异种交叉循环平台。图片来源：Nature Medicine晚期肺癌患者的悲惨现实是，患者远远多于可供捐赠的肺。先不说供体极少，就算有，大部分供体肺也是严重受损，无法使用。
北京时间7月14日，发表在《Nature Medicine（自然医学）》上的一项新研究中，美国哥伦比亚大学的研究团队，通过使用一种新的实验技术——与一只活体猪共享其循环系统，成功让一个受损的人肺恢复了功能。这种称为异种（跨物种）交叉循环的技术充分利用人体的自我修复机制，超越了目前修复供体肺的技术能力。
该研究第一作者、外科医生兼哥伦比亚大学首席研究员Ahmed Hozain和生物医学工程师John D. O’Neill说：“正是这种内在的生物修复机制，在足够长的时间内，使我们能修复那些无法挽救的严重受损肺。”
该技术的基本原理与一种名为体外肺灌注（EVLP）的现有供肺修复技术类似。EVLP是将肺置于无菌的容器中，与呼吸机、泵和过滤器相连。肺的温度维持在人体温度，一种含氧、营养和蛋白质的无血溶液在肺中循环。当液体被泵入器官时，这个循环就是灌注部分。EVLP通过维持供体肺的稳定甚至稍微修复了它们，以帮助挽救生命。但这项技术所提供的时间窗是有限的，它只能将正常体温支持到6小时，而在这么短的时间内对于生物自我修复功能的发挥是个很大挑战。2017年时，O'Neill领导了异种交叉循环平台的开发。去年，哥伦比亚大学的生物医学工程师Gordana Vunjak-Novakovic和范德比尔特肺研究所的外科医生Matthew Bacchetta领导了另一项研究，他们通过将受损的猪肺与其他猪相连使受损的猪肺被修复。现在，研究人员透露，他们已经成功地使用相同的技术将5只受损的人肺与猪相连，其中包括一只严重受伤的肺，该肺因使用EVLP无法恢复功能。Vunjak-Novakovic说：“现在我们能在目前标准的临床体外肺灌注系统中修复一个无法恢复的供体肺。这是迄今为止对我们的交叉循环平台最严格的验证，显示了其临床应用的巨大前景。”在这项研究中，研究团队获得了六个被EVLP拒绝移植的供体肺。实验中五5个肺通过颈静脉插管连接到已被免疫抑制的麻醉猪上，以防止其免疫系统攻击肺部。第六个对照肺与未免疫抑制的猪相连。所有的肺都经历了24小时的异种交叉循环，同时研究人员仔细监测器官的生理和生化参数。研究人员发现，对照肺很快就分解了，它开始形成多余的液体，血液循环破裂，炎症和免疫标志物上升，形成血块，呼吸功能下降，所有这些都与超急性排斥反应一致。而这与实验用肺的对比再明显不过了。尽管之前都有损伤，但这些肺的细胞活力、组织质量、炎症反应和呼吸功能均有显著改善。
尤其是未能通过EVLP的肺经历了令人震惊的转变。它在冰上驻留了22.5小时，又接受了5小时的EVLP。在这之后，右肺被接受移植，但左肺受损严重，它持续肿胀和积液，多个移植中心都拒绝接受。然而，在与猪共用循环系统24小时后，受损的肺开始出现修复的迹象。虽然没有完全恢复，但已经远远超出了预期。
研究人员说，这表明他们的交叉循环平台可以与EVLP联合使用，以帮助恢复EVLP无法单独保存的肺。不过，它还不能完全用于临床。因为首先，猪也会分享血液以外的东西，比如疾病。正因为如此，这项技术的任何临床应用都需要用医疗级别的动物，而这并不便宜，但它仍在异种移植研究中：猪的器官可以移植到人类受体上，目前正在狒狒身上进行试验。另一种选择是，人类受体本身可能成为交叉循环平台的基础，被连接到自身将接受的肺部，甚至有一天可能是其他器官。研究人员在论文中写道：“对异种交叉循环回路的改造可以用于其他人体器官的研究和恢复，包括肝脏、心脏、肾脏和四肢。最终，我们设想异种交叉循环可以作为一个转化研究平台来扩大移植研究，也可以作为一种生物医学技术来帮助解决器官短缺问题，使以前无法挽救的供体器官得以恢复。”论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41591-020-0971-8
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