Damon Winter/The New York Times
匹茲堡——阿富汗路邊的炸彈炸掉了羅恩·斯特朗(Ron Strang)中士左腿的部分肌肉,，在那之后的幾個(gè)月,，他懷疑這輩子自己能否再次正常行走。
爆炸和連續(xù)數(shù)次的手術(shù),，在28歲的海軍陸戰(zhàn)隊(duì)員斯特朗中士的大腿的四頭肌上留下了一道巨大的傷口,。由于失去大量的肌肉組織，他的腿只能向后移動(dòng),，不能向前踢,。他可以行走，但動(dòng)作很笨拙,。
“我那時(shí)練得特別擅長(zhǎng)臥倒,，”他談到了自己歷經(jīng)的艱辛。羅恩·斯特朗中士身材高大健碩,，他不得不放棄跑步,。
但是那是兩年前。現(xiàn)在他行走自如,，還可以在跑步機(jī)上跑步,，考慮退役之后當(dāng)一名警察?！叭绻懔私馕?，或者注意觀察，會(huì)發(fā)現(xiàn)我走路還有點(diǎn)瘸,，”他說(shuō)：“但別人看到我時(shí)都會(huì)說(shuō),，‘我根本想象不到（你曾經(jīng)受過(guò)重傷）’?！?
還有一件事,，他們恐怕更是永遠(yuǎn)也想象不到：由于取自于豬的一塊薄片組織，羅恩·斯特朗已經(jīng)長(zhǎng)出了新的肌肉,。
這種材料在醫(yī)學(xué)上被稱為細(xì)胞外基質(zhì),，在人和動(dòng)物體內(nèi)，它是所有組織和器官生長(zhǎng)的天然支架復(fù)合物,。它由細(xì)胞產(chǎn)生,，多年來(lái)，科學(xué)家們認(rèn)為它的主要作用是將細(xì)胞支撐在合適的位置,。
現(xiàn)在研究員們認(rèn)識(shí)到,，這些支架復(fù)合物也向機(jī)體發(fā)出信號(hào)，使其生長(zhǎng),、修復(fù)組織和器官,。了解到這一點(diǎn),，研究員們利用這些取自于豬和其他動(dòng)物的材料來(lái)設(shè)計(jì)人體替代組織的生長(zhǎng)。
這種仍處在研發(fā)階段的技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了斯特朗中士的身上,。成千上萬(wàn)的退伍軍人在伊拉克和阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)中因炸彈致殘,，胳膊或腿失去了很多肌肉以至于不得不截肢。對(duì)于他們中的一些人來(lái)說(shuō),，這種技術(shù)帶來(lái)了新的希望,。
在80名再生肢體肌肉實(shí)驗(yàn)患者中，斯特朗是其中一例,。研究經(jīng)費(fèi)由美國(guó)國(guó)防部的技術(shù)轉(zhuǎn)移辦公室(Defense Department’s Office of Technology Transition)提供,，不過(guò)適用人群也包括了普通平民。
這項(xiàng)研究的學(xué)科帶頭人是匹茲堡大學(xué)(University of Pittsburgh)醫(yī)學(xué)中心的整形醫(yī)生彼得·魯賓(Peter Rubin)博士,。他說(shuō)斯特朗中士和其他一些患者的早期試驗(yàn)結(jié)果表明,，支架復(fù)合體能刺激肌肉的生長(zhǎng)。他說(shuō)：“我們能找到組織重塑的證據(jù),?！?
