凱特林是一個(gè)16歲的漂亮女孩,然而她卻有一個(gè)十分羞于啟齒的習(xí)慣——每天帶著尿布上學(xué)。原來(lái),凱特林剛出生時(shí)就患上了“脊柱裂”這種先天缺陷疾病,她的膀胱也因此發(fā)生病變,常常會(huì)發(fā)生尿液滲漏。
漂亮的凱特林在學(xué)校里經(jīng)常遇到一些男孩的追求,他們會(huì)不厭其煩地邀她一齊參加舞會(huì)、派對(duì),不過(guò)凱特林為避免發(fā)生尷尬,總是一概拒絕邀請(qǐng)。每天放學(xué)后,她都一個(gè)人待在房里好久不出來(lái),有時(shí)還發(fā)瘋似地吼叫??粗啻浩诘呐畠涸诩覊阂值脜柡Γ哪赣H勞拉十分愧疚卻無(wú)能為力。
一天勞拉在翻看報(bào)紙時(shí),被一則報(bào)道吸引住了,該報(bào)道說(shuō)一家醫(yī)院的研究人員正在做體外“種”器官的嘗試。為此,她親自拜訪(fǎng)了醫(yī)院的專(zhuān)家們。
專(zhuān)家們知道,要滿(mǎn)足凱特林母親的請(qǐng)求并不容易。膀胱實(shí)際上可以看成是一個(gè)不滲漏的中空容器,由外層的肌肉細(xì)胞和內(nèi)層的上皮細(xì)胞組成,要在體外“種”出膀胱來(lái),就必須保證這兩種細(xì)胞都可以在體外培養(yǎng)。此前專(zhuān)家們已經(jīng)成功地在體外用離體的肌肉細(xì)胞培養(yǎng)出了膀胱肌肉組織,但在面對(duì)上皮細(xì)胞時(shí)卻遇上了麻煩。體外培養(yǎng)的上皮細(xì)胞好像中了魔咒一樣,就是不肯分化出膀胱內(nèi)層組織。一邊是正在痛苦中煎熬的凱特林,一邊卻是“頑固不化”的上皮細(xì)胞,這可把專(zhuān)家們急壞了。
經(jīng)過(guò)緊急商討,專(zhuān)家們認(rèn)為這種情況可能是內(nèi)皮細(xì)胞的分化程度較高,對(duì)培養(yǎng)條件的要求太過(guò)苛刻,必須調(diào)整好內(nèi)皮細(xì)胞各生長(zhǎng)因子的組合。
經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)半年的艱苦嘗試,專(zhuān)家們終于找到了“獨(dú)家配方”,內(nèi)皮細(xì)胞終于在體外生長(zhǎng)成了膀胱內(nèi)層組織,這意味著整個(gè)膀胱都可以在體外“種”出來(lái)了。專(zhuān)家們先在小鼠身上做實(shí)驗(yàn),取得了成功。接著他們又用體外“種”出來(lái)的膀胱“嫁接”到靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物壞死的膀胱上,也取得了成功。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)數(shù)月的等待,2002年,專(zhuān)家們終于獲準(zhǔn)將這項(xiàng)技術(shù)用于臨床治療。他們毫不猶豫地選擇了凱特林作為第一個(gè)手術(shù)對(duì)象。
專(zhuān)家們先對(duì)凱特林的體內(nèi)作了一次掃描,獲得了病變膀胱的外形參數(shù)??窟@些數(shù)據(jù),專(zhuān)家們照葫蘆畫(huà)瓢,用可降解的生物塑料制成了一個(gè)膀胱形狀的外殼,這相當(dāng)于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的“模子”。
隨后,專(zhuān)家們提取了凱特林膀胱的組織細(xì)胞,種到外殼上,外殼起到了“培養(yǎng)皿”的作用。一切順利,外殼中的細(xì)胞不斷增殖,并分化出組織。經(jīng)過(guò)大約兩個(gè)月的時(shí)間,原本提取的數(shù)萬(wàn)個(gè)細(xì)胞增殖到了15億個(gè)左右,外殼內(nèi)壁布滿(mǎn)了膀胱組織。一個(gè)完整的新膀胱就這樣被“種”出來(lái)了。經(jīng)檢測(cè),這個(gè)新膀胱的生物活性與正常人的膀胱相當(dāng)。
但治療并沒(méi)有到此結(jié)束,專(zhuān)家們必須將新膀胱移植到凱特林的體內(nèi)。這是手術(shù)最關(guān)鍵、風(fēng)險(xiǎn)最大的一步。專(zhuān)家們先摘除了凱特林壞死膀胱的一半,然后小心翼翼地將外殼中的新膀胱與原有膀胱縫合在一起。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的生長(zhǎng)與融合,生物塑料質(zhì)地的外殼逐漸降解,新膀胱終于發(fā)揮其功能。手術(shù)后一個(gè)多月,凱特林就擺脫了尿布,過(guò)起了正常女孩的生活,她再也不躲避社交活動(dòng)了。
手術(shù)的成功取得了轟動(dòng)效應(yīng),許多飽受膀胱疾病困擾的人紛紛來(lái)到醫(yī)院,希望醫(yī)院為他們實(shí)施手術(shù)。出于安全考慮,這家醫(yī)院只從眾多候選者中選出了6位4—19歲的患者。所有的手術(shù)都非常成功,對(duì)包括凱特林在內(nèi)的7位患者至今長(zhǎng)達(dá)數(shù)年的跟蹤觀(guān)察表明,他們的新膀胱已經(jīng)可以“獨(dú)當(dāng)一面”了。
這種器官移植的最新治療方法在生物學(xué)界有一個(gè)專(zhuān)有名詞——“組織工程”。這種治療方法大致可以分為兩步。先是提取生物體自體組織細(xì)胞,在可降解的支架上培養(yǎng)出器官。然后將生長(zhǎng)有新器官的支架移植于生物體內(nèi),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的融合,新器官就能發(fā)揮作用了。
人體的免疫系統(tǒng)會(huì)排斥外來(lái)器官,這也是當(dāng)今器官移植面臨的最為嚴(yán)峻的問(wèn)題。但用“組織工程”培養(yǎng)的器官均來(lái)自人體自身細(xì)胞,不會(huì)發(fā)生類(lèi)似的排斥現(xiàn)象。
全世界每年都有很多器官?lài)?yán)重病變的病人,因?yàn)闆](méi)有可供移植的配型器官,使他們被迫在等候中死亡。許多本可以挽回的生命在瞬間消逝,令人扼腕嘆息。“組織工程”卻給這些病人帶來(lái)了生的希望。如果檢測(cè)出某人器官發(fā)生嚴(yán)重病變,只需在體外“種”出一個(gè)一模一樣的器官,再將其移植到病人體內(nèi)就可以了,整個(gè)過(guò)程就像換零件一樣簡(jiǎn)單。
未來(lái),醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室將變成生產(chǎn)人體器官的“車(chē)間”,像工廠(chǎng)的流水線(xiàn)那樣大規(guī)模地生產(chǎn)各種器官。
(摘自《大科技·科學(xué)之謎》本刊有刪節(jié))