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一個健康受孕的機會,以治療為目標的人造卵巢器官將進入人體試驗

一旦癌症患者接受化療或放療, 他們可能就再也無法生育。 然而, 約10%癌症新倖存者是40歲以下的育齡女性, 科學家們正努力為這些年輕的癌症倖存者提供孕育孩子的機會——為她們創建人工卵巢。

如果這種器官被證明確實有效, 它將給癌症倖存者、變性人(transgender individuals)以及其他原因導致生育推遲的人們帶來真正的福音!

人造卵巢(artificial ovary)的最基本功能是容納由卵細胞和濾泡細胞組成的細胞群體“濾泡(follicle)”。 比利時魯汶天主教大學(Université catholique de Louvain)從事動物繁殖研究的Christiani Amorim博士說:“我們的首要目標是重建適合濾泡生存的卵巢環境。 ”

國際上有幾支科研機構都在競爭或合作致力於完美人造器官(卵巢)創建。

此前有團隊在小鼠體內成功組建了具有卵巢功能的合成器官。 現在的焦點是進一步改善人類人工卵巢的結構、剛度和性能, 已經有研究團隊達到了可以開展人類女性人體測試的地步。

12月13日, Amorim和同事在《Journal of Assisted Reproduction and Genetics》報導, 一種發現於血液凝塊腳手架的纖維蛋白基質, 可適當地平衡血纖維蛋白原(fibrinogen)和凝血酶(thrombin), 是構建人造卵巢的理想材料, 該混合物塑造出了非常像天然卵巢的結構。

人造老鼠卵巢的基質是複雜的, 但它的耐久性足以幫助小鼠排卵, 並生下健康的幼崽。

Amorim的同事比利時魯汶天主教大學的Marie-Madeleine Dolmans表示, (為規避潛在的倫理道德爭議)當前的研究重點主要針對癌症患者。 為了保護女性癌症患者的卵巢, 今後醫生和患者可以選擇在治療過程中將卵巢轉移到輻射區外, 或先移除和保存, 待癌症治療結束後再將卵巢組織移植回來。 這項最新技術使患者有機會獲得一個具有功能的新卵巢。

Dolmans解釋道, 卵巢冷凍保存和移植並非適用於所有人的選擇,

特別是癌症轉移婦女。 由於容易提取到惡性癌細胞, 如果在化療或放療後將這些細胞放回人體導致癌症復發的風險很高。 另外, 未步入青春期的女孩也不適合卵巢凍存和後期移植。

“儘管如此, 我們也在想辦法説明這部分人群, ”密西根大學的材料科學家Ariella Shikanov 說。 Shikanov和同事致力於鑒定濾泡早期發育階段的信號和轉錄因數活性。 瞭解哪些信號可以刺激發育, 將説明研究人員運用化學或基因手段創造適合濾泡生長的合適環境。 “研究人員首先需從女性體內提取濾泡, 去除癌細胞, 然後冷凍組織。 在患者痊癒後, 準備要孩子或開始有月經時, 我們再將解凍後的濾泡注入人造卵巢, 然後移植回體內。

與此同時, 俄勒岡健康與科技大學的Mary Zelinski和同事們正在應對另一個挑戰:準確地鑒定應在哪裡植入人造卵巢以確保其激素功能和生育能力, 收集卵巢移植後所產後代的健康資料。 該課題組在恒河猴身上的研究表明, 移植到手臂上的人造卵巢具有正常的激素生產功能。 此外, 移植組織生產的卵母細胞已經成功孕育出了一隻小猴子。 2017年11月該研究小組還在《Journal of Assisted Reproduction and Genetics》報導, 移植後, 母猴可以正常懷孕並沒有表現出過早細胞衰老跡象。

西北大學Feinberg醫學院的婦產科專家Teresa Woodruff說, 現階段最大的挑戰是創建出結構合理、經久耐用, 能在體內維持至少10年的人造卵巢。 為了做到這一點, 她和她的同事們採用3D列印, 製造能在體內支撐小鼠濾泡的三維結構,

移植後的母鼠可以懷孕生小鼠。 與Dolmans和Amorim的用材不同, 3D列印的材料主要來自卵巢膠原蛋白、彈性蛋白和生長因數等生物活性材料。

“儘管3D列印十分流行, 但我們最新發表的纖維蛋白基質也可媲美人類天然卵巢的纖維結構, ”Amorim寫到。 “因此, 我認為3D列印器官構建策略可能並非最佳選擇。 ”

Woodruff表示反對, 她說, 3D列印採用的生物“墨水”可以幫助器官發育得更像真實的卵巢, 還有助於植入後與所需血管連接。

Dolmans和Amorim反駁, 他們的技術無需3D列印, 因此對人體試驗來說更簡單易行, 事實上, 這種人造卵巢很快將被批准開始人體測試。

此前, 人工創建的類器官(organoids)的主要用途是體外藥物篩選或生物學機理研究。 這一次, 科學家們在人造卵巢上的成就則直指功能性器官移植, 人造器官不僅在組成和結構上可媲美天然器官,還被證明具有正常的分泌和生育功能,臨床上,人工卵巢可説明老年女性繼續生產荷爾蒙以對抗骨質疏鬆、心臟病和更年期等其他症狀,還可為變性人提供更自然的激素供應系統,還將為人類不孕症治療開拓新天地。

參考文獻:

A novel fibrin-based artificial ovary prototype resembling human ovarian tissue in terms of architecture and rigidity

Subcutaneous ovarian tissue transplantation in nonhuman primates: duration of endocrine function and normalcy of subsequent offspring as demonstrated by reproductive competence, oocyte production, and telomere length

人造器官不僅在組成和結構上可媲美天然器官,還被證明具有正常的分泌和生育功能,臨床上,人工卵巢可説明老年女性繼續生產荷爾蒙以對抗骨質疏鬆、心臟病和更年期等其他症狀,還可為變性人提供更自然的激素供應系統,還將為人類不孕症治療開拓新天地。

參考文獻:

A novel fibrin-based artificial ovary prototype resembling human ovarian tissue in terms of architecture and rigidity

Subcutaneous ovarian tissue transplantation in nonhuman primates: duration of endocrine function and normalcy of subsequent offspring as demonstrated by reproductive competence, oocyte production, and telomere length

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