去年秋天，魯賓博士切除了斯特朗中士腿上的疤痕組織,，在剩下的健康大腿肌肉上縫上了一塊像厚羊皮紙一樣的薄片——來(lái)自于豬膀胱的細(xì)胞外基質(zhì),，它在實(shí)驗(yàn)室研究中表現(xiàn)很出色。
他的機(jī)體迅速開(kāi)始降解基質(zhì),，包括大量的膠原和其他蛋白,。但醫(yī)生們期待并認(rèn)為會(huì)發(fā)生的是這個(gè)結(jié)果——這些基質(zhì)通過(guò)降解成更小的復(fù)合物，能夠啟動(dòng)信號(hào)傳導(dǎo),，募集干細(xì)胞聚集到那些可以促使它們成為肌肉細(xì)胞的組織中,。
“我們的工作就是去試著順從自然而不是去反擊它，”該研究的另一位負(fù)責(zé)人,、匹茲堡大學(xué)麥高恩再生醫(yī)學(xué)研究所(McGowan Institute for Regenerative Medicine)的副所長(zhǎng)斯蒂芬·貝狄拉克(Stephen Badylak)博士如是說(shuō),。
貝狄拉克博士是使用細(xì)胞外基質(zhì)的先驅(qū)， 20多年前在普渡大學(xué)(Purdue University)進(jìn)行生物醫(yī)學(xué)工程研究的時(shí)候,，他就發(fā)現(xiàn)了它的許多屬性,。當(dāng)時(shí)他的部分工作是設(shè)計(jì)機(jī)械心臟，想要尋找一種方法將血液從身體的一部位轉(zhuǎn)移到另一部分,，但是要避免因合成材料導(dǎo)致的血液凝塊,。
“我當(dāng)時(shí)尋思著，什么東西看起來(lái)像一根輸送管道呢,？一段小腸會(huì)很合適,。”他回憶說(shuō),。于是他用了一只名叫羅基(Rocky)的狗進(jìn)行研究,，用它的一段小腸代替了其心臟附近的大動(dòng)脈,。（“換成是今天，這種實(shí)驗(yàn)肯定很難通過(guò)審批,，”貝狄拉克說(shuō),。）
手術(shù)次日，早上上班時(shí),，他的腦海里浮現(xiàn)出了各種狀況?！翱墒橇_基活靈活現(xiàn)地站在籠子里,，搖著尾巴要吃早餐，”貝狄拉克說(shuō),，“我當(dāng)時(shí)想,，好啊，這真是太酷了,?！?
后來(lái)的實(shí)驗(yàn)表明，隨著時(shí)間的推移,，這條輸送管道已失去了特異的腸細(xì)胞,，而獲得了血管細(xì)胞特異性的細(xì)胞?！八呀?jīng)演變成血管狀結(jié)構(gòu),，我們都覺(jué)得這太難以置信了，”他說(shuō),，“后來(lái)我們弄清楚了,，起作用的不是整段小腸，而是細(xì)胞外基質(zhì),?！?
細(xì)胞外基質(zhì)可來(lái)源于豬、羊以及其他動(dòng)物,，在過(guò)去的十年里,，它常常被用作增生層來(lái)治療肩袖損傷、疝氣和其他傷害,?！巴饪漆t(yī)生認(rèn)為他們是一種網(wǎng)狀物，能夠?qū)⑽镔|(zhì)聚合在一起,，”貝狄拉克博士說(shuō),。大多數(shù)醫(yī)生并不明白細(xì)胞基質(zhì)在通訊和修復(fù)中的作用?！八麄儾幻靼走@一點(diǎn),，”他說(shuō),，“我們一開(kāi)始也沒(méi)不明白?！?
這種腳手架材料通過(guò)剝離所有組織或器官的活細(xì)胞,，留下一個(gè)復(fù)雜的立體網(wǎng)狀，里面是蛋白質(zhì)和其它化合物,。去除細(xì)胞,，這就消除了來(lái)源于動(dòng)物的材料植入人體內(nèi)時(shí)被排異的可能性。而基質(zhì)所誘發(fā)的免疫反應(yīng)的確弱的多,。狄拉克博士說(shuō),，這種弱免疫反應(yīng)是必要的，這樣才能使其發(fā)揮作用,?！澳阈枰屆庖呦到y(tǒng)識(shí)別這個(gè)材料?！?
