组织工程再造生命奇迹

组织工程再造生命奇迹

什么是组织工程？可能很多人都会觉得比较陌生。可是，大家应该都知道，我们的人体是由不同的器官和组织构造而成的，例如，我们比较熟悉的骨、肝、心脏等。这些器官一旦因为疾病或其他原因而受到损害，人体健康就会受到很大的威胁。就拿骨来说吧，每年因为车祸或者骨肿瘤等一些疾病而造成的组织缺损、功能受到限制的，就不计其数。目前，修复骨缺损的方法一般有自体移植、异体移植和组织代用器等3种，但它们各有弊端。如自体移植，要以牺牲患者自己正常器官组织为代价，这种“拆东墙补西墙”的办法不仅会增加患者痛苦，还因有的器官独一无二向无法做移植手术；异体移值最难解决的是组织强免疫排斥反应问题，失败率很高，加之异体器官来源有限，供不应求，因而难以实施；动物器官移植同样存在排斥反应，而且还要冒着将动物特有的一些病毒传给人类的危险；采用组织代用品如硅胶、不锈钢、金属合金等，它们致命的弱点是与人体相容性差，不能长久使用，还易引起感染。感染后，可能还需要再进行手术将这些代用品取出来，不仅增加了患者身体的痛苦，而且还增加了他们的医疗费用，给病人带来了很多麻烦。

然而，面对这些困难，人们并没有妥协，而是积极思考对策。人们产生了一种设想：是否可以人工地在实验室构建一种具有正常组织功能、具有生命并且能够被人体慢慢吸收的器官，然后再将它们植入人体器官的缺损部位来达到修复的目的呢？在这个设想基础上，20世纪80年代初，美国麻省理工学院的化学工程师罗伯特·朗格和波士顿麻省大学医院的约瑟分．瓦坎蒂医生首次描述了组织工程的简单涵义，并开展初步的研究工作，即将可以在人体内降解的聚合物材料制成薄层状，将细胞种植到材料上，在体外培养形成组织，再由外科医生植入人体内，随后聚合物材料逐渐降解消失，而新形成的组织则在体内存活并行使功能。他们不仅取得了令人兴奋的成果，并且在此基础上提出了“组织工程学”概念，而这个概念最早是由美国国家科学基金会1987年正式确定下来的，他的核心就是建立细胞与生物材料的三维尺寸的复合体，即具有生命力的活体组织，用以对病损组织进行形态、结构和功能的重建并达到永久性替代。其基本原理和方法是将体外培养扩增的正常组织细胞，种植于一种生物相容性良好、并可被人体吸收的生物材料上形成复合物，将细胞一生物材料复合物植入人体组织、器官的病损部分，细胞在生物材料逐渐被机体吸收的过程中，形成新的、在形态和功能方面与相应器官一致的器官和组织，从而达到修复创伤和重建功能的目的。

20世纪90年代以来，科学家们运用组织工程技术，利用人体残余器官的少量正常细胞进行体外繁殖，既可获得患者所需的、具有相同功能的器官，又不存在排斥反应，已取得了令人满意的成果，不少新近成立的生物技术公司正准备推出商品。再生的和在实验室培育的骨骼、软骨、血管和皮肤，以及胚胎期的胎儿神经组织都在进行人体试验，肝脏、胰脏、心脏、手指和耳朵等正在实验室里生长成形，名副其实的备用人体器官将在不久的将来由实验室走向患者。在美国马萨诸塞大学，由查尔斯．瓦坎蒂领导的一个研究小组正在生物反应器里为两位切掉拇指的机械师培育拇指的指骨。瓦坎蒂说，他们会把其中一个拇指或者两个拇指移植给患者。

在中国，勤奋而聪明的科学家们也正在致力于人造器官的研究。我国于1999年和2000年连续召开了两届组织工程学术交流会，并掀起了一个组织工程研究热潮，很多高校和研究所都投入了大量的人力和财力来进行组织工程的研究。上海第二医科大学的曹谊林教授与约瑟分．瓦坎蒂合作，1997年首次在鼠皮下构建、并培育出具有人耳廓形状的软骨，其成果发表后引起世界广泛关注。当然，在实验室培养出来的器官要真正应用到人体上，给人们带来福音，还有很长的路要走。但是人们相信，组织工程是继细胞生物学和分子生物学之后，生命科学领域又一新的发展里程碑，标志着传统医学将走出器官移植的范畴，步入制造组织和器官的新时代。同时，组织工程作为一门多学科交叉的边缘学科，将带动和促进相关高技术领域的交叉、渗透和发展，并由此衍生出新的高技术产业。组织上程将是21世纪最具潜力的高新技术，必将产生巨大的科学、社会和经济效益，给我们的生活带来更多的奇迹。