人体から摘出された肝臓の体外保存期間は、従来の技術ではせいぜい24時間ほどでした。しかし、チューリッヒ大学病院、スイス連邦工科大学チューリッヒ校、Wyss Zurichそしてチューリッヒ大学からの科学者たちのグループが開発した新たな灌流装置は、その限界を1週間へと延ばすことに成功。しかも、その間に傷んだ臓器を回復して移植に備えられるのです。

驚くべきは、この装置が移植用として適さなかったであろう肝臓を健康体に戻せるという点で、重い肝疾患によって引き起こされた問題を治療します。同装置はすでにブタとヒトの肝臓で試されており、実践的なヒトの移植への準備を整えているところ。この研究はPierre-Alain Clavien氏とPhilipp Rudolf von Rohr氏が先導し、Nature Biotechnologyに掲載されました。

摘出された肝臓に栄養素などを注入する｢灌流装置｣

4年かけて作られた装置は肝臓を体外保存、研究者の言葉で言えばex vivo（エクスビボ）するのに最新の技術を使います。標準的な身体機能の中でも、血や酸素を送る、血糖値や赤血球数の管理、そして排出物を洗い流すといった機能を模倣しています。

稼働中の灌流装置、肝臓は左の容器に入っています。 Image: USZ

これらの模倣された身体機能は、栄養素や他の重要な化合物などの治癒剤の注入で補われています。その分量を調節するためのアルゴリズムがバックグラウンドで機能しており、研究によれば｢灌流装置は、職員が付きっきりでなくもいいように完全に自動化されている｣とのこと。

2015年にこのプロジェクトが始動した際、初期の装置では12時間ほどしか肝臓を体外保存できませんでした。研究者らは70個のブタの肝臓を実験していく中で、グルコース代謝の管理や排出物の排除、さらには本物の体内さながらの挙動などの新たな方法を見つけて装置を繰り返し改良していったのです。体外保存期間が長くなる中で傷んだ肝臓の修復、脂肪沈着の除去、組織再生の促進などができるようになりました。

この段階の後、科学者らは状態が悪いため移植を認められず廃棄されるはずだったヒトの肝臓10個を実験に使うことに。灌流装置につなげた7日後には、損傷のあった肝臓10個のうち6個が健康な状態へと戻ったのです。臨床実験の結果は肯定的で、細胞内のエネルギーの濃度は高く肝臓の構造は健全と正常に機能していました。

灌流装置につながれた肝臓 Image: USZ

さらなる実験が必要だが新しい可能性を切り開くもの

そうは言うものの、肝臓の重さはその7日間で元々の25％ほど減ってしまったのです。なぜこうなったのかは不明ですが、通常の機能に｢悪影響｣はないはずだと彼らは信じています。

｢実験の結果は全体的に…（中略）前途有望で1週間の機械灌流はヒトの肝臓の生存能力を支えるかもしれないが、我々のアプローチの可能性を十分に評価するには、より質の高い肝臓での実験とレシピエントへの灌流された肝臓の移植が求められる｣と著者たちは論文の中で述べています。

廃棄されかねない肝臓の回復に加えて、今回の新技術は臓器を長距離間へと運べるといった別の新たな可能性も切り開いています。研究者らが提案したこのすばらしい可能性は、寄付された臓器を複数個に分けて、灌流装置の中で再生させるというもの。これがうまくいきそうであれば、移植のための肝臓の数を倍増あるいは3倍にできるかもしれないとのこと。

臓器移植を必要としている患者の数に対して、移植できる臓器の数は足りていませんから、ヒトへの移植が可能になれば、ドナー不足問題のブレイクスルーとなりそうです。