在吴宇森的影片《变脸》中,两位主人公先后换脸,变成对方的模样。这一给观众娱乐的电影情节,2005年在法国里昂一家医院成为现实,一名法国妇女面部被狗咬后导致毁容,接受世界首例面部移植手术后,又有了新的鼻子、嘴唇和下颚,成了现实中第一个“变脸”的人。手术后,医院发表声明说,这名妇女状况极好,移植后看起来很正常。
目前,全球大约有30多人接受了脸部移植手术,但是,这一医学实践还存在诸多改进空间,其中面临最主要的问题就是组织排异。为了维持这张脸,病人可能终生需要服用高剂量的免疫抑制剂,并有罹患癌症、肝脏和肾脏衰竭等疾病的风险。而且,受者血型、年龄、肤色、头发颜色等方面与捐赠者匹配也是难题。另外,手术后,人的面部表情、运动和感觉能否正常也是个问题,新面孔可能只有很少几种表情。诸多因素叠加,导致脸部移植难以成为一项常规手术。
多能干细胞打印人脸成为可能 那么,能不能利用自己的皮肤在实验室中“构建”一张人脸打破移植瓶颈呢?对此,科学家们表示,多能干细胞可以肩负这一重任。这种细胞能再生成人体内的多种细胞。科学家们最开始是从捐赠的多余试管受精胚胎中提取多能干细胞的,但现在,他们可以通过对成熟细胞,比如皮肤内的成熟细胞进行重新编程而获得多能干细胞(iPSC)。这意味着,科学家们或能提取一块皮肤,对其内的细胞进行重新编程,让它进入多能状态,然后用其作为制造人脸等很多活体组织的起点。
现在,科学家们使用多能干细胞制造出了很多皮肤细胞类型,其中包括在表皮发现的角质形成细胞、黑色素细胞和在真皮内发现的成纤维细胞、脂肪细胞和巨噬细胞等。美国研究人员已将由干细胞生成的成纤维细胞和皮肤表皮角质形成细胞结合起来,制造出了全层人造皮肤模型。不过要形成一张真正的脸,还需赋予它更加复杂的功能,其中将毛囊和汗腺囊括进皮肤内就是一项最大的挑战。
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虽然目前在小规模制造少量组织方面取得了重大进步,但是距离培育一张人脸用于移植还有很长的路要走,不过,机器人技术的突飞猛进和搅拌式生物反应器的出现使制造大量细胞更加容易,例如细胞打印技术的问世,意味着可以通过把细胞排列成三维结构,制造出更复杂的组织,将细胞和结构蛋白结合,根据软件生成的模板打印出一张完整的脸。
不过,用多能干细胞制造其他细胞,功能有限及制造技术的标准化问题尚需取得突破。即使已经解决了这两个问题培育出一张新面孔,仍需要更加充分广泛的安全测试。虽然日本已有多能干细胞生成的视网膜组织成功移植的案例,但制造出用于脸部移植的皮肤,仍需要数十项技术共同进步才可以实现。