全球范圍內(nèi),大約有300萬尿毒癥患者接受透析治療。其中,血液和腹膜透析是主要的腎臟替代療法。近些年經(jīng)過不斷努力,透析技術(shù)和水平雖然有了很大提高,腎友生活質(zhì)量得到了改善,但臨床以后不佳和死亡率高仍然是主要問題。腎移植能夠帶來更好的生活質(zhì)量及生存預后,卻受器官供應量的影響。
因此,人工腎的研發(fā)是腎友擺脫透析及治療尿毒癥的新型有效方法。
目前,人工腎主要有哪幾種,又進展到了什么階段?今天來系統(tǒng)介紹下!
第一代人工腎-便攜式、可穿戴人工腎(WAK)
便攜式可穿戴式人工腎相當于一個小型的透析儀,重量低至幾公斤不等?;颊呖梢源┐鬟@個設備在家或旅行途中使用,大大增加了自由活動權(quán),且可以進行更長時間、更頻繁的透析治療,從而改善臨床預后,提高生存率及生活質(zhì)量。
目前最接近臨床應用的可穿戴人工腎有兩個。
其一是由西雅圖華盛頓大學的腎臟研究所研發(fā)的可穿戴式血液透析機,2015年通過了美國食品藥品監(jiān)督局(FDA)的I期臨床試驗,共5名患者完成了長達24h的正常透析。
其二是由新加坡研究團隊研發(fā)的可穿戴式腹膜透析裝置,已經(jīng)開展了第一次人體試驗,共15名腹膜透析患者接受了治療。結(jié)果表明:其可以安全的為患者清除毒素,且沒有嚴重不良反應。
當下,可穿戴式人工腎正在飛速發(fā)展中,今年3月美國專利局已經(jīng)批準新型3.0版本W(wǎng)AK的專利號,有望近幾年完成所有臨床試驗并應用于臨床。
第二代人工腎-生物人工腎(PAK)
生物人工腎的研究主要集中在三個方面:
1. 融合了納米技術(shù)及3D打印技術(shù)的生物與人造材料的混合體。
2.?利用自體胚胎干細胞和誘導多能干細胞分化而成的腎臟類器官
3.?豬腎移植到人的異種移植
第一代PAK是由David Humes 和其同事開發(fā)的改良透析裝置(iRAD),其可提供腎小管的代謝和內(nèi)分泌功能。
在急性腎損傷重癥監(jiān)護病房患者中進行了I期和II期臨床試驗,結(jié)果表明:長達24h的治療安全,且對腎功能的恢復及維持有效。
然后,由于存在某些技術(shù)障礙,相關研究被中止。不過iRAD仍然是唯一在人類中成功試驗的BAK設備。
隨后,基于與?iRAD 相同的概念,利用腎上皮表型分化的類似腎祖細胞群所研發(fā)的人工腎上皮細胞系統(tǒng)?(BRECS),突破了上述障礙。BRECS進行了大型動物試驗,在膿毒性休克伴隨腎功能帥記得豬模型中,BRECS治療具有明顯生存優(yōu)勢。
據(jù)?Innovation BioTherapies, Inc. 稱,該公司正在開發(fā) BRECS,預計將進行急性 (AKI) 和慢性 (ESKD) 治療應用的臨床前試驗,隨后進行人體試驗
第二代PAK是由哈佛大學的Bonventre團隊和澳大利亞墨爾本大學的Little團隊主導的腎臟類器官研發(fā)。其利用人的干細胞誘導分化出一個具有腎臟功能的器官。但這個研究目前停留在科學研究階段,進展較少。
第三代PAK即異種器官移植,由哈佛大學的George Church團隊利用基因編輯技術(shù)CRISPR改造豬的基因,生產(chǎn)出能跟機體相容的器官。
但其面臨著諸多阻礙,如異種器官移植的排異反應、異種物種之間的新病毒感染等。
目前,中國科學家楊璐菡博士及其團隊已經(jīng)攻克了第二個難題,其利用基因編輯滅活了豬身上的逆轉(zhuǎn)錄病毒,使得豬移植給人時,不會引起人類感染新病毒。
第一個難題,異種器官移植的排異問題,則需要更多、更長的時間來 攻克!
總體來說,在不久的將來。便攜式和可穿戴人工腎的開發(fā)可促進家庭透析的普及并為患者提供更多的靈活權(quán)及自主權(quán),有望5年進入臨床測試階段。而生物式人工腎則有可能正式使尿毒癥患者擺脫透析,iRAD則有望成為第一個進入臨床試驗的生物式人工腎系統(tǒng)!
不僅如此,認識到臨床試驗的需要和腎衰竭患者的醫(yī)療需求,美國腎臟學協(xié)會和美國食品藥品管理局于2002年建立了腎臟健康倡議,聯(lián)合學者、患者、監(jiān)管機構(gòu)、基金會、制藥與生物技術(shù)公司等機構(gòu),共同促進和發(fā)展腎臟疾病及尿毒癥的創(chuàng)新療法。
參考文獻:
[1]From portable dialysis to a bioengineered kidney