类器官之年

“类肠”将使两种新的药物测试成为可能

大脑装在罐子里是科幻小说中令人毛骨悚然的一个想象。可以预见的是，2016年我们不会看到这样脱离实体的人成为现实。不过，一种能让科学家在实验室的玻璃容器中培育类似大脑、肝、肾、肠以及其他许多人体器官的技术将蓬勃发展。

2016年，这些类器官将开始进入常规医疗使用，被用于测试药物。通过演示真器官的生长方式，类器官还将揭示胚胎发育过程中引发的疾病。最终，有些类器官甚至足以以假乱真，能被移植到人体中，以替换病变或衰竭的人类器官，虽然这在2016年不大可能实现。荷兰Hubrecht研究所的汉斯·克拉瓦斯培育的“类肠”将允许两种新的药物测试。测试将于2016年正式开始。一种测试是针对囊性纤维症，这种疾病使得肺和肠都出现问题，最终导致病人死亡。另一种测试是针对肠癌。

类器官源于类似于胚胎中的干细胞，虽然它们实际上取自现有器官，或通过用某种生化药剂处理皮肤细胞，使其变成干细胞。这样产生的类器官，具有细胞提供者的遗传特征，其对药物的反应也将与细胞提供者相应的器官相同。

囊性纤维症是由某个特定基因的缺陷引起。然而，该基因的不同缺陷，适用不同的治疗方法，而其中的细节尚不太清楚。克拉瓦斯博士计划招募荷兰所有愿意的囊性纤维症患者，提取其肠道细胞培育出类肠，用以测试一系列药物。此举将找出每位病人的最佳治疗方案。肠癌是更为复杂的基因问题，但适用同样的原则。用类器官方法也可以创造出“类肿瘤”。数以百计取自单个肿瘤活组织标本的类肿瘤能同时培育，并用于测试各种可能有效的药物，以找出真正有效的药物。

采用此方法的不止克拉瓦斯博士一人。比如说，澳大利亚墨尔本皇家儿童医院的梅丽莎·利特尔，就计划用该方法来研究多囊肾病的治疗。她诱使肾脏干细胞形成肾脏产生尿液的单元——肾元。肾元再形成几毫米长的类肾脏。利特尔医生怀疑，大约半数的多囊肾病病例存在基因问题，她希望未来一年开始筛选药物，找出哪种药物对哪种病症最有效。在纽约纪念斯隆-凯特琳癌症中心，陈渝（音）正采用类似方法研究前列腺肿瘤。

自己动手培育肝脏

同时，在日本横滨，武部贵则（Takanori Takebe）及其同事正在研究肝脏类器官。由于肝脏具有千变万化的能力，而且能迅速再生，肝脏类器官很可能成为首批被用于人体移植的类器官，虽然在2016年还不可能实现。然而，未来一年，肝脏类器官将被用于候选药物的毒性测试。这将是该技术特别有价值的一项应用。肝脏的功能之一就是分解潜在毒性物质，而药物恰恰具有毒性。但药物的动物试验往往与人体试验的结果不同。经类器官测试被证明毒性过高的药物，应该停止被用于人体临床试验，后者不仅浪费，而且可能存在危险。

最后，2016年类器官将作为工具，帮助研究人员理解真正的器官如何发育，以及发育期间可能出现的问题。“大脑装在罐子里”将流行起来，因为研究该技术可能揭开精神分裂症和自闭症等病症的神秘面纱，后者似乎是早期神经系统联结在其中发展时就“印入”了相应器官中。

这种方法已经发现了自闭症的一条线索。耶鲁的弗洛拉·瓦卡里诺团队发现，较之非自闭症患者，在源自自闭症患者的类大脑中，一组已知在神经元形成中非常重要的基因要活跃得多。肯定还有其他基因在潜伏着，并可能在2016年为人所知。在此方面努力的不只瓦卡里诺博士。斯坦福大学的塞尔久·帕斯卡也在进行这方面的研究，特别是与精神分裂症有关的研究。帕斯卡以及培育出首个类大脑的剑桥大学玛德琳·兰卡斯特正在研究更关乎人类存在的问题：人类类大脑中的神经组织是否异于其他物种类大脑中的神经组织，这可能揭示现代人为何会如此特别。