人造心脏的新技术

译自：《科学》杂志网站   原著：Steve Mitchell
    心脏移植可挽救生命，然而捐赠的心脏却极为稀少。现在，研究人员发现了一种方法，可以在实验室里制造血泵器官，至少可以用在老鼠身上。具体做法是：将来自新生老鼠心脏的细胞，移植到成年老鼠心脏的组织框架里，所产生的器官可以跳动，并可以抽吸和排放液体。在准备将这个技术用于人类之前，还需要做进一步的细致研究。但是，该技术也许能够用来生产其他器官。 　　
    在美国，每年有将近3000病人等待做心脏移植手术，而可以利用的捐赠心脏只有大约2000个。可以使心脏组织增长的干细胞提供了一个潜在的解决办法。但是要形成整个的心脏，干细胞还需要一个赖以生长的组织框架。然而事实证明，合适的组织结构不易找到。现在，美国明尼苏达大学的生物工程专家多莉丝.泰勒领导的一个研究小组证明，将衰老的心脏去除细胞之后可以用作组织框架。 　　
    泰勒研究小组先从成年老鼠身上摘下一颗心脏，然后把它浸泡在化学药品中，以去除其中的活细胞，留下一个由心脏的非活性结构组织构成的框架，该框架的组成成分是蛋白质和其他分子。研究人员在这个框架中植入新生老鼠的心脏细胞，这些细胞并非干细胞，但可以使多种类型的组织增长。研究人员在2008年1 月13日《自然医学》(Nature Medicine)杂志在线版上报道：这些细胞安了新家，8天之后形成了一个可以发挥功能的心脏，既可以跳动又可以抽吸和排放液体。这个新器官的抽吸力只有成年心脏的2％，但是泰勒称，自那由于天气变化，小张不慎患了感冒，挺了几天病情也没有好转，到医院检查，医生说扁桃体发炎了，需要静滴几天先锋霉素，并告诉小张用药期间不要喝酒。
    可碰巧第二天是小张大学同学聚会的日子，面对满桌的美酒佳肴和同学的盛情相劝，小张自以为喝一丁点白酒不会有什么问题，就和几个老同学干了几杯。没想到平时酒量还可以的他很快就不省人事、烦躁不安，同学们看情况不妙，赶快送他到医院，经及时抢救才没有酿成大祸。小张和他的同学都难以相信区区几杯白酒会造成这样严重的后果，请教医生后才明白，原来酒与某些头孢菌素药物不宜同服，因为这些药物与乙醇会产生“双硫醒样反应”。
    什么是“双硫醒样反应”，为什么会造成这么严重的后果呢?在正常情况下，人们饮酒之后，酒类中的乙醇在肝细胞内经乙醇脱氢酶的作用氧化成为乙醛，乙醛在肝细胞线粒体内经乙醛脱氢酶的作用氧化成为乙酰辅酶A 和乙酸，乙酸进一步代谢生成二氧化碳和水，从而在体内代谢灭活，排出体外，不产生毒性作用，这就是适量饮酒不会危害人体健康的道理所在。用药期间不要喝酒□卢绪德人们在使用某些头孢菌素之后，如果喝酒的话，由于药物抑制了体内乙醇代谢，使乙醛堆积。反应的结果是高浓度的乙醇在体内蓄积，从而出现双硫醒样反应。患者除面、颈、前胸等部位的皮肤发红外，还会感到头顶部血管剧烈搏动。个别人面色苍白，严重者还会发生虚脱、血压下降、烦躁不安、视力模糊、呼吸困难，如有动脉硬化者可诱发心肌梗死，危及生命。
    当然，并非所有的头孢菌素均会引起双硫醒样反应。从化学结构上看，只有含甲基四氮唑基团的药物，如先锋Ⅴ、先锋Ⅵ、菌必治等才会有这种反应。
    需要注意的是，除前面讲到的外，酒和许多药物都可以产生不良反应。如酒不宜与安眠药同服。这是因为酒中的乙醇会提高细胞膜的通透性，使安眠药的吸收量大大增加。且酒精本身在量大时对神经系统的作用，也是由兴奋性转化为抑制性，两者“协同作用”使大脑皮层细胞受到强烈的抑制，可以使人长时间昏睡不醒，严重时甚至死亡。酒与阿司匹林也不宜同服。因为饮酒后，胃黏膜及食道由于酒精的刺激而处于充血状态，会增大阿司匹林的毒性，容易造成胃出血等。
    酒也不可与胰岛素等降糖药物同服。时起她和同事们利用大约40颗心脏重复了这个过程，发现通过植入较多的细胞和提供较长的生长时间可以制造出较为强有力的心脏。 　　
    泰勒说，将这一技术用于人类时，心脏的组织框架可以从人的尸体或者猪身上获得成熟的干细胞，如：骨髓中的干细胞，可以从等待移植手术的病人身上获取，用于植入新的心脏。 　　
    德国汉堡大学医院的组织工程师沃尔夫拉姆. 齐默曼称，这个方法令人振奋。但他提出警告说，准备将该技术用于人类之前，还有很多事情要做。研究人员必须解决好几个问题，如：识别适合心脏组织生长的干细胞，找出能够使细胞生长最优化的办法，以便最终制造出可以正常发挥作用的心脏。 　　
    德克萨斯州达拉斯贝勒大学医学中心的心脏病专家克莱德.扬西说，猪的心脏可能不适合做组织框架，因为即使利用药物来压制免疫系统，人体也会产生排异反应。扬西说，尽管目前可以将猪的心脏瓣膜植入人体，但是整个心脏对于人体来说可能难以承受。