學產品在各個髒器疾病治療中的份額分別為:肌肉骨骼占38%、創傷及非心髒性缺血占26%、皮膚軟組織占15%、眼睛11%、心髒4%、腫瘤3%、糖尿病3%。1998年,apligraf成為首個獲得美國食品與藥物管理局(FDA)批準使用、以生物工程細胞為基礎的產品,其為一種活體皮膚,可用於下肢靜脈潰瘍和糖尿病足潰瘍的治療。
那麼,再生醫學能否幫助終末期腎髒病(ESRD)患者呢?Dahl博士說,他們的近期目標是改善用於血液透析通路的血管移植物,長期目標是建造人工腎髒。
目前,Dahl博士的團隊已製造出再生血管移植物,且已進入到臨床試驗階段。對於不能建立自身動-靜脈內瘺的患者,多采用聚四氟乙烯(PTFE)移植物,但該產品順應性差,易發生感染(9%/年),導致血管內膜增生、血栓形成(移植後第1年發生率達40%~60%),因內膜增生則導致高達85%的PTFE移植物失敗。降低這種移植失敗率就等於改善患者醫療照護和降低醫療費用。
除了使用與普通血管移植物類似的生產技術(即從皮膚活檢組織中提取成纖維細胞→細胞擴增→生成細胞片並卷成柱狀→生物反應器加工→包裝並臨床應用)外,Dahl博士的團隊在生產血管過程中還使用了脫細胞技術,以使移植受者不會發生免疫排斥反應,使得不必再為每例移植受者進行皮膚活檢,而且可以由一個捐贈者提供的細胞所組成的細胞庫不斷擴增細胞並批量生產出血管移植物,且可在冰箱內保存1年。經移植後,該移植物逐漸變成活體組織,與周圍組織相容性好,管腔上逐漸覆蓋有平滑肌細胞和內皮細胞,並可抑製組織血管內皮的增生,而這是導致PTFE移植物失敗的主要原因。
接下來,Dahl博士等將進行一項多中心試驗,以評估血管移植物在接受血液淨化的ESRD患者中的安全性和有效性。
至於人工腎髒的生成,目前還處於初級摸索階段,Dahl博士說,2008年首次實現了整個髒器(小鼠心髒)脫細胞成功,隨後是2010年的肝髒和肺,2012年的腎髒。將這些脫細胞器官髒器骨架通過生物印記技術可重新構建成三維組織結構,也許有一天就可以印記出具有內在解剖結構的髒器,如腎單位等。至於這一天何時到來,Dahl博士以活體皮膚的發展曆程為參照,自其首篇研究文章發表至FDA批準應用,間隔約20年,那麼樂觀地估計,生物血管和人工髒器從實驗室走到臨床若也約需20年的話,則也許分別在2020和2030年患者就可用得上人工血管和髒器了。