以美国为例，就有1万多例慢性肝病患者在等待接受肝移植手术，但肝源缺口巨大。此外，还有许多肝功能衰竭患者因身体状况不佳，无法耐受手术，不具备移植条件。

为帮助这些患者，麻省理工学院（MIT）的工程师们研发出一种微型肝脏，它可以直接注射到体内，用以“接管”衰竭肝脏的功能。

在2026年3月发表于《细胞-生物材料》（Cell Biomaterials）期刊的一项针对小鼠的新研究中，研究人员证实，注入的这些肝细胞在小鼠体内可以保持活性至少两个月，并能合成肝脏所产生的多种酶类和蛋白质。

MIT的桑吉塔 · 巴蒂亚（Sangeeta Bhatia）教授说道：“我们称之为‘卫星肝脏’。在保留病变器官的同时，将这些细胞注入体内，就能为身体提供强大的辅助功能。”她是这项新研究的通信作者，同时也是MIT科赫综合癌症研究所及医学工程与科学研究所成员。MIT的博士后研究人员瓦德曼 · 库马尔（Vardhman Kumar）是第一作者。

恢复肝脏功能

肝脏承担着约500项重要功能，包括调节凝血系统、清除血液中的细菌、代谢药物等。这些功能大多由肝细胞完成。

过去10年间，巴蒂亚团队一直致力于探索无需进行肝移植手术即可恢复肝细胞功能的方法。其中一种方案是将肝细胞嵌入水凝胶等生物材料中，但这些水凝胶仍需通过手术植入体内。另一种方案是直接将肝细胞注射到体内，这样就无需手术了。

在这项新研究中，巴蒂亚团队试图对第二策略进行优化：提供一个人工构建的微环境，以提高细胞的存活率，并实现对移植物（肝细胞）存活与功能状态的无创监测。

为实现这一目标，研究团队萌生了将细胞与水凝胶微球一同注射进体内的想法。这些微球可以帮助细胞聚集在一起，并使它们与周围血管建立连接。他们设计的微球很特殊：紧密挤压时呈液态，便于用注射器注射；进入体内后则恢复固态结构。

近年来，研究人员已尝试利用水凝胶微球促进伤口愈合，因为微球有助于细胞迁移到球体之间的缝隙里并形成新组织。在这项新研究中，MIT团队改进了该技术，以帮助注射进体内的肝细胞形成稳定的组织移植物。

库马尔表示：“我们利用这项技术为细胞移植打造了一个人工微环境。若不用微球，直接注射肝细胞，它们就无法与宿主有效整合。这些微球能为注入的肝细胞提供一个稳定的落脚点，使之可以更快地定位并与宿主的血液循环连接。”注射的混合物中还包含纤维细胞——作为辅助细胞，它们可帮助注入的肝细胞存活，并促进血管在移植组织中形成。

在科赫综合癌症研究所超声研究专家妮可 · 亨宁（Nicole Henning）的协助下，研究团队开发出了超声引导注射的方法。注射完成后，研究团队也可以利用超声监测植入物的长期稳定性。

在这项新研究中，微型肝脏被注射到小鼠的腹部脂肪组织。未来，类似的移植物还可被送至机体其他部位，如脾脏或肾脏附近。只要有充足的空间并能与血管连通，注射进去的肝细胞就能发挥与天然肝细胞相似的功能。

库马尔表示：“对于绝大多数肝脏疾病而言，移植物并不需要贴近肝脏。”

研究人员利用微流控装置制备出形状和大小均匀的水凝胶微球，并将其与肝细胞混合后注入实验对象体内，从而形成稳定的微型肝脏结构

移植的替代方案

在小鼠实验中，研究人员将肝细胞与微球的混合物注射到小鼠体内后，一旦细胞在体内定位，它们就会形成稳定而致密的结构。随着时间的推移，血管开始长入移植区域，为注入的肝细胞提供营养支持。

库马尔说：“新生的血管紧邻肝细胞，而这正是它们能够存活的关键。这些肝细胞能借此直接获取营养，正常发挥应有的功能，并合成我们预期的各类蛋白质。”

在为期8周的实验周期内，注射进小鼠体内的细胞始终保持活性，并能向宿主循环系统分泌特异性蛋白。研究人员认为，这表明该疗法有望成为治疗肝脏疾病的长期方案。

库马尔强调：“我们认为这项技术既可作为手术的替代方案，又可作为肝移植手术前的过渡手段——在患者获得合适肝源之前为其提供功能支持。而且，如果患者需要后续治疗或追加移植物，这种可注射技术的实施门槛要远低于手术。”

虽然使用目前的技术方案，患者仍需要服用免疫抑制药物，但研究团队正在探索两种新方向：一是开发能逃逸免疫系统识别的“隐性”肝细胞，二是利用水凝胶微球实现免疫抑制药物的局部递送。

资料来源：

Injectable “satellite livers” could offer an alternative to liver transplantation

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