毛一雷，北京协和医院主任医师，教授，博士生导师，现为中国医师协会肝脏外科医师委员会副主任委员，外科技术创新与推广分会会长，中国抗癌协会肝癌专业委员会常务委员，中华外科协会肝脏学组委员，国际肝胆胰协会中国分会委员，同时是美国消化道外科协会委员，美国营养协会委员。曾三次被评为北京协和医院十大优秀外科教授。创办Hepatobiliary Surgery ana Nutrition（HBSN）外科杂志并任主编，该期刊为SCI分数外科类亚洲第一、世界第九的期刊。

肝脏到底在干什么

　　提到肝脏，您想到的都有什么？“保肝护肝”的保健品、每年体检的肝功能检测，还是乙肝、肝硬化和肝癌？那么肝脏到底什么样，有什么功能呢？
　　如果用右手做出叉腰的动作，我们可以轻松摸到右侧最下面两根肋骨，它们的内侧就是呈钝角三角形的肝脏。经过漫长的生物进化，人体借助肋骨给肝脏以全面的保护，可见它对于我们维持生命是一个非常重要的器官。
　　还记得体检时内科医生的动作吗？他们总会要你吸气鼓肚子，然后用手按压右侧肋骨下沿。如果医生没有摸到什么，就对了，如果不小心摸到了肝脏，那可能是肝脏肿大了。
　　肝脏常常被归类在消化器官中，因为它夜以继日地分泌胆汁，并储存在胆囊里，待我们进食油脂类食物时，就一股脑儿排进十二指肠，和食物混合，并帮助脂肪和脂溶性维生素A、维生素D、维生素E、维生素K的消化吸收。
　　但如果肝脏只做这点事儿，那怎么对得起它“人体最大化工厂”的称号呢？事实上，肝脏是个“一专多能”的器官，它还肩负着雌激素等激素代谢功能、应对外来有毒物质的解毒功能，以及合成白蛋白和几乎所有凝血因子的功能。

　　这样就可以理解，为什么患有肝脏疾病的人不止会有食欲下降、体重下降，还会有各种奇怪的表现，如维生素A缺乏导致的夜盲和皮肤干燥综合征，雌激素代谢异常导致的男性乳房发育，以及缺少凝血因子带来的凝血功能障碍等。严重时，也会因为白蛋白合成下降，引起低蛋白血症而造成腹水。所以说，“伤肝”的后果很严重。
　　幸运的是，生物进化也给了肝脏一个特殊技能——再生。肝细胞在体内有几乎无限的再生能力，在体内所有细胞中排名第二。当切除2/3健康的肝脏时，肝内剩余肝细胞会进行快速增殖，很快可以完全恢复至正常肝脏的体积和功能。
　　依据肝脏这个特性，在临床上有些患者接受部分肝切除手术后，缺失的肝脏可以在10个月内完全长回来;肝移植手术的供体也可以选择其他健康人的部分肝脏。同样是因为肝细胞能再生这个特性，燃起了无数科学家在体外复制肝脏，制作肝脏类器官的梦想。

科学家的梦想

　　类器官是指在体外构建一个与体内结构和功能相似的组织体，由于可以产生与器官类似的生理作用、药物反应、疾病过程，因此，它被认为是疾病动物模型与人体器官结构和功能研究的桥梁。比如肝脏类器官，就是由多个体外培养或自我复制的肝脏细胞，按照固定的空间结构，组成的细胞团。尽管它和真正的肝脏长相差别巨大，内部结构也未必完全一致，但它会保留肝脏细胞的大多数功能。
　　科学家们的梦想是——
　　如果，3D打印的肝脏类器官可以替代肝脏的功能，肝脏移植所需要的供體短缺问题不就可以解决了吗？
　　如果，3D打印的肝脏类器官可以批量生产并在体外大量存活，白蛋白、凝血因子等目前需要从血液中提取的昂贵的生物制剂，就可以让它们去制造了。
　　如果，3D打印能够在体外快速、完美复制肝脏肿瘤组织，患者到底用哪个抗肿瘤药效果更好，就不用再亲身试药了，而且完成的药敏试验不仅安全，效率还更高。肿瘤精准治疗可能就不远了。
　　那么，现在我们是否能看到梦想实现的苗头呢？中国医学科学院北京协和医院肝胆外科毛一雷教授的回答是：“yes！”

肝细胞在体外需要“抱团活着”

　　急性肝功能衰竭是由于各种因素引起的肝细胞大面积坏死或严重肝脏损伤，病死率超过80%。肝移植是终末期肝病或急性肝衰竭患者唯一有效的治疗手段，但是由于供体缺乏、免疫排斥等因素，临床应用受到限制。因此寻找新的肝衰竭治疗方式，对于潜在的终末期肝病患者有着重要的意义。这是毛一雷教授和他的团队迈入3D打印的世界，制作肝脏类器官和肝癌活体模型的初衷。
　　但现实情况是，原本有活力能再生的肝细胞，一旦从身体中取出，存活时间非常有限，而且其特有的复制功能也迅速消失。医学科学家们通过加入各种生长因子延长了肝细胞的存活时间，但功能难以保持。随着细胞生物学领域的快速发展，人们研究发现，如果让肝细胞成堆生活，即为它们提供三维培养体系，就能明显促进体外肝细胞的成熟功能。这提示三维培养环境提供给细胞的空间位置、压力信号和基质的黏附信息等，对肝细胞存活和发挥功能有重要作用。