科學(xué)家用豬肉細(xì)胞令傷殘軍人腿部肌肉重生

時(shí)間:2012-10-31 15:58來(lái)源:鳳凰網(wǎng) 作者:范文軒 點(diǎn)擊: 載入中...

  羅恩·斯特朗中士至今記得,那個(gè)星期天是復(fù)活節(jié)。他和一隊(duì)?wèi)?zhàn)友在阿富汗赫爾曼德省的一條公路上巡視,突然一顆炸彈在附近爆炸了。一同受傷的有十個(gè)美國(guó)和阿富汗軍人,而斯特朗是其中傷勢(shì)最嚴(yán)重的。他被輸了42包血,又被直升機(jī)送到了德國(guó),在沃爾特里德陸軍醫(yī)療中心治療了一個(gè)多月。

  盡管幸運(yùn)地保住了雙腿,但斯特朗的左大腿上已被彈片剜去了一大塊皮肉,那里曾是四頭肌所在的部位?;氐郊液?,這位健壯的前海軍陸戰(zhàn)隊(duì)員只能很別扭地走路,跑步則成了幻想。“經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的理療,我總算可以向后踢腿,卻沒(méi)法把腿往前送,因?yàn)槭O碌囊稽c(diǎn)肌肉根本不夠用。”由于走路時(shí)總是偏向右半側(cè),斯特朗所有的肢體都向一邊扭,膝蓋、背臀、脖子總是疼。“我最擅長(zhǎng)的事變成了摔跤。”

  但這都是兩年前的事了。如今,斯特朗能自如地走路,在跑步機(jī)上鍛煉。他還準(zhǔn)備找個(gè)警察的職位,也算是軍隊(duì)生活的一種延續(xù)。“如果你仔細(xì)看,會(huì)發(fā)現(xiàn)我走路有點(diǎn)跛,但所有人都想不到我還能恢復(fù)成這樣。”

  從豬肉到肌肉

  人們還想不到的是,幫助斯特朗的是從豬身上取下來(lái)的一塊薄片。

  這塊薄片,叫做細(xì)胞外基質(zhì)(Extracellular matrix)。它是由細(xì)胞制造出來(lái)的物質(zhì),可以說(shuō)是動(dòng)物身上的建筑材料,所有的器官和組織都是靠它來(lái)支撐。多年以來(lái),科學(xué)家一直以為它的作用就是用來(lái)固定器官。直到有人發(fā)現(xiàn)細(xì)胞外基質(zhì)還有一種功能:對(duì)身體發(fā)出信號(hào),讓某些器官或組織生長(zhǎng)和自我修復(fù)。而且,從別的動(dòng)物身上取來(lái)的細(xì)胞外基質(zhì),發(fā)出的信號(hào)照樣能讓人體聽(tīng)從。

  修復(fù)斯特朗的腿部用的正是細(xì)胞外基質(zhì)。他是第一批接受這種新療法的80名傷兵之一。這項(xiàng)試驗(yàn)療法是由美國(guó)國(guó)防部技術(shù)轉(zhuǎn)移辦公室撥款的,在臨床試驗(yàn)成功之后,許多美國(guó)普通市民也能受惠。

  匹茲堡大學(xué)醫(yī)學(xué)院的外科醫(yī)生彼得·魯賓是這項(xiàng)技術(shù)研究的帶頭人。去年秋天,魯賓將斯特朗大腿上的傷疤全部切除,然后將一張羊皮紙薄厚的動(dòng)物組織縫在了僅存的一點(diǎn)肌肉上。這張東西就是從豬膀胱上取出來(lái)的細(xì)胞外基質(zhì),它主要由膠原蛋白和其他蛋白質(zhì)構(gòu)成。在縫合之前,研究者先將細(xì)胞外基質(zhì)上的所有活細(xì)胞都剝除了,只剩一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的立體蛋白質(zhì)網(wǎng)架。這樣,人體對(duì)它的排斥程度可以降到最低。

  很快,斯特朗的身體開(kāi)始分解這塊基質(zhì),與此同時(shí),基質(zhì)向斯特朗的身體發(fā)出了一系列信號(hào),將干細(xì)胞都召集過(guò)來(lái),讓它們開(kāi)始構(gòu)建肌肉細(xì)胞。盡管事先剝除了活細(xì)胞,但這塊基質(zhì)還是引發(fā)了人體免疫系統(tǒng)的一些反應(yīng),不過(guò)這是有好處的。

  “其實(shí),你需要免疫系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)這個(gè)東西。”研究的另一帶頭人,斯蒂芬·巴迪拉克教授解釋?zhuān)?ldquo;人體會(huì)說(shuō)‘這玩意不是我身上的!但它告訴我應(yīng)該做些修復(fù)重建工作,最好還是聽(tīng)一聽(tīng)。’”于是,人體在基質(zhì)的激發(fā)下開(kāi)始自我修復(fù)了。

