英国科学家成功研发出可恢复吞咽功能的实验室培养食道,这项突破性成果有望彻底改变严重出生缺陷患儿的治疗方式。
伦敦大奥蒙德街医院与伦敦大学学院的研究人员开发出食道替代段,并在动物移植手术中成功修复组织损伤,使实验动物恢复了正常吞咽功能。该组织使用受体自身细胞培养而成,因此无需使用抗排斥药物——这是重大优势,因为此类药物会使患者面临感染风险。
专家表示,这项技术未来可能帮助患有长段缺失性食道闭锁的新生儿。这是一种罕见疾病,患者食道无法正常连接胃部。英国每年约有180名婴儿出生时患有食道闭锁,其中最严重病例需在出生后立即接受多次复杂手术。未经治疗的患儿可能无法安全吞咽,并面临窒息和肺炎等严重并发症风险。
研究人员希望该技术最终能在人类患者中进行测试,为当前手术提供创伤更小的替代方案。对于已受此病困扰的家庭而言,潜在影响巨大。来自伦敦的两岁患儿凯西·麦金太尔(Casey McIntyre)出生时部分食道缺失,已接受多次大型手术。此类技术进步有望使凯西这样的患儿避免多年复杂手术和恢复期。
当前治疗方法具有高度侵入性,通常涉及将胃部或肠段重新定位的重大手术——这些复杂程序可能导致儿童面临终身健康问题,包括呼吸困难、消化障碍以及日后癌症风险升高等并发症。
在发表于《自然·生物技术》的研究中,科学家使用猪食道(因其结构与人类高度相似)并去除所有活细胞,仅保留天然框架,随后添加受体动物的肌肉细胞。在特殊设备中培养一周后,工程化组织被植入体内并成功与身体整合。全部八只实验动物均存活,能正常进食且健康生长。经六个月监测,实验室培养的食道发育出肌肉、神经和血管组织,并能收缩推动食物进入胃部。
首席研究员保罗·德科普皮(Paolo De Coppi)表示,这项工作有望在数年内彻底改变临床治疗。他指出:"五十多年来,猪心脏瓣膜已用于延长心脏病患者生命,如今这项技术在心脏手术中已很常见。近期异种移植(将动物器官移植给人类)也被探索为解决器官短缺的潜在方案。我们的研究表明,去除所有细胞物质的猪组织可作为支架,培育出完全生物相容的人源化组织。我认为再生医学正站在类似的新前沿。"
儿科外科注册医师、主要作者娜塔莉·达金(Natalie Durkin)博士表示:"每一步进展都是将此作为可行治疗方案提供给儿童的关键里程碑。"
大奥蒙德街儿童医院慈善机构影响力与慈善项目总监艾菲·里根(Aoife Regan)称:"我们欣喜看到这项研究取得成功,它为生活质量严重受损的罕见复杂疾病患儿带来更大希望。为这类关键项目提供资金,彰显了创新研究对最需要人群的影响。"
研究团队认为,未来五年内可能实现儿童个性化食道移植。可在常规手术中采集细胞,培育出与身体完美整合的定制化替代组织,无需长期使用抗排斥药物。对家庭而言,这一突破有望避免多年痛苦治疗。
凯西的母亲西尔维娅(Silviya)表示:"产前多次扫描已显示凯西食道存在问题——但出生后发现缺失数厘米组织仍令人心忧。我们尝试用自身组织闭合缺口失败,只能不断进行大型手术。反复手术损伤了他的声带,现在正努力恢复语言和发声能力。待他能经口摄入足够食物,就能移除喂食管。"
凯西的父亲肖恩(Sean)补充道:"人们看不出凯西半生在医院度过,希望他日后不记得这些,但我们的记忆永不磨灭。作为新手父母,我们不得不学习诸多未曾预料的家庭生活技能,从胃管喂食到应对深夜医院紧急通知。看着他茁壮成长,我们深感自豪。医疗团队所做的一切堪称奇迹,但若能在孩子幼年仅通过一次手术移植功能性食道组织,就能彻底改变生活。"
部分专家仍持谨慎态度。伦敦国王学院干细胞科学教授杜什科·伊利奇(Dusko Ilic)表示,目前尚无证据证明工程化器官能随儿童生长发育。"该研究在复杂中空器官功能性替代物工程领域取得重大进展,但称其能解决先天性食道缺失问题为时过早。尽管移植物在六个月内显示重塑和功能整合,但它以固定长度植入,无证据表明能随生长扩展。持续性纤维化、狭窄形成及需反复干预表明它更像重塑支架而非动态生长组织。在宣称适用于生长发育中的儿科患者前,需进行长期研究。"
研究人员正致力于开发更长移植物、改善血液供应并筹备首次人体试验。若成功,该技术未来还可能为其他器官修复铺平道路。
什么是食道闭锁?
食道闭锁是一种罕见出生缺陷,影响婴儿食道(食物从口腔进入胃部的管道)。上段食道无法与下段食道及胃部连接,通常形成盲端袋状结构,导致食物无法到达胃部。
该病常伴随另一种出生缺陷——气管食道瘘,即下段食道与气管(呼吸道)形成异常连接。这会导致空气从气管进入食道和胃部,同时胃酸反流至肺部。
这些缺陷使婴儿无法安全吞咽,若不及时治疗,可能引发窒息和肺炎等危及生命的并发症,通常需在出生后数日内进行手术。
食道闭锁的成因
食道闭锁被认为源于胎儿在子宫内发育时食道形成异常,但具体原因尚不明确。在肾脏、心脏和脊柱发育异常的婴儿中更为常见。再次生育患此病婴儿的风险被认为极低。
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