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净化血液的人造脾

日期:2014-09-16 00:00:00

Wyss生物启发工程研究所的研究团队从脾脏获得灵感,构建了能够过滤血液的人造脾。这一成果于九月十四日发表在Nature Medicine杂志上,还设备能清除从大肠杆菌到埃博拉病毒的多种病原体。

血液感染可能会引起致命的败血症。很多情况下医生并不能诊断出引起感染的病原体,于是他们只能使用大范围攻击细菌的抗生素。然而,这种方法并不总能奏效,还会使细菌对药物产生抗性。

研究人员开发的设备采用了改良的甘露糖结合凝集素(MBL),这种蛋白能够结合九十多种细菌、病毒和真菌表面的糖分子,还能结合死细菌释放出的毒素,以免触发的过度免疫反应(败血症)。

Donald Ingber领导研究团队将MBL连在磁性纳米微珠上。当血液进入人造脾,设备中的磁铁就会吸附结合了病原体的磁珠,剩下的干净血液可以输回患者体内。

为了验证人造脾的功能,Ingber等人用E. coli和Staphylococcus aureus感染大鼠,然后用人造脾过滤受到感染的血液。感染后五小时,过滤血液的大鼠有89%仍然存活,没有过滤血液的大鼠只有14%存活。研究人员发现,人造脾清除了大鼠血液中90%的细菌。过滤减少了大鼠肺部和其他器官的炎症,降低了出现败血症的可能性。

随后,研究人员测试了成人的平均血量——大约5L。他们将含有细菌和真菌的人类血液以1L/h的速度通过人造脾,结果该设备在五小时内去除了绝大多数致病菌。这个效率差不多可以控制感染,Ingber说。

人造脾清除血液的大部分致病菌之后,抗生素和免疫系统就很容易击败剩余的干扰,比如残留在器官中的致病菌。Ingber先容到,人造脾也能帮助治疗病毒性疾病,例如HIV和埃博拉。研究团队正在用猪进行试验。

伦敦大学学院的免疫学家Nigel Klein指出,人造脾也可以用来收集和培养血液中的病原体,以便进行鉴定并决定最佳的治疗药物。目前,输血和透析已经成为了常规疗法,相信人造脾应该可以在几年内进入临床试验。

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