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重访:猪肠的再生力量

探索利用猪肠和干细胞再生指尖和治愈肢体的再生医学技术。

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图片来源:AVA Bitter/Shutterstock

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生物工程师在利用身体的“重新开始”能力方面取得了长足的进步,无论是再生心脏组织和骨骼,还是利用干细胞再生指尖。尽管如此,再生医学的许多潜力仍然停留在实验室里——至少在我开始为《工程人类的科学内幕》一书进行报道时,我是这么认为的。

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一些临床医生,如 Eugenio Rodriguez 医生,并没有等待试验完成就帮助患者。相反,他们已经将再生技术添加到他们的医疗工具箱中,并用它们来挽救人类的肢体。多年前,在佛罗里达州德尔雷海滩,Rodriguez 医生,一位创伤外科医生,在探索猪肠的再生力量时引起了一阵轰动。

Rodriguez 医生首次成为头条新闻是在 2013 年,当时一匹马咬掉了 33 岁的马匹训练师 Paul Halpern 的食指。Halpern 的保险公司敦促他截肢剩下的手指,但 Rodriguez 医生利用一种市售的猪膀胱医用贴片,为 Halpern 缺失的指尖制作了一个粗糙的模型,即细胞外基质(ECM)。Rodriguez 医生将模型固定在剩余手指的残端上,骨骼甚至缺失的指甲都重新长了出来。

治愈过程在当地新闻中得到了关注,但当我看到这个故事时,我并不完全惊讶。2011 年,我曾为《Discover》杂志写过一篇关于这项技术的文章,这项技术由匹兹堡大学 McGowan 再生医学研究所的生物工程师 Stephen Badylak 开发。早在 20 世纪 80 年代末,Badylak 就偶然发现了猪肠具有非凡的再生特性。近年来,他进行了一系列旨在探索其极限的试验,同时也在解码用猪肠进行治愈的奇特生化反应。

事实证明,猪肠支架中嵌入了一系列强效的分子信号分子,它们可以抑制疤痕反应并召唤干细胞来构建新组织。当经过正确制备的猪肠被植入伤口时,身体会开始分解异物,释放这些信号分子,从而启动愈合过程。

Rodriguez 医生第一次听说这项技术是在一位患者将我写的关于 Badylak 的《Discover》杂志文章带给他,并希望 Rodriguez 医生用这项技术治愈他的伤势后。自那第一个患者走进诊室以来,Rodriguez 医生声称已经使用这项技术数百次,而且不仅仅是用于指尖,而是挽救了整个肢体。我最近乘飞机去亲眼看看 Rodriguez 医生在忙些什么。

案例研究 #1

当我到达他的办公室时,Rodriguez 医生领我穿过一条长长的走廊,进入一个检查室。里面,一位名叫 Yancy Morales 的 21 岁年轻人正坐在医生椅上,他面色稚嫩,留着稀疏的胡子,穿着宽松的红色短裤和迈阿密热火队的球衣。我们握手后,Morales 伸直右腿,指着他右腿膝盖上方几英寸长的一道难看的疤痕。他指着疤痕上方大腿中央的一个点。他告诉我,医生们正是在那里划定截肢线的。

Morales 在一场车祸后被送往医院,车祸将他的腿“像蝴蝶一样劈开,骨头都露出来了”。在医院住了几天并接受了几次手术后,医生派了一名护士来告知 Morales,他们无能为力挽救他的腿,他们决定截肢。

我不会说谎,我哭了,”Yancy 告诉我。“我脑海里全是没了右腿的样子。这景象不断浮现,因为你知道,我的腿就要没了?”

但护士被 Morales 打动了,并提出了一个想法:另一位护士听说过 Rodriguez 医生和他用猪肠制作的细胞外基质的工作。她听说 Rodriguez 医生甚至成功地保住了另一位患者的腿。

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在用细胞外基质重新长出 Yancy 腿部部分丢失的组织后,Rodriguez 医生从 Yancy 的大腿上取皮,植入伤口以填补剩余的空洞。这奏效了。

Yancy 一直在孜孜不倦地康复,对新组织施加负荷以重新构建它。他说,如果他过度运动,某些日子仍然会疼痛和肿胀,但他对 Rodriguez 医生的感激之情是毋庸置疑的。

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“他救了我的腿!”他说。“他们本来要砍掉我的腿!”

