颅骨和肌腱成功复制

复制人体器官成可能
——2000年人体软骨、颅骨和肌腱成功复制

如果科学家在猪、羊、鸡的身上成功复制了软骨、颅骨和肌腱，这意味着什么？

一、复制人体器官？

2000年，上海第九人民医院曹谊林教授在可降解的生物材料上，接种体外诱导、扩增培养的骨髓基质干细胞，制备出细胞与生物材料的复合物，用这一复合物为羊修复缺损的颅骨，修复后的组织同正常骨组织融为一体。

曹谊林还在猪的身上修复了巨大缺损关节软骨。结果表明，新生组织同正常组织关节表面软骨具有相同的组织学特性和胶原分子结构。修复后第24周，生物力学指标达到正常关节表面软骨的80%。

曹谊林还修复了鸡的缺损肌腱，修复后的肌腱同正常肌腱相似，修复后第14周，其生物力学强度达到正常肌腱的60%。也就是说，我国学者曹谊林在猪、羊、鸡的身上成功地复制了软骨、颅骨和肌腱。专家认为，这标志着我国生物组织工程研究获得了新的突破，复制人体器官已不再遥远。

从医学上说，组织器官的缺损或功能障碍是人类健康所面临的主要危害之一，也是引起人类疾病和死亡的最主要原因。建造一个“人体器官工厂”，使人体“零件”能够按需要随时换取，是多少代科学家梦寐以求的目标。经过多年研究，科学家证明，组织工程是实现这一梦想的可行途径。

二、小金林的故事

2001年2月，上海浦东的一位叫金林的孩子在一起交通事故中，头部狠狠地撞在了水泥墙上，结果导致一个6厘米×6厘米、比茶杯盖还要大的头骨被撞得粉碎。令人难以置信的是，在巨大的撞击下，虽然小金林的头骨破碎了，但头骨下的那层脑膜竟然完好无损。

经过抢救之后，小金林脱离了生命危险。头骨破损部位只罩着一层薄“皮”的大脑，始终神志清醒、思维正常。但失去头骨保护的大脑，显然是一块危险之地，时刻威胁着他小小的生命。稍有医学常识的人都知道，大脑是人体内非常脆弱的器官，只有在坚硬头骨的保护下才能安然无恙。小金林出车祸后，失去头骨部分的大脑只是被脑膜和头皮覆盖着，外力稍一作用，就会被碰到，轻则会使他大脑损伤，重则会立刻夺走他的性命。

小金林的家长一直希望通过手术补上孩子脑袋上的大“窟窿”，他们走访了一些医院。但对小金林的情况，即使是经验丰富的医生也感到非常为难。

在各有利弊的几种传统修补方法面前，小金林的家长不知所措，始终下不了决心。直至2002年6月，小金林已经快要上小学，头骨缺损问题已不得不解决时，金林的家长才来到上海第二医科大学附属第九人民医院做修补手术。金林家长选择了植入“塑料头骨”的修补方法。凑巧的是，正当一家人要去交纳“塑料颅骨”材料和手术费时，在电梯里他们碰到了第九人民医院副院长、国内组织工程学权威曹谊林教授。这次偶遇，彻底改变了小金林以后要饱受置换“头骨”手术之苦的命运。

在电梯里，小金林头上明显的凹陷引起了曹教授的注意。职业敏感让曹教授仔细询问了小金林的病况，在了解了所有细节之后，曹教授当即建议小金林的家长，让小金林接受“人骨再造”——先采用组织工程技术构建颅骨，然后再植入脑壳与原生头骨相融共生。金林的家长接受了建议。在曹教授的直接领导下，刘伟、崔磊副教授和柴岗博士等医疗小组成员迅速展开培育颅骨的工作。

医疗小组首先从小金林的髂骨处抽取了3毫升骨髓，如此小的抽取量对金林几乎无任何影响。然后将其中的“骨髓基质干细胞”分离出来，进行培养。在确认细胞已经具有成骨能力后，医疗小组将其接种于一块与金林脑壳缺损部位形状一样的生物材料上。细胞在这种生物材料上稳定生长约一周后，就形成了成骨细胞与生物材料的复合体。通过多种手段检测、观察，证实细胞在生物材料上生长良好后，这块头骨的“半成品”就可以植入人体了。

