以下是亚当·皮奥雷（Adam Piore）所著《人体建造者》（The Body Builders）一书的节选。 《人体建造者》。
再生医学领域的一个圣杯是能够工程化制造出完整、复杂的所有器官，而不仅仅是它们的碎片。劳拉·尼克拉森（Laura Niklason）就是致力于突破这一界限的人之一。一次拜访中，我跟着她的一位博士后走进了她在耶鲁大学实验室里一个冷藏的壁橱。他伸手到架子上，取下一个罐子。与戈尔达娜·温贾克-诺瓦科维奇（Gordana Vunjak-Novakovic）给我看过的那个无定形的 P心肌组织碎片不同，这个容器里漂浮着的东西毫无疑问。这是一对保存完好的大鼠肺，取自真实的动物，并经过“脱细胞化”。
与那些工程化制造更简单组织的人一样，尼克拉森也依赖物理力和化学“汤”来复制器官的原生环境，并促使干细胞在她制造肺部时成熟为她想要的组织类型。但她在早期就认为，当时的科学还没有提供足够精细的人工支架技术来模仿真实肺部的形状和结构，而肺部是一个像米诺陶迷宫一样错综复杂的结构。我们通过气管吸入空气，气管是一个单一通道，很快就分叉成更小的分支，然后这些分支又延伸出它们自己的分支。事实上，我们肺部的气道有二十三代的分叉，以及数亿个直径为200微米的肺泡，每个肺泡都充满了吸收氧气到血液中的毛细血管。
“如果你试图制造一种内置了所有这些功能的聚合物……”尼克拉森告诉我，她一边沉思着挑战的巨大，一边撇了撇嘴。“技术还不行。根本不存在。就是这样。做不到。”
取而代之的是，尼克拉森依靠大自然来为她完成这项工作。她将捐赠者的肺取出后，将其浸泡在洗涤剂和强盐溶液的混合物中，以洗去肺部最有可能在新身体中引发免疫反应的所有细胞成分。留下的是一个原始的支架，与巴迪拉克（Badylak）在再生肌肉时使用的那种纤维材料相同，这种结构的大部分生化成分在个体和物种之间是相似的。然而，与巴迪拉克不同的是，在早期步骤中，对尼克拉森来说重要的是支架的复杂结构，它的精确形状。支架清洁完毕后，她会向其中灌注干细胞，并将其放置在一个生物反应器中，以模拟肺部在体内暴露的条件。
“血液会流经我们的肺，”她解释说。“所以，我们设置了一个系统，以便能够灌注肺组织并让它们呼吸，因为呼吸对肺部发育很重要。然后我们花了很多时间研究‘汤’。所以，就是支架、生物反应器和‘汤’。”
尼克拉森还没有准备好将她制造的肺部用于人体试验。她指出，到目前为止，还没有人在老鼠身上植入过这种人工肺超过一到两天。她指出，对人类而言，工程要求必须是完美的，因为人类受体很可能会活很多年。
“这就像建造布鲁克林大桥，”她说。“你必须决定它有多长，有多宽，能承受多大的重量。它能承受风切变、温度变化吗？在让人们开车通过之前，它必须满足这些标准。否则他们就会掉进东河里。”
尼克拉森的前同事温贾克-诺瓦科维奇也在研究再生肺的方法。但她采取了不同的方法。她指出，需要肺移植的患者数量是可供捐赠的肺数量的十倍。更重要的是，大约40%的捐赠肺因运输过程中的缺陷或损坏而被拒绝。
温贾克-诺瓦科维奇和她的肺部团队没有制造一个全新的肺，而是将这些受损的肺放入一个她称之为“深呼吸”的加湿机器中，该机器通过器官灌注含氧血液或注入营养素和氧气的血液替代品，来模拟现实生活中呼吸的条件。然后，她和她的团队寻找受损区域，通过添加来自患者自身身体的干细胞，在器官中构建健康的组织中心，并利用它们再生离散的肺组织区域。他们认为，仅仅播下一些新的干细胞群就能在一定程度上改善肺功能，使原本会被拒绝的器官被认为足够功能化，可以进行移植——并有望挽救生命。
“我们寻找最糟糕的区域并试图修复它们，而不是移除所有东西并重新填充所有东西，”温贾克-诺瓦科维奇说。“外科医生告诉我们，在大多数情况下，如果我们能将肺功能提高百分之十、十五、二十，我们就有可能达到植入的标准，而身体会完成剩余的工作，而不是从零开始。”
选自亚当·皮奥雷（Adam Piore）所著《人体建造者》（The Body Builders）。版权所有 © 2017 Adam Piore。经Ecco出版社（HarperCollins Publishers旗下分支）授权摘录。
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