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小耳畸形是一种先天性的耳廓发育畸形,不仅会对孩子的听力造成影响,还会影响孩子的心理发育.新年伊始,我国的科学家就利用这种技术,帮助五名患有先天小耳畸形的孩子“长”出了新的耳朵.
文·东宇 编辑·邓鑫
给孩子身心造成创伤的先天性小耳畸形
先天性小耳畸形,又被称为先天性外中耳畸形,其表现为重度耳廓发育不全、有外耳道闭锁或狭窄、中耳畸形,但内耳发育多为正常,且通过骨传导有一定听力.据统计,每3000~5000名新生儿中就有一名患有先天小耳畸形,且该疾病在亚洲的发病率相对较高.生出先天性小耳畸形孩子的家长很痛苦,因为这种畸形不仅可能影响孩子听力,更重要的是,会给孩子心理发育造成很大创伤.
一般来说,先天性小耳畸形患儿需要通过重建手术——譬如把塑料制成的耳朵通过某种方法连接在面部,或者是利用孩子自体的肋骨软骨来重建出一个耳朵来——但这两种方法都各有其缺陷,而切取自体肋软骨会对孩子造成一定的继发损伤.所以,在过去二十年间,组织工程学专家们一直致力于通过细胞生物学和材料学的结合,制造出更加适合小耳畸形患儿的新耳朵.
组织工程技术帮助长出“新耳朵”
而就在2018年伊始,在中国国家组织工程中心主任、联合丽格第一医疗美容医院院长曹谊林教授的领导下的研究团队成功地让这一想法成为了现实.他们利用了先天性小耳畸形患儿的软骨细胞,以3D打印出的健康耳朵为原型,为孩子们培养出了“新耳朵”.该研究被发表于美国知名医学杂志《柳叶刀》的子刊《EBioMedicine》杂志中,并用“milestone”这个词,来形容这是一个“里程碑”式的发明,引起了国际媒体的广泛关注.美国CNN进行了专题报道,报道指出,这是国际上第一次有人成功用组织工程方法造出了人的耳朵.
“新耳朵”是如何长出来的？
参与新研究的5名小儿单侧畸形患儿被试者中,有1名6岁的女童、1名9岁的男童、1名8岁的女童和两名7岁的男女患儿.首先,研究人员们利用CT扫描和3D打印的方法,以患儿健康的那侧耳朵为模型,制造出了一个生物可降解的“新耳朵”.而后,研究人员分别从每一名患儿的畸形耳的软骨中提取了软骨细胞,将这些细胞“种”在了3D打印的支架上,并进行了长达三个月的培养.因为3D打印的耳朵模型是根据患者自己耳朵的特定形状制成的,所以“新耳朵”在成型后即可移植给患者.移植后,研究人员会根据患儿自身的情况,对患儿进行了最长可达两年半的术后随访观察.
观察结果显示,5名患儿中的4名都在术后6个月时出现了明显的软骨形成,而且这4名患儿中的3名,其“新耳朵”的形状、大小和角度都和患儿另一侧健康的耳朵相匹配,也就是说他们的新耳朵是健康的.整体来看,在术后观察期间,除了两名患儿的新耳朵出现了轻微的畸形,其他患儿的新耳朵都能够保持其完好的形态.
其实,这项新研究中所利用的方法并不新奇.还记得那张老鼠背上长人耳朵的新闻图吗？早在1997年,就有研究人员（曹谊林教授）成功地利用软骨细胞培育出人耳,并将其移植到了老鼠的背部.事实上,近些年来,外科医生们一直试图将对人体中获取的细胞进行培育,并使之形成一个新的组织.而且,就像小鼠背上的耳朵,这种想法在动物身上早已经成功实现了.不仅如此,美国食品与药品监督管理局(FDA)已经批准利用这种方式来帮助治疗膀胱输尿管反流的临床研究了.但尽管国外也有科学家在做同样研究,但均没有获得突破.而这项研究的巨大突破在于——该研究首次对多名儿童进行了治疗,并在术后对他们进行了长期的追踪,从而确实地证明了利用组织工程技术重建耳廓、治疗先天性小耳畸形的可行性.
没有一项研究是完美的
研究人员表示,成功地设计、并重建出属于患者自己的耳朵,对于耳状软骨组织工程学的临床运用来说,是一项极大的突破.但这并不代表他们的研究是完美的,也就是说,研究仍存在一定的局限性.
从构建模型到采取细胞,再到从3D支架上长出新耳朵,风险最大的一个过程就是软骨细胞的培育.因为研究人员需要使用化合物来刺激细胞分裂——从细胞分裂的角度来讲,这就相当于让细胞以一种类似于癌变的方式进行不受控制的增殖——不论是在哪个国家,研究人员对于这种细胞培育方式都是十分谨慎的,因为我们并不知道这样培育出的组织在移植后是否对人体造产生负面影响.
另外,虽然这5名患儿均为单侧小耳畸形,而该研究中均采取了他们畸形耳中的软骨细胞来培育新耳.但是,因为畸形耳本身是不健康的,所以从中采取的软骨细胞可能与完全健康的软骨细胞还有差别.不过目前,我们还不清楚这种差别究竟是什么,以及这种差别会对患儿“新耳朵”日后的发育造成怎样的影响.曹教授团队表示,这项研究还需要进一步进行随访,将在术后5年报告这些病人的最终结果.
“新耳朵”要应用于临床,还须接受更多挑战
当然,除了研究本身所存在的局限,如果想要把这项技术广泛地应用于临床当中,还存在着许多的现实性的挑战.
首先是费用问题.单是耳朵的重建就需要接受多次手术,加上听觉损伤所需要的护理,可想而知,整个过程下来的总费用将不是一般家庭所能够承受的.其次,是耳朵的制作问题.制作这种3D的耳支架需要将三种截然不同的生物学材料结合在一起,而将软骨细胞种植在支架上并进行培育的过程中,还要保证软骨细胞能够既合理又完全地分布在支架上——这些过程都需要严密的监控.所以,想要帮助数以万计的小耳畸形患者重建“新耳朵”,还是非常困难的.最后,是术后的恢复问题.除了我们在研究中已经了解到的“新耳朵能否正确生长、不畸形”的问题,再有就是3D打印耳支架的残留问题.
不管怎样,对这项新技术还需要进一步探究,从而把它真正应用于临床实践当中.希望更多的小耳畸形患者能早日从中获益.
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