實驗室里用多能干細胞有望打印出人臉

在吳宇森導演的影片《變臉》中，兩位主人公先后換臉，變成對方的模樣，在2005年12月初法國里昂一家醫(yī)院讓其變成了現(xiàn)實。據(jù)當時美聯(lián)社報道，一名法國婦女面部被狗咬后導致毀容，接受世界*面部移植手術后，又有了新的鼻子、嘴唇和下顎，成了現(xiàn)實中*個“變臉”的人。手術后，醫(yī)院發(fā)表聲明說，這名婦女狀況“*”，器官移植后看起來“正常”。

面部移植手術的風險

據(jù)美國《趣味科學》近日報道，大約有30多人接受了臉部移植手術，業(yè)界人士的討論內(nèi)容也從zui開始的惶恐不安到后來為改進此項技術提出的各種建議。作為一種臉部毀容或缺陷療法，面部移植手術大大提升了患者的生活質量，而且人們對其需求與日俱增，迄今為止獲得的結果也令人鼓舞。

當然，這一醫(yī)學實踐還存在諸多改進空間，目前尚處于初級階段，而且實踐次數(shù)。其中，組織排異就是主要的問題，這意味著病人可能終生需要服用高劑量的免疫抑制劑，并有罹患癌癥、肝臟和腎臟衰竭等疾病的風險。而且，患者很難在血型、年齡、膚色、頭發(fā)顏色等方面與捐贈者匹配。另外，手術后，人的面部表情、運動和感覺能否正常也是個問題，新面孔可能只有很少幾種表情。因此，諸多因素導致臉部移植很難成為一項常規(guī)手術。

歸根結底一句話：病人接受的是一張以前屬于別人的臉。即便手術成功，病人能否調整好心態(tài)，坦然面對新臉？是否會造成巨大心理壓力和痛苦？這些都成為盤旋在患者和醫(yī)生頭腦中揮之不去的問題。

多能干細胞或能負重任

但是，如果一張新面孔能利用病人自己的皮膚，在實驗室中“構建”出來會怎樣呢？我們還需要多長時間才能放棄臉部移植，進入一個全新的領域呢？

對此，科學家們表示，干細胞或許能肩負這一重任，尤其是多能干細胞，這種細胞能再生成人體內(nèi)的任何細胞。科學家們zui開始是從捐贈的多余試管受精胚胎中提取出多能干細胞，但現(xiàn)在，他們可以通過對成熟細胞，比如皮膚內(nèi)的成熟細胞，進行重新編程而獲得多能干細胞。這意味著，科學家們或許能提取一塊皮膚，對其內(nèi)的細胞進行重新編程，讓它進入多能狀態(tài)，接著用其作為制造人臉等很多活體組織的起點。

制造皮膚當然比生成某類細胞更復雜，但這一領域的研究人員已取得了顯著進步。現(xiàn)在，科學家們使用多能干細胞來制造很多皮膚細胞類型，包括在表皮發(fā)現(xiàn)的角質形成細胞、黑色素細胞和在內(nèi)發(fā)現(xiàn)的成纖維細胞、脂肪細胞和巨噬細胞等。美國研究人員已將由干細胞生成的成纖維細胞和皮膚表皮角質形成細胞結合起來，制造出了全層人造皮膚模型。不過，將更多細胞類型和擁有復雜功能的組織，比如毛囊和汗腺囊括進皮膚內(nèi)是科學家們未來面臨的一大挑戰(zhàn)。

另外，科學家們目前只是在小規(guī)模地制造少量組織方面取得了重大進步，距離制造出足夠多的細胞來培育一張人臉用于移植還有很長的路要走。但技術一直在進步，而且，機器人技術的突飛猛進和攪拌式生物反應器的出現(xiàn)使大量制造細胞變得更容易。細胞打印等技術的問世也意味著，科學家們可以通過將細胞排列成三維結構，制造出更復雜的組織。盡管此類技術目前處于發(fā)展初期，但zui終有望被科學家們用來將細胞和結構蛋白（有時候也指生物墨水）結合起來，根據(jù)軟件生成的模板，打印出一張完整的臉。

盡管技術壁壘正在被慢慢攻破，但此刻，使用多能干細胞制造其他細胞的主要缺點是功能有限。與身體內(nèi)的細胞相比，實驗室制造細胞的表現(xiàn)常常要稍遜*。不過，用于模擬人體環(huán)境的3D組織培育系統(tǒng)或許能在解決這一問題上發(fā)揮作用。

另外，制造細胞的技術也很少被完整地標準化。用于移植的細胞需要擁有的質量，如果不能將它們培育到*合格的標準，那么移植就可能導致如免疫排斥或腫瘤等問題。

實現(xiàn)“換臉”任重而道遠

盡管達到這一目標還有很長的路要走，但好的消息是，這趟旅程無疑會給我們帶來更加直接的好處，尤其是在疾病建模和藥物研發(fā)領域。科學家們已使用人體皮膚來建模糖尿病創(chuàng)面愈合和皮膚癌等環(huán)境。隨著多能干細胞技術的成熟，科學家們或許可以制造出更大規(guī)模的人體組織，用于多種情況的檢查，提供比動物模型更好的預測能力。

簡而言之，從一塊活體組織得到細胞，生成并擴展干細胞系，再將其分化成多種皮膚細胞，接著對其編程，讓其變成一塊可用于移植的組織，仍然是一項任重而道遠的任務。即使我們已經(jīng)解決了細胞功能和生產(chǎn)規(guī)模等領域的問題，用病患自己的皮膚培育出一張新面孔的技術，還需要更加充分而廣泛的安全測試。zui近，科學家們在將由多能細胞生成的視網(wǎng)膜組織移植進一名日本婦女的眼睛方面取得的進步非常鼓舞人心，但制造出用于臉部移植的皮膚，仍需要獲得數(shù)十項技術進步才可以實現(xiàn)。(源自生物谷）