每年有数千名美国人接受肺移植手术，以替换因数十种原因之一而衰竭的器官。但这些组织极其脆弱，肺移植的五年生存率仅为约50%至60%。可用的肺捐献者数量远远不足以理想地匹配受者的身体，而且即使医生对捐献的肺进行调整以使其更具活力，也总是担心患者的免疫系统会排斥新器官。免疫抑制剂可以降低这种可能性，但也会使患者感染严重疾病的风险增加。因此，许多人在等候名单上死亡，或者在移植后不久因并发症死亡。
生物工程肺将是解决许多这些障碍的绝佳方案。现代医学的进步使得医生能够基本上在实验室中从零开始制造出人体肺——这是德克萨斯大学医学分校的Joan Nichols及其同事在2014年完成的一项里程碑式的工作。多年后，他们现在公布了另一轮试验的结果，这些试验表明成功地将单个实验室培育的肺移植到猪体内，无需使用免疫抑制剂，最终使生物工程肺移植的前景更加接近现实。
“到目前为止，已经有一些小型动物的研究，但生存期很短，”新研究的首席作者Nichols说，该研究于周三发表在《科学转化医学》杂志上。“这是第一次将整个生物工程肺进行移植。”
猪在未来器官移植中的作用早已不是什么新鲜事：它们是大型动物，在器官大小方面与人类有相当大的相似性，而且它们相当容易找到和饲养。但猪的器官不是人类的器官，而且即使有了基因编辑等新技术，让我们的身体与这些新的“客人”和谐相处仍然存在很大的风险。但是，由受体自身细胞制造的生物工程肺在移植回猪体内时，应该比单独获取的整个肺更匹配。
虽然从零开始构建肺是一项细致的任务，但整个过程并不难理解。事实上，它有点类似于你构建任何东西的方式。你需要先做一个支架——一个由坚韧、柔韧的蛋白质（胶原蛋白和弹性蛋白）组成的框架，器官的细胞和血管可以在上面生长。在这种情况下，研究人员通过收集死猪的器官，并将其浸泡在一堆糖和洗涤剂中，从而留下了肺的“骨架”来制作支架。
接下来，研究小组从试验中的受体猪身上取出一个肺，作为生物工程肺的细胞来源。在用填充生长因子的水凝胶和纳米颗粒处理支架后，他们添加肺细胞，启动血管发育，并在生物反应器中培养30天。
Nichols及其团队观察到，当生物工程肺被植入相应的猪体内时，它们与动物其余血管系统形成了可行的血管连接。肺在每只动物体内继续正常生长和发育。新发现中真正非凡的部分是肺微血管的发育和成熟——这是氧气向血液复杂交换发生的地方。
研究小组成功地将四只猪的肺移植到四只猪的受体身上，这些受体在手术后分别存活了10小时、两周、一个月和两个月。研究人员需要收获生物工程肺以更仔细地研究它们在体内的发育情况，因此，这些猪完全有可能在健康状态下存活超过两个月。
毫无疑问，新的研究结果值得称赞，但没有人，尤其是研究团队，会过于乐观。Nichols称最新的试验是“一项小型临床前项目”，并强调“我们制造的东西还可以，但它不支持为临床生产肺。我们需要更好的设备来真正满足项目的需求”，此外还需要更多的资金。在人体试验之前对其他动物模型进行测试也可能加强研究结果。
此外，“我们确实需要证明动物仅凭工程肺就能维持生存，”她说。需要更多的研究来更清晰地说明生物工程肺在支持氧合和气体交换方面有多好。一项更理想的试验是让受体猪在移植的肺上生存六到十二个月，然后关闭正常肺（Nichols说：“很容易做到，对动物没有损害”），并证明它们仅凭工程肺就能维持生存。“这将证明我们的概念！我们制造的肺似乎需要时间在动物体内才能完全成熟。”
当被问及这项工作是否真的能为人类患者带来实验室培育的人类肺时，Nichols自信地表示，如果未来的测试结果令人满意，并且团队能够获得足够的研究资金，他们可以在未来五到八年内进行临床试验。
尽管如此，他们可能需要“喘口气”（双关语，意指休息一下）。“这个项目已经花了15年才走到这一步，我们很高兴取得了如此好的成绩，”Nichols说，并补充道，“不过我们现在非常累了。”
