用自體干細胞體外培養一個器官，自身出現問題直接置換，可以嗎？

引言：十幾年前有個科幻電影叫《逃出克隆島》，里面講的就是富豪們為了防止自身器官隨著年齡的增長而衰竭，在三四十歲的時候，用自己的機體干細胞克隆出另一個自己（除了年齡，與本人完全一樣的克隆體），而這個克隆體被關在一個封閉的所謂的“社區”場所，等富豪們器官出現衰竭，比如出現心臟損傷或衰竭，就將“社區”里自己克隆體身上的心臟安裝到富豪身上，避免異體排斥反應，得以續命。

有人說：克隆一個完整的個體，最后又把他殺害，太不人道，如果用干細胞只培養一個器官，比如一個心臟，當干細胞提供者出現心臟受損或衰竭，就直接換上培養的心臟，是不是就可以呢？

培養一個功能完善的體外心臟，面臨著很多挑戰

2016年，麻省總醫院再生醫學中心（Center for Regenerative Medicine ，簡稱CRM）的研究者們曾經嘗試培養體外心臟，并取得了階段性的進展。他們將皮膚細胞重新編輯為干細胞，誘導培育出具有功能性的心臟組織，其成果文章發表在期刊《循環研究》上。

他們用75個捐贈的無法移植的心臟，使用一種“洗滌劑”剝離了這些心臟的殘余活細胞，去除這些細胞后，就得到了完美的支架結構來“種植”新的心肌細胞。這個研究小組報告的重要之處，不僅是他們成功地從干細胞培養出心臟組織，而且因為他們是首個分析了去細胞后的心臟支架結構，對之后的研究具有階段性的意義。

2018年，日本的一個研究小組發現一個名為“Tbx6”的基因能夠從纖維芽細胞直接誘導培養出心臟中胚層細胞，而中胚層細胞可以分化為心肌細胞、心臟血管細胞等幾乎所有的心臟構成細胞，其研究成果已發表在美國《細胞—干細胞》雜志上。

但是要培養一個完整功能性的體外心臟，仍然面臨著多項挑戰：

需要提供一個結構支架來支持心臟功能；專職心肌細胞的供給和一個支持環境，讓這些細胞能重新填充支架并形成成熟的組織從而來執行復雜心臟功能。所以，在現今階段，培養一個功能完善的體外心臟還是很難實現，還需要很長的路要走，隨之而來想到的應對方法是：制造功能性的心肌片來替代心臟病或者心力衰竭造成的心肌壞死部分能不能實現呢？

用心肌補片治療心力衰竭和心肌壞死部分的嘗試

如果患者出現了急性心肌梗死，通過溶栓藥物與支架手術后盡管可以改善癥狀，但患者的部分心肌仍然會因為缺血缺氧而死亡，出現部分心肌壞死。如果出現大面積的心肌壞死，可采用器官移植方法治療，但存在異體排斥和供體缺乏等問題，而新的解決方法就是由自體細胞培養心肌補片，通過手術的方式貼附在壞死心肌患處，以達到修復心肌和心血管功能的目的，這樣既能解決異體排斥問題，自體細胞也能輕易獲取。

首先介紹一下心肌補片是什么：心肌補片是通過組織工程手段制備的片狀的工程化心臟組織，它具有細胞片層結構，能夠提高植入后細胞的存留量和存活率。我們知道，心臟是由多種細胞類型組成，比如心肌細胞、結締組織細胞和血管內皮細胞等。這些細胞共同發揮作用，為身體其他部位提供源源不斷的含氧血液。

日本的再生醫療技術在全世界遙遙領先，目前已經實現了臨床治療的細胞膜片再生心臟功能技術。他們研究的心肌補片獲得方法：首先從患者小腿后部取一小塊肌肉，從肌肉中提取肌芽細胞，在體外進行細胞培養并制作成心肌細胞膜片，最后通過手術將細胞膜片貼附在患者的心臟患處，心肌細胞膜片會自動修復心肌和心血管功能，使其恢復功能。

心肌補片什么時候可以用于臨床？

工程化心肌補片技術對于促進心肌組織再生，重塑病損心臟形狀和改善心臟功能起著重要作用，但在心肌補片廣泛應用到人體心臟前，為確保安全，仍需要大量實踐和臨床研究。相信在不久的將來，臨床運用心肌補片來治療心力衰竭或心肌壞死的成熟技術一定會出現！

參考文章：代替心臟移植-日本心肌心血管再生治療；生物補片的臨床應用進展——現代生物醫學進展；復合心肌補片對小鼠梗死心肌修復效果觀察——山東醫藥2015年第55卷第14期；工程化心肌補片——距走入臨床還有多遠；自體來源脂肪干細胞構建工程化心肌補片修補大鼠左心室室壁瘤的研究——心肺血管雜志2020年9月第39卷第9期；