生物人工肝關鍵技術有新突破

時間: 2020-08-07 16:28:53 瀏覽(1089)評論(0)點贊(0)收藏(0)

近日,上海交通大學醫學院附屬仁濟醫院鄢和新、翟博、俞衛鋒教授團隊等,與上海賽立維生物科技有限公司合作,在國際期刊《科學轉化醫學》雜志上發表研究論文。論文闡述了生物人工肝技術的基本工作原理,以及該項技術用于實驗動物的安全性和有效性。研究突破了生物人工肝的關鍵技術瓶頸,為肝衰竭患者提供了全新治療方法。

我國有接近4億的肝病患者,每年約有30萬~50萬人發展為肝衰竭。肝移植術是目前最有效的治療手段,但捐獻肝臟遠不能滿足肝移植術的需求。

生物人工肝提供了一種替代手段,對于等待肝移植的嚴重肝衰竭患者,可幫助其維持生命,作為過渡到肝移植的橋梁。生物人工肝的基本原理是將患者血漿通過體外循環與生物反應器中的人肝細胞進行物質交換,短時間替代肝臟工作,并促進受損肝臟再生修復。肝細胞和反應器是生物人工肝的兩大核心要素,肝細胞在反應器中功能的好壞以及肝細胞與病人血漿物質交換效率的高低直接關系到生物人工肝的治療效果。

目前,用于生物人工肝的肝細胞來源有人原代肝細胞、豬原代肝細胞、肝腫瘤細胞、誘導分化肝細胞等,但上述細胞存在來源短缺、異種病毒、致瘤風險、成本高昂等問題。常見的生物反應器有中空纖維、片層平板以及細胞懸浮球反應器等,但在應用中存在交換面積有限、氧氣和營養物質交換效率低、無法形成穩定的3D結構等問題,極大降低了肝細胞的物質交換、解毒效率。

鄢和新團隊利用小分子重新編程技術將人原代肝細胞轉化為可以快速增殖的肝前體樣細胞,解決了原代肝細胞在體外無法長期擴增的瓶頸問題,其蛋白合成功能、尿素生成、氨清除和促肝再生因子分泌功能較傳統人工肝細胞有顯著提高,建立了全新的、可持續擴增的功能性人肝細胞株。

另外,該團隊設計了創新型氣液交互式生物反應器,一方面提高了營養和氧氣交換效率,保證了細胞快速擴增,另一方面利用特殊的載體結構促進細胞在擴增過程中形成穩定的3D結構,進一步提高了肝細胞的合成與解毒效率。

該團隊將人肝細胞與反應器模塊組合設計出的氣液交互式新型生物人工肝支持系統,應用于藥物誘導的18頭肝衰竭小豬模型的治療。肝衰竭小豬經過3小時的治療,全部存活,肝性腦病癥狀明顯改善,凝血指標和內環境的穩定性提高,血氨水平和炎癥反應降低。病理結果顯示,該新型生物人工肝支持系統具有促進肝臟再生和肝功能自體恢復的作用。

來源:健康報

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