科学家成功3D打印人类肝组织 有望重塑器官移植模式

美国卡内基·梅隆大学团队近日获得美国高级研究计划署（ARPA-H）2850万美元资助，启动一项名为“免疫适配体积肝工程”（LIVE）的重大科研项目，目标是在实验室中制造可移植的3D打印人类肝组织贴片，用于临时替代病变肝脏的关键功能。

研究团队希望通过这种方式缓解器官短缺压力，让患者无需立即进行整肝移植，也有机会争取时间等待自身肝脏再生或后续治疗方案。

与传统器官移植不同，这种3D打印肝组织并非用于永久替代，而是作为“生物支撑系统”，在大约两到四周内承担解毒、代谢等核心功能，为衰竭中的肝脏赢得恢复窗口。科研人员设想，未来医生可以在患者病情急剧恶化前，将这类贴片植入体内，通过短期“接管”部分肝功能，降低死亡风险，并减少对完整供体肝脏的依赖。

这项研究的核心技术是由卡内基·梅隆大学开发的FRESH（自由形式可逆悬浮水凝胶）平台，可在支撑性水凝胶环境中精确打印胶原蛋白和活细胞，构建高度精细、接近真实器官结构的三维支架。早期研究表明，该平台已经能够打印带有血管网络的“类胰腺”组织，用于模拟1型糖尿病等疾病，为本次向更大、更复杂的肝脏系统迈进奠定了基础。

与利用转基因动物器官的路线不同，LIVE项目从一开始就完全基于人源生物材料，包括人源胶原蛋白和经过工程改造的“低免疫原性”细胞。这些细胞被设计成类似“通用供体”，理论上可植入不同受体体内而无需长期服用免疫抑制药物，项目负责人亚当·范伯格（Adam Feinberg）直言，真正的难点在于如何让免疫系统“接受”这些人工组织。

当前移植医学领域正同时在多条技术路径上推进，包括通过灌注系统在体外恢复器官血流与供氧、延长供体器官可保存时间，以及通过基因编辑改造猪等动物器官以适配人体。2025年，中国团队曾尝试将猪肝部分组织移植给活体患者，显示跨物种移植的潜力，但也带来复杂的免疫和伦理问题。相比之下，卡内基·梅隆团队选择坚持“纯人源、生物制造”的路线，试图在安全性与可接受性之间寻找新的平衡。

研究人员认为，FRESH生物打印的潜力远不止于肝脏急救贴片，其高精度、对细胞友好的打印环境也适用于构建肾脏、胰腺甚至心脏等复杂组织结构。范伯格团队于2025年发表在《Science Advances》上的一项研究指出，相同技术路线还可用于打造“器官芯片”系统，为新药筛选和疾病模型提供更接近真实人体的测试平台。

如果LIVE项目取得成功，临床器官移植模式可能迎来重要拐点：由“替换整器官”逐步向“修复与支撑器官功能”转变，移植等待名单上的压力有望得到缓解。接下来，研究团队将重点验证这种打印肝组织在体内能否长期维持稳定灌注、处理复杂代谢负荷，并在不诱发严重免疫排斥的前提下安全退场。