末期器官衰竭是美國人死亡的首要死因，其死亡率超過癌癥。通過按需移植取代衰竭器官的方式，有可能每年在全球范圍內(nèi)拯救百萬人的生命。雖然部分原因是捐贈(zèng)器官的供應(yīng)有限，但關(guān)鍵的問題是捐贈(zèng)器官在體外生存的時(shí)間有限。器官和組織保存已被確定為當(dāng)今生物醫(yī)學(xué)所面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一。

兩位研究員Casie Pendexter和McLean Taggart在討論部分冷凍方案。

器官保存的臨床標(biāo)準(zhǔn)是+4℃的低溫保存。然而，這限制了血管和代謝活躍的組織（如肝臟）在體外保存的時(shí)間，只能維持幾個(gè)小時(shí)。

來自麻省總醫(yī)院和哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院（HMS）的科學(xué)家們首次成功地冷凍了嚙齒動(dòng)物的肝臟，通過調(diào)整動(dòng)物在冬季用于忍受寒冷溫度的策略，將保存時(shí)間延長了五倍。耐凍性是自然界中多種生物利用的有效策略。例如，木蛙（Rana Sylvatica）可以在-6℃至-16℃的冷凍狀態(tài)下生存數(shù)周。通過研究這些過程并采用他們的經(jīng)驗(yàn)，麻省總醫(yī)院醫(yī)學(xué)和外科工程中心（CEMS）的研究人員開發(fā)了新的方法，在不失去移植活力的關(guān)鍵指標(biāo)情況下，將整個(gè)大鼠肝臟冷凍的時(shí)間比目前的方法長五倍。

裝載有冷凍保護(hù)劑的大鼠肝臟的照片

該方案的核心策略是促進(jìn)熱力學(xué)穩(wěn)定的冷凍狀態(tài)，同時(shí)保持足夠的未凍部分以限制凍傷和過度脫水；因此，該方法被稱為 “部分冷凍”。重要的是，這種方法利用機(jī)器灌注技術(shù)，在零度儲(chǔ)存之前對(duì)器官進(jìn)行均勻的預(yù)處理，并使器官從休眠狀態(tài)中恢復(fù)。

Shannon Tessier博士

麻省總醫(yī)院醫(yī)學(xué)和外科工程中心（CEMS）中心研究員

哈佛醫(yī)學(xué)院（HMS）外科助理教授

研究發(fā)表在《Nature Communications 》（《自然·通訊》），主要作者Shannon Tessier博士詳細(xì)介紹了該新方案，她表示當(dāng)涉及到將移植器官與等待的患者相匹配時(shí)，額外的保存時(shí)間可以產(chǎn)生重大的影響。Tessier是麻省總醫(yī)院CEMS中心的研究員和HMS的外科助理教授。

Tessier博士表示：“當(dāng)你有更多的時(shí)間時(shí)，你可以搜索更廣闊的區(qū)域，并且可以找到一個(gè)很好的匹配，這意味著會(huì)有更少的器官丟棄情況，患者接受的器官機(jī)會(huì)更多，以及器官可以保存更長的時(shí)間來等待接受的患者。”

研究人員以賦予非損傷部分冷凍狀態(tài)為研究重點(diǎn)，對(duì)低溫保存的一個(gè)核心概念提出了挑戰(zhàn)，即應(yīng)該完全避免使用冰。迄今為止，大多數(shù)零度以下的保存工作都集中在超低溫范圍（<-80°C）。在這些溫度下，冷凍或玻璃化方法可能使細(xì)胞遭受多重問題的困擾，比如致命的細(xì)胞內(nèi)冰的形成、機(jī)械和熱應(yīng)力、冷凍保護(hù)劑的毒性和從細(xì)胞到人體器官大小范圍的可擴(kuò)展性局限等。

相反，從-4℃到-20℃的 “高亞零度低溫 “溫度范圍內(nèi)有一個(gè)相對(duì)未開發(fā)但潛在的優(yōu)勢，它可能比+4℃的臨床低溫儲(chǔ)存更深地實(shí)現(xiàn)代謝停滯，同時(shí)避免了上述超低溫儲(chǔ)存的許多挑戰(zhàn)。

“這種方法匯集了熱力學(xué)、低溫生物學(xué)和移植學(xué)的尖端技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了木蛙組織的常規(guī)功能，即達(dá)到-15°C左右的熱力學(xué)穩(wěn)定溫度，可以使它們存活數(shù)周和數(shù)月，”該研究的共同通訊作者，麻省總醫(yī)院CEMS中心的聯(lián)合創(chuàng)始人Mehmet Toner博士表示，同時(shí)他也是HMS的外科和健康科學(xué)技術(shù)教授。”還有更多的工作要做，但這一成功打開了人類器官庫的大門，其持續(xù)保存時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了目前任何技術(shù)所能達(dá)到的程度?！?/p>

共同通訊作者、麻省總醫(yī)院CEMS中心研究員和哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院外科副教授Korkut Uygun博士說：“通過超低溫，我們以一種適用于人類工作的方式復(fù)制了這些動(dòng)物器官的能力。“部分冷凍”技術(shù)使它更進(jìn)一步，達(dá)到自然界所能達(dá)到的最佳狀態(tài)。我們非常高興能讓大鼠的肝臟器官做到它以前從未做過的事情–被冷凍、解凍并恢復(fù)肝臟功能?！?/p>

關(guān)于美國麻省總醫(yī)院

麻省總醫(yī)院成立于1811年，是哈佛醫(yī)學(xué)院最初設(shè)立且規(guī)模最大的教學(xué)醫(yī)院。我們擁有全美最大的以醫(yī)院為基礎(chǔ)的研究項(xiàng)目，同時(shí)也是美國國立衛(wèi)生研究院研究資金最大的接受者，我們的研究項(xiàng)目橫跨醫(yī)院的20多個(gè)臨床部門和中心。麻省總醫(yī)院可以為幾乎每一個(gè)?？坪痛螌？?、內(nèi)科和外科領(lǐng)域提供精準(zhǔn)的診斷和治療。我們的六個(gè)多學(xué)科護(hù)理中心以癌癥、消化系統(tǒng)疾病、心臟病、神經(jīng)內(nèi)科、血管醫(yī)學(xué)和創(chuàng)傷中心的創(chuàng)新而聞名世界。另外麻省兒童總醫(yī)院提供全面的小兒保健服務(wù)，從初級(jí)護(hù)理到運(yùn)用尖端療法診治復(fù)雜和罕見的疾病。麻省總醫(yī)院連續(xù)多年被《美國新聞與世界報(bào)道》評(píng)為美國最頂級(jí)醫(yī)院之一，在14項(xiàng)?？婆琶芯@得名次的醫(yī)院。在接受評(píng)估的近5000家醫(yī)院中，麻省總醫(yī)院自1990年評(píng)選舉辦開始便一直占據(jù)榮譽(yù)榜頂級(jí)醫(yī)院之列。

參考：

原文鏈接:

https://www.massgeneral.org/news/press-release/scientists-freeze-livers-and-preserve-for-five-days

編輯：李麗