经过三个多小时的手术，医疗小组将已经具有生命力的组织工程化骨植入小金林的颅骨缺损部位。以骨髓基质干细胞作为种子细胞再造的组织工程化骨，将完全是病人自身的骨组织，不存在免疫排斥问题。在小金林手术完成后的半年多时间里，医疗小组对他的手术情况进行了多次检查。在初期，检查表明植入的头骨还比较软，但随着时间加长，植入的头骨越来越硬。CT扫描片同时显示，植入的头骨正像原生头骨一样生长。3个月后，从CT扫描片上已经可以看到新植入的头骨与缺损部位严丝合缝，完全与原生头骨融在一起。这表明，世界上第一例用组织工程再造、移植颅骨的手术获得圆满成功。

2003年1月，在日本神户举行的第五届国际组织工程年会上，中国科学家首次向世人展示了利用组织工程学成功修复病人缺损颅骨的病例。在这个实例中，组织工程技术再造出的颅骨移入患者头部后，不但与缺损部分严丝合缝，更神奇的是，这块人工颅骨还可以随同病人的颅骨同步生长，完全跟患者自身的颅骨一样。

这一实例，标志着我国组织工程医学水平已经达到国际领先水平，人体器官、组织的再造与修复向着临床应用迈进了一大步。

三、曹谊林的传奇

当然，主持上文这例颅骨再造与修复手术的专家，就是我国“973”计划首席科学家、上海组织工程与开发中心主任曹谊林教授。他曾以让老鼠背上长出“人耳”而名震海内外。此次应用组织工程技术成功再造出人的颅骨，是基于“人耳鼠”技术的又一大发展。

曹谊林对组织工程学的研究始于20年前。他应用细胞生物学和工程学原理，将人体某部分的组织细胞在实验室里进行人工培养增殖，扩增千万倍。把这些细胞种植和吸附在一种生物材料的支架上，然后移植到人体内所需的部位。支架在细胞再增殖的过程中逐渐被人体降解、吸收和排泄，最后就形成了有特定功能和形态的新的组织和器官。

曹谊林培育出“人耳鼠”采用的就是这个方法，那是在1992年末，在美国哈佛大学组织工程研究实验室的一次普通周会上，主任瓦康迪教授宣布散会，但坐在后排的曹谊林却说了一声“慢！”，并从座位下取出一小笼，笼内有只白鼠，而鼠背上竟然长着一只惟妙惟肖的“人耳”，在场者无不为之惊讶，其中当然也包括瓦康迪教授——世界组织工程学的鼻祖。应用组织工程学的手段，让裸鼠在背上“长”出“人耳”，这个消息轰动了国际医学界。国际权威专家发表评论，称其为组织工程学研究领域新的里程碑。

2000年7月，曹谊林领导的科研小组应用组织工程技术，分别复制了羊颅骨、鸡肌腱、猪关节软骨，均获成功，实现了从复制无免疫力的动物器官到复制具有免疫功能的高等哺乳动物器官的飞跃。

2001年10月，一只小狗出生仅7天就撞破了脑袋。曹谊林从小狗身上抽取5毫升骨髓，首次为高等哺乳动物再造颅骨并修补成功，将组织工程技术与“人体器官复制”又拉近了一大步。

曹谊林小传

曹谊林，1954年5月生于上海，1975年，曹谊林进入上海第二医科大学学习，师从我国著名的整形外科创始人之一、中国工程院院士张涤生教授，并获得了外科学硕士和博士学位。

1991年，曹谊林在全球医学者中脱颖而出，争取到美国整形外科基金会提供的两个资助名额之一，赴美深造。最后他以在裸鼠体内成功再生人耳廓形态软骨在国际医学界引起轰动。

曹谊林目前担任中国医学科学院整形外科医院、整形外科研究所院所长，上海交通大学医学院附属第九人民医院副院长，上海整复外科研究所所长，上海市组织工程重点实验室主任，上海第二医科大学组织工程研究中心主任，上海组织工程研究与开发中心主任等职，为“长江学者奖励计划”特聘教授，国家重点基础研究发展规划“973”项目首席科学家。