案例研究 #2

在与 Yancy 交谈后,Rodriguez 医生领我进入了走廊另一端的另一个检查室。一位名叫 Mercedes Soto 的 35 岁委内瑞拉家庭主妇正坐在椅子上,周围是家人。她来自加拉加斯。2013 年,Soto 怀孕 22 周,正在佛罗里达州旅行;她计划在美国生下她的孩子。两周后,Soto 感染了,流产,大出血并出现败血性休克。

Stephen Badylak 手持一块从猪膀胱提取的“细胞外基质”。(图片来源:匹兹堡大学医学中心)

匹兹堡大学医学中心

Stephen Badylak 手持一块从猪膀胱提取的“细胞外基质”。*(图片来源:匹兹堡大学医学中心)*

迈阿密的医生让她陷入药物诱导的昏迷,并使用机器将血液泵送到她所有主要器官,以维持她的生命。但她四肢的血液循环受到严重限制,当她最终苏醒时,她的脚和部分手指已经因坏疽变黑。血管外科医生告诉她,她打算截肢她整个脚踝以上的脚。但 Soto 在迈阿密的邻居告诉她关于 Rodriguez 医生。

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Soto 坐在医生椅上,向我展示了她脚以前的样子。脚趾和前脚掌是炭黑色的,而脚底则肿胀,覆盖着看起来像深绿色、坏疽的泡泡。接下来,她给我看了一张一个月后她脚的照片,绿色变成了愤怒的红色,还有一些黄色区域。当我们交谈时,她的脚几乎恢复了正常,尽管脚趾已经无法挽救了。Rodriguez 医生一直在尝试用 ECM 重新长出脚趾,但到目前为止,结果并不如他所愿。

然而,ECM 成功地重新长出了她部分手指,而这些手指也被 Rodriguez 医生截肢了。

“食指长回了很多,指甲也长回来了,等等,”他说。“脚趾不太令人印象深刻。那里的损伤更大。但至少我们不必截肢脚。”

当然,并非每个人都确信这项技术已经准备好进入主流。一些研究人员声称,他们发现很难复制 Badylak、Rodriguez 和其他人在患者身上取得的成功。一些人声称,使用匹配的组织——骨骼支架用骨骼组织,肌肉支架用肌肉组织——可以获得更好的结果。还有一些人对整个想法持怀疑态度。

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但 Rodriguez 并不是第一个在等待试验结果出来之前就使用这项技术的医生。陆军医生 Steven Wolf 开始在圣安东尼奥的 Brooke 陆军医疗中心对受伤的退伍军人使用这项技术。

“我今天还在用,”Wolf 说。“自从我来到这里,我已经用它治疗过四次手指。在我治疗的这些人身上,我估计手指可能额外生长了一厘米。现在我知道,根据我的个人经验、经验性经验,这种情况在(不使用该技术的情况下)是不会发生的。”

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Wolf 也尝试过,并取得了一些成功,用于治疗大面积肌肉流失的患者。他认为这项技术被广泛接受速度缓慢是因为随机试验的障碍。

“我们必须继续研究它,但问题是,这种问题的人数并不多,”他说。“为了做到这一点,我们必须进行随机分组,让一些人接受治疗,另一些人不接受,而且他们必须是同质的。”

然而,他补充说,在数字化再生或肌肉再生方面,“从外科手术的角度来看,这几乎不算什么大问题,而且具有巨大的潜在优势。”

在阅读了《Discover》杂志的文章后,Rodriguez 医生联系了一家与 Badylak 有关的公司 ACell,该公司销售用猪肠制成的医用贴片。(Badylak 和他的赞助商通过一种“后门”策略赢得了 FDA 对该产品的批准——该产品与其他已获批准用作支架或伤口“贴片”的材料相似——这些简单的填充物并不预期会提供任何再生优势。)

Wolf,现任德克萨斯大学西南医学中心达拉斯分院外科学副主席和教授,告诉我,他有一个案例与 Soto 的类似——另一位女性,出现败血症并双腿截肢。他也设法避免了截肢,使用了 Badylak 的材料。

“我费尽力气试图保留东西,最后一切都稳定了,”Wolf 说。“所以现在是时候看看我们是否能获得更多的指尖生长。我们开始这样做了,而且它确实为我们带来了一些额外的长度。”

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Adam Piore 是《工程人类的科学内幕》一书的作者,也是《Discover》杂志的特约编辑。

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