科学家表示，经过降温至-150摄氏度并在冰箱中保存数月的猪肾脏成功被复温，首次显示出再次工作的迹象。他们希望能将这一发现应用于人类器官。这些肾脏的大小与人类肾脏相似，曾在一种玻璃状的状态下保存，在某些情况下达一年以上。一旦复温后经过机器测试并移植到猪体内，这些肾脏恢复了颜色并且生成尿液，这些都是它们正常工作的关键迹象。明尼苏达大学的移植外科医生埃里克·芬格（Erik Finger）说：“十年前……我不能说我对它实际有效有很高的期望。”他是这项工作的共同领导者。“在我们进行了最后一次移植后，我走出房间说，‘这是个大事。’”研究在预印本服务器bioRxiv上分享，尚未经过同行评审。这些肾脏并不完美，研究人员尚未证明它们能在长时间内维持生命。但这一结果代表了一个里程碑式的成就，领域中的其他人表示。“感谢上帝，终于有人的确在一个器官上做到了，并证明它有效。”专注于改进冷冻保存研究资助的公司Kyros Kairos的联合创始人、冷冻生物学家彼得·基尔布赖德（Peter Kilbride）表示，他并未参与这项研究。“多年来，人们一直在尝试，然而未能达到这一阶段。最终，我们实现了这一突破。”哈佛医学院的生物医学工程师兼外科教授科尔库特·尤根（Korkut Uygun）表示，他也并未参与这项研究，“他们的研究令人惊叹，将使我们能够真正地无限期保存器官。这是移植领域的革命性时刻。”每年，仅在美国就进行数万个器官移植。这些手术在过去25年中被认为拯救了200万年的生命。但仍有很大的改进空间。一个主要的挑战是缺乏可用的器官。即使当有器官可用时，将其在24到36小时内送到正确的接受者也是困难的，这是当前保存人类器官的极限。接受器官移植的人还必须终身服用抑制免疫系统的药物。这些药物旨在阻止他们的身体排斥新器官。但它们伴有副作用，并增加感染和癌症的风险。能够长期保存器官的能力有望解决所有这些挑战。医生将有更多时间将器官匹配给接受者。他们还能够降低器官排斥的风险——可能是通过为接受者及其免疫系统提前进行准备。“通过真正的器官保存……患者不再在等待器官，而是器官在等待患者。”芬格说。科学家已经能够通过一种叫做玻璃化的过程将细胞冷却至超低温，这基本上将它们转变成类似于玻璃的物质。这种程序目前已用于保存卵子、精子和胚胎。对整个器官进行玻璃化则要困难得多。一些问题可以通过冷冻保护剂来避免——这些化学物质类似于防冻剂，防止有害冰晶的形成。但这些化学物质往往非常毒性。快速而均匀地冷却大型组织同样困难，均匀复温整个器官也不容易。与明尼苏达大学的生物工程师约翰·比肖夫（John Bischof）合作，芬格及其同事想出了一个解决方案。一旦器官被装载上冷冻保护剂，他们会加入氧化铁纳米粒子。这些纳米粒子对细胞没有作用。但当需要复温时，它们可以通过电磁场激活。当该电磁场的射频在两种状态之间切换时，这些粒子也会翻转，重新对齐于电场。这会导致它们在整个器官内释放热量。调整电场的功率使得团队能够控制加热速率，一旦器官达到-120摄氏度，升温速度便会加快。研究人员已经在2023年发表的工作中成功对水鼠肾脏进行了玻璃化。那时，他们能够将保持在冰箱中长达100天的肾脏复温后再移植到水鼠体内。自那时起，团队一直在尝试在较大器官上取得同样的成功。猪肾脏被认为是人类肾脏的良好模型——它们的大小约相同，外观也相似。水鼠肾脏重约1克；猪肾脏约重100克。样本不易取得。用于玻璃化水鼠肾脏的冷冻保护剂在猪器官中的效果不佳。“我们不得不重新发现并修改这种混合物，”比肖夫说道。“这就是为什么我们花了三年的时间。”深度冷冻肾脏程序的第一步是从供体猪身上取下一个肾脏。一旦取出，肾脏就会用一种常用的器官保存溶液冲洗，以去除血液。