“如果身體會(huì)說(shuō)話,，它一定會(huì)說(shuō)‘這玩意兒不是我身上的東西，’但實(shí)際上信號(hào)的出現(xiàn)告訴我,，我要重塑組織,。”他補(bǔ)充道,。
這種基質(zhì)需要去接觸那些健康的組織,，這也是科學(xué)家必須首先除去疤痕組織的原因?！叭绻覀儼鸦|(zhì)放到疤痕之中,，基質(zhì)將不再重塑，因?yàn)樗鼪](méi)有接觸到血液和細(xì)胞的來(lái)源,?！钡依瞬┦空f(shuō)。
直接縫合肌肉也可以確保在術(shù)后第二天,，患者開(kāi)始接受強(qiáng)化物理治療時(shí),，激活的肌肉能夠被拉伸開(kāi)來(lái)。將機(jī)械負(fù)荷加到基質(zhì)上能有效地將這個(gè)信息反饋給身體：它將成為新的肌肉組織,，而不是其他類型的組織,。
當(dāng)斯特朗中士起初同意參加這個(gè)試驗(yàn)，并克服了各種身體障礙,，達(dá)到試驗(yàn)要求時(shí),，他也曾產(chǎn)生過(guò)很多疑慮，其中一點(diǎn)是他懷疑參加這個(gè)試驗(yàn)，患者還必須有一定的肌肉和充足的未損壞的神經(jīng),，以便肌肉可以再生,。但在那時(shí)，他愿意嘗試任何事情,，只要能重新正常行走就行,。
復(fù)活節(jié)那天，十個(gè)士兵——包括美國(guó)人和阿富汗人,，在赫爾曼德省的道路上受傷,，斯特朗傷勢(shì)最重。醫(yī)生給他輸了42個(gè)單位（1單位為200毫升——譯注）的血液并空運(yùn)到德國(guó),，然后在馬里蘭州貝塞斯達(dá)的沃爾特·里德陸軍醫(yī)療中心(Walter Reed Army Medical Center)治療了一個(gè)月時(shí)間,。
斯特朗回到了位于匹茲堡郊外的老家，在那里他接受數(shù)月的門診物理治療,。走路時(shí),，他只能把重心放在右腿上,，這讓他雙腿的膝蓋,、后背、臀部和頸部疼痛,?！吧眢w每個(gè)部位都被扭到一邊，”他說(shuō),。
當(dāng)醫(yī)生向他介紹他們的方案時(shí),，“一開(kāi)始我有點(diǎn)無(wú)法相信這種事情，”斯特朗中士說(shuō),，“當(dāng)他們跟我解釋的時(shí)候,，我被震到了，聽(tīng)起來(lái)就像科幻小說(shuō)里的東西,?！?
貝狄拉克博士說(shuō)，最重要的是它不是那種不切實(shí)際的期望,。
“我們告訴他們,，這不是魔法，也不是奇跡,，”他說(shuō),，“我們可能做不到百分之百恢復(fù)你的正常解剖結(jié)構(gòu)，但是我們認(rèn)為我們將會(huì)給你帶來(lái)巨大的變化,，你將能夠做到那些你現(xiàn)在無(wú)法完成的事情,。”
現(xiàn)在斯特朗的大腿上仍然有一塊很大的凹陷，它形象地說(shuō)明了一小塊新的肌肉組織能帶來(lái)怎樣的不凡成果,。
“太神奇了,，”他說(shuō)，“很快我就可以跨一大步,，我可以彎曲我的膝蓋,，踢出一小步，然后因?yàn)橹亓ψ饔盟挚梢苑祷爻跏紶顟B(tài),?！笔中g(shù)兩個(gè)星期后，他與朋友外出,，在森林狩獵,。
醫(yī)生們說(shuō)，初步的進(jìn)展可能是從基質(zhì)與現(xiàn)存組織的機(jī)械連接開(kāi)始,，但是當(dāng)基質(zhì)分解退化后,，盡管有跡象表明變化的步調(diào)放緩，斯特朗的身體仍然在不斷改善,。
斯特朗中士說(shuō),，這種改善也會(huì)產(chǎn)生心理效應(yīng)。在此之前,，如果他要去一家生意很好的餐廳或者其他擁擠的地方,，他可能會(huì)花費(fèi)很多的時(shí)間去決定坐在哪里，因?yàn)樗酪坏┌l(fā)生險(xiǎn)情,，他無(wú)法迅速撤離,。“這種顧慮老是徘徊在我的腦海中,，”他說(shuō),。
“但是現(xiàn)在，”他說(shuō),，“我沒(méi)有必要坐在門口了,。”
本文為“再生醫(yī)學(xué)”系列報(bào)道的第二部分,。第三部分將于周三發(fā)表,，介紹將替代器官放在人體體內(nèi)讓其成長(zhǎng)的新技術(shù)。
原文發(fā)表于2012年9月17日,。