  細(xì)胞外基質(zhì)發(fā)揮作用有個(gè)條件:得和健康的肌體組織直接接觸。這就是切除斯特朗的傷疤的原因。因?yàn)閭探M織沒(méi)法接通任何血管和細(xì)胞源。一旦縫合到了肌肉上,基質(zhì)便可以跟隨肌肉的運(yùn)動(dòng)伸展收縮。做完手術(shù)第二天,當(dāng)斯特朗開(kāi)始做理療康復(fù)時(shí),這塊組織會(huì)感受到機(jī)械運(yùn)動(dòng)的重負(fù),然后意識(shí)到它應(yīng)該變出一塊肌肉,而不是其他什么。

  指揮人體進(jìn)行修復(fù)重建

  “我們?cè)谠囍c自然合作,而不是對(duì)抗它。”巴迪拉克教授是細(xì)胞外基質(zhì)應(yīng)用上的先鋒,早在二十幾年前就開(kāi)始研究這種物質(zhì)了。當(dāng)時(shí)他在普渡大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程研究室。一次,在研究人造心臟的時(shí)候,他需要將血液從身體的一側(cè)運(yùn)送到另一側(cè),但巴迪拉克并不想用人造材質(zhì)的輸送管,因?yàn)槟菢涌赡軙?huì)引發(fā)血栓。

  “我開(kāi)始琢磨,有什么生物組織長(zhǎng)得像管子呢?”他回憶,“腸子!”于是,他將實(shí)驗(yàn)室里一只名叫洛奇的狗麻醉了,將心臟附近的主動(dòng)脈換成了它身上的一截小腸。(巴迪拉克承認(rèn),這種試驗(yàn)放到今天肯定是很難被批準(zhǔn)的。)

  第二天上班前,他已經(jīng)對(duì)最壞的結(jié)果做好了思想準(zhǔn)備。但推開(kāi)實(shí)驗(yàn)室的門(mén)時(shí),洛奇居然在籠子里站了起來(lái),搖著尾巴要早餐吃。“這真是太酷了!”

  他們隨后對(duì)洛奇進(jìn)行了檢查,發(fā)現(xiàn)在這段時(shí)間里,那截腸子已經(jīng)驅(qū)除了構(gòu)成腸道用的細(xì)胞,轉(zhuǎn)而獲得了用于構(gòu)造血管的細(xì)胞。也就是說(shuō),它已經(jīng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換成了血管。“后來(lái)我們慢慢發(fā)現(xiàn),這里面起了決定性作用的就是腸子的細(xì)胞外基質(zhì)。”

  其實(shí),從豬、羊和其他動(dòng)物上提取細(xì)胞外基質(zhì),用來(lái)治療肩肌腱損傷、疝氣和其他人體損傷,這種療法二十年前就開(kāi)始應(yīng)用了。“但人們只是把它當(dāng)作一種固定東西的網(wǎng)狀物,并沒(méi)有意識(shí)到它還能指揮人體進(jìn)行修復(fù)重建,而我們是第一個(gè)想到的。”巴迪拉克非常自豪。

  最初簽訂治療合同時(shí),斯特朗是疑心重重的,“醫(yī)生們向我描述著即將進(jìn)行的治療,我覺(jué)得就像在聽(tīng)科幻小說(shuō)。”但他有著強(qiáng)烈的康復(fù)意愿,而且身體狀況也符合手術(shù)要求:這種療法需要病人還有一些肌肉殘留,以及沒(méi)有被破壞的神經(jīng),不然縫再多細(xì)胞外基質(zhì)也沒(méi)用。

  手術(shù)后不久,他已經(jīng)開(kāi)始大踏步走路了。“我可以彎曲膝蓋,把腿往前輕輕一踢,靠著重力和慣性,接下來(lái)的動(dòng)作自然而然就完成了。”手術(shù)兩周后,斯特朗已經(jīng)可以跟朋友去森林里打獵了。隨著細(xì)胞外基質(zhì)的分解吸收,斯特朗的進(jìn)展速度開(kāi)始下降,但他一直都在進(jìn)步。盡管他的左大腿上仍有個(gè)怪異的大坑,但這正好清晰地展示了,只需要一小片新肌肉,人的腿就能重新運(yùn)作。

  醫(yī)生們對(duì)斯特朗和其他人的恢復(fù)狀況也很滿意。“當(dāng)然,我們讓他別抱過(guò)高的期望。這并不是魔術(shù),不能幫他把整條腿都長(zhǎng)回來(lái)。但他肯定會(huì)有改進(jìn),可以做以前做不到的事。”盡管這種療法仍在試驗(yàn)發(fā)展階段,但它無(wú)疑給成千上萬(wàn)名傷兵帶來(lái)了希望。他們?cè)趹?zhàn)場(chǎng)上失去了四肢上的大部分肌肉,在過(guò)去,最好的治療方法只有截肢。

  這個(gè)療法同樣能解決一些別的問(wèn)題。“比如,以前去擁擠的餐廳或公共場(chǎng)所,我總得花很長(zhǎng)時(shí)間規(guī)劃,找一個(gè)離出口近的地方坐。因?yàn)槲倚袆?dòng)太慢了,一旦發(fā)生什么緊急情況,我得來(lái)得及逃出去。這事困擾了我很久。”斯特朗笑著回憶,“如今,我可以想坐哪兒就坐哪兒了。”

(責(zé)任編輯:鑫報(bào))
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