心臟移植的選擇
這一篇我們繼續就「心臟移植」這個主題做延伸討論。這個世界上，每天都有人因為等不到可移植的心臟而死亡。不僅是心臟，其他的器官也有短缺的問題，於是，醫療研究人員建立了各種方法來處理，像是多年前就出現的人工心臟，一種完完全全的機械式心臟，能移植到體內，也可以是體外攜帶式產品；也有科學家想在數量有限的捐贈心臟中增加可用心臟的數目。然而，以上兩種方式都各有其缺點。例如，手術移植免不了器官排斥問題，以及相關併發症，甚至在移植後，這顆心臟的使用壽命也需要考量。這和ㄧ般家裡的電器產品故障，少了ㄧ個零件，想要修理，怎麼樣還是原裝的最好，是同樣的道裡。而為什麼工業化產品，就能「複製」ㄧ個，生物體的器官就不行呢?能不能就直接「訂做」一個非金屬、活生生的專屬心臟呢?
打掉部份，再重練
將幹細胞發展成可跳動的心臟細胞，已經有不少成功案例。甚至這樣的技術，已經能製作出人體部份的氣管、膀胱等生物組織。然而，要製作出一個完整的心臟，仍是相當大的挑戰。怎麼把細胞培養皿中的跳動細胞，堆疊生長，成形為ㄧ個複雜的心臟? 這需要一個具心臟結構特徵的「骨架(scaffold)」，讓細胞依照這個骨架來生長。但心臟骨架相當複雜，如果要應用逆向工程的思維，從無到有，整個「人造」出來，不是件簡單事。那麼，若是打掉部份再重練，或許是個可行的辦法。這裡所謂的「打掉」，意思是對ex-vivo的心臟做「去細胞化」(decellularize)，意即取得捐贈的心臟後，將上面的細胞組織、DNA、脂肪、纖維素蛋白、糖…等物質，利用化學洗劑去除，最後得到一個以「膠質(collagen)」為主的骨架，同時也剃除掉可能在人體內產生排斥的抗原。接下來，取得器官需求者的細胞，植入這個骨架生長。
3D生物列印器官，可能嗎?
除了將心臟「去細胞化」，再培養細胞生長，這種部份打掉重練的想法；另一種方式，就是3D生物列印，列印細胞在一個先建立好的骨架上，如此層層疊出一個有功能的心臟。但這可能嗎? 3D生物列印需要的骨架，能以人類會吸收的材料製成，然後取受贈者該器官的細胞，層層疊印上去。而原先骨架的材料則慢慢因為吸收而消失。
CRISPR能改造動物器官給人體使用?
再者，就是利用近年來基因編輯技術的ㄧ大突破，「常間回文重複序列叢集」(clustered regularly interspaced short palindromic repeats, CRISPR)。利用這種技術，來改造動物的器官供人體使用。位於美國麻州的新創公司eGenesis，就是計劃以CRISPR技術，把造成人體排斥和疾病的基因，從豬的器官內剃除。如此，這樣的器官就有機會供作人體使用。姑且不論醫學倫理上，可能的爭議。移植動物器官到人體，可能面臨兩大技術困難；第一，豬的器官基因可能編碼有病毒，如果直接移植，到人體可能變成疾病；第二，就是免疫系統的挑戰，移植外來器官，受贈者的免疫系統，會視其為外來物，產生排斥。
以上三種方法，目前為止，都還不完全成熟。有的仍在實驗室研發階段，有的已經有些許在臨床實驗的案例。無論如何，都提供我們對這個議題不同的思維。你有什麼其它的想法，能製作人體可用的器官呢?
影片來源：nature video
圖片來源：DFAT photo library@flickr CC BY 2.0
