第1个回答 2024-07-18
1. 尽管肾移植是世界上最成功且最常见的器官移植手术之一，但由于可供移植的肾源不足，大多数终末期肾病（肾衰竭）患者只能依赖于频繁且复杂的肾透析来维持生命。
2. 肾透析只能清除血液中的毒素，并不能替代肾脏维持水电解质平衡和激素分泌的功能。因此，透析患者的总体5年平均生存率并不高，大约只有35%。
3. 美国肾脏项目是一项由加州大学旧金山分校和范德比尔特大学领导的研究，旨在开发可植入式生物人工肾脏以替代和消除肾透析。
4. 最近，该项目取得了重大进展。科学家们成功地将包含功能性人类肾细胞的原型肾脏生物反应器植入了猪体内，而且没有出现重大安全隐患，这可以被视为临床前研究的一个重要里程碑。
5. 这个可植入式人工肾脏的大小相当于一副纸牌，主要由两个部分组成：一个部分是血液过滤系统，它通过使血液透过精确形状的纳米级孔的硅膜来去除血液中的毒素；另一个部分是包含人工培养的人肾小管细胞的生物反应器，旨在实现除血液滤过以外的其他肾功能，如维持体液水和电解质平衡、维持血压，并产生必需的激素。
6. 可植入式人工肾的研究难题包括解决人肾脏细胞植入后的免疫排异性和损伤问题，以维持其功能，并减轻患者终生免疫排异治疗的痛苦和经济负担；同时，还要解决潜在的血栓形成问题。
7. 为了克服第一个难题，科学家使用具有小于10nm孔的硅纳米膜开发了一个免疫保护室，从而保护人肾上皮细胞免受宿主免疫系统的攻击。
8. 研究人员将这种人工肾植入猪体内，通过与猪的颈动脉和颈静脉连接来进行灌注。
9. 三天后，移除装置并对植入生物体内“洗礼”后的肾小管上皮细胞进行评估。结果显示，这些细胞没有遭遇到明显的免疫攻击和损害，仍保持了超过90%的有活力。同时，这些细胞生理功能的基因表达标志物出现了两倍的上调表达，表明植入细胞具有更强大的功能。
10. 另一方面，植入装置也没有形成血栓。
11. 这主要是由于为了解决第二个难题，研究人员开发了一种新型生物涂料，或者说是一种生物表面活性物质，它能够防止血栓形成，同时维持功能，并减少宿主使用抗凝剂的负担。
12. 也就是说，临床前动物实验表明，这种可植入式生物人工肾脏植入生物体后，其中的人肾小管上皮细胞不会引发免疫攻击，可以维持活性和功能，同时避免宿主使用抗排异的问题和经济负担；同时，新型生物表面活性物质的使用，也保障了其在体内不会形成血栓，宿主也免于使用抗凝药的负担。
13. 现在，研究人员正在努力增加这种人工肾中的人肾脏细胞数量，以期望能够实现除滤过以外的其他肾脏功能。
14. 当然，最新的成功仍然属于临床前研究阶段，距离开发出可以被批准植入人体的临床应用还有很长的路要走。详情