生命科学前沿
您现在的位置:首页 > 动态资讯 > 生命科学前沿
超冷器官保存:延长保存时间,使远距离转运成为可能
发布时间:2020-10-01 16:06:53 作者:

得益于现代科学的魔力,外科医生现在能够摘除掉衰竭的肝脏然后换上合适的健康肝脏,然而这些健康肝脏真正能被用上的窗口期非常短。对此,科学家们开发出了一种新的超冷技术,这种技术可以通过将肝脏置于零度以下的温度下进而大大改善手术效果。

超冷器官保存技术在本质上是一种低温保存技术, 依据范特霍夫规则(vant Hoff rule), 即温度每下降10 ℃, 组织细胞内酶的活性下降1.5~2.0倍。目前临床上常用的低温保存技术所采用的保存温度为4 ℃。但是这个条件下,移植器官仅能保存不超过12个小时,这大大限制了器官移植的应用。

图片1.png

零度以下的保存条件有希望打破现在技术下移植器官的保存时间限制。超冷(supercooling)保存技术能够实现将器官保存在零度以下的温度条件,同时避免器官发生相变,避免器官受到致命的冰晶损伤以及低温保存的常见毒性伤害。

早在2014年,马萨诸塞州总医院的科学家们就提出了一种方法,即连续几天将老鼠的肝脏温度降到零度以下且不会对组织造成损伤。结果他们发现,将防冻剂成分和葡萄糖化合物添加到器官储存的保护液中可以让肝脏在不冷冻的情况下将肝脏放置在最低温度至-6°C的环境下并使其存活长达4天。

然而当将这种超冷技术转移到人类肝脏上时则不得不面临着一些重大挑战,因为,人类的肝脏大约是大鼠的200倍,这大大增加了超冷过程中各种冰核形成的几率。对此,许多人认为这是一个无法逾越的障碍。

图片2.png

2019年9月9日,来自哈佛医学院和麻省总医院的Korkut Uygun团队,在Nature Biotechnology杂志上发表了文章Supercoolingextends preservation time of human livers。他们改进了超冷保存器官的方法,使得人的肝脏器官能在-4°C条件下保存,时间最长可达到27小时。

对于要移植的肝脏来说,过冷保存之后“解冻”也至关重要。研究人员使用亚低温机械灌注(简称SNMP),在20 °C左右持续向肝脏泵入氧气和营养物质,对肝脏进行复温。

从胆汁产生、血管阻力、摄氧量到一些代谢酶的水平,一系列参数的检验结果显示,肝脏的活力在过冷处理前后并没有显著改变,并且能在模拟移植中承受住压力。

总之,本研究通过对超冷保存器官方案的改进,证明人体器官在零度以下保存是能够实现的。并能够最大程度的保持体外器官的功能,避免其发生损伤,最重要的是大大延长器官的体外保存时间。

图片3.png

超冷器官保存技术作为一种新型的器官保存技术, 极大地延长了器官的保存时间, 使器官远距离转运成为可能, 有助于提高供体器官的利用率, 缓解供体器官短缺的困境,也为未来“器官库”的建立提供技术支持。我们期待在科学家们的不断努力下,供体肝脏保存技术的突破能让更多等待肝移植的患者迎来新生。


综合整理自:搜狐、cnBeTa、中国公众科普网,侵删。