约公元前1000年，古埃及一位祭司的女儿Tabaket-en-Mut可能从未想过，她在失去大脚趾后佩戴的木质假肢会在3000年后成为医学史上的重要一环。
考古学家认为，她可能因糖尿病并发症而失去脚趾。当时现代医学尚未出现，因此有人为她制作了一个主要由三个木质脚趾段组成并用皮革包裹的假肢。它坚固、舒适，并且贴合她受损脚部的形状。如今被称为"开罗脚趾"的这一假肢被认为是已知最古老的具有功能性的假体部件之一。
这是一个谦逊的开端：替换失去的部分以恢复功能，或仅仅是使身体看起来完整。
如今，"替换"这一理念已超越表面修复，深入到医学如何长期保持功能的问题。5月15日，United Therapeutics公司表示，美国食品药品监督管理局(FDA)已批准其研究性新药申请，将开始对UHeart进行临床研究。UHeart是一种经过10次基因编辑的猪源心脏。该试验最初将招募最多两名参与者，公司计划利用这些数据来支持潜在的生物制品许可申请（如果早期结果支持）。
这并不意味着异种移植（将动物器官移植到人体）即将进入常规使用。但它确实表明，这个长期以来被视为实验性的领域可能正在进入更正式的监管路径。
从美容假体到基因编辑器官，医学对替换的探索遵循着一致的逻辑：当身体部位失效、损坏或老化到无法修复时，一种可能的应对方式是用能够恢复功能的东西来替代它。
这个逻辑很简单。执行起来却不容易。它贯穿了外科手术、移植、再生医学和医疗设备的历史：移除失效的模块，连接生物或合成替代品，并尝试让身体重新运转。
这是研究人员现在称之为"基于替换的干预"的核心。2025年5月，《Nature Aging》发表了由Sierra Lore领导的综述文章《作为衰老干预的替换技术》，共同作者包括Eric Verdin、George Church、Vadim Gladyshev、Anthony Atala、Morten Scheibye-Knudsen和Jesse Poganik。该论文将替换干预呈现为一类旨在恢复或替代衰老细胞、器官或脑系统的治疗方法，并将其框定为衰老研究的统一方法。
今年5月，《Aging Cell》发表了《基于替换的衰老干预用于系统性再生：塑造长寿科学和临床方向》。作者包括Bjorn Fraser Olaisen、Vadim Gladyshev、Bohan Zhang、Anthony Atala、Eric Verdin、Alexander Zhavoronkov、Morten Scheibye-Knudsen、Sierra Lore和Daniela Bakula。该论文提出了一个路线图，旨在将替换策略与新一代损伤清除疗法整合，以恢复生物功能并延长健康寿命。
这些论文向学术界和产业界发出了明确信号：替换不再仅仅是外科医生的领域。它正成为一个更广泛的医学框架，可以与药物、设备和再生疗法并列。
政策开始反映这一转变。在中国，国家医疗保障局已为医疗3D打印创建了定价项目，包括组织、血管和器官的生物3D打印。湖南成为首个发布地方定价规则的省份，而与器官相关的定价则更加有条件性，因为该领域仍处于临床试验阶段。
那么，这个人类追求了数千年的理念，在2026年处于什么位置？
替换技术的含义
要理解替换技术，从一个简单的问题开始：当一台机器使用了很长时间，某个部件损坏了，应该怎么办？通常，答案不是无限期地修理它，而是替换该部件。
那么，为什么医学如此频繁地依赖药物、注射和手术来修补人体，而不是直接替换受损组件？
在历史的大部分时间里，答案很简单：这是不可能的。没有合适的材料，没有可靠的抗排斥药物，也没有办法培养活组织。在过去的几十年里，这些障碍开始消失。
《Aging Cell》论文将基于替换的衰老干预描述为生物或合成策略，旨在逆转多种形式的与年龄相关的损伤，比传统治疗方法更持久地恢复功能，并将医学推向早期干预，而不是仅在疾病出现后才进行治疗。
换句话说，替换不再仅仅是"开罗脚趾"精神下的最后手段。它正被框定为一种可能的长期健康管理方法。
20世纪标志着转折点。1954年，首次成功的人体肾脏移植表明，失效的器官可以由另一个器官替代。1958年，首个可植入心脏起搏器表明，电子设备可以帮助调节生命节律。到20世纪90年代，造血干细胞移植已成熟，改善了某些白血病和其他血液疾病患者的生存率。
如今，替换可以进行的层次已经扩大。它们包括细胞，如干细胞移植和CAR-T疗法；组织和器官，包括工程组织和3D生物打印；循环系统，包括治疗性血浆交换；以及合成替换，如起搏器和脑机接口。
新加坡长寿技术基金Immortal Dragons告诉36Kr，在这些层次中，"组织和器官层面的替换与日常生活关系更密切，商业化路径更清晰，最能反映该技术从实验室走向现实的成熟度。"
该领域已经形成了大致的成熟度层次。
第一层级由薄层组织替换组成，如皮肤、软骨和角膜。这些结构相对简单。皮肤本质上是分层的细胞片。软骨主要由一种细胞类型和细胞外基质组成。角膜上皮没有血管。这些组织不需要解决组织工程中的主要挑战——血管化问题，这使它们更安全且更容易商业化。
在美国，Apligraf和Epicel等皮肤产品已在临床上使用数十年。在软骨修复方面，Vericel的MACI（基质诱导的自体软骨细胞植入）已获得FDA批准，用于修复成人膝关节某些有症状的全层软骨缺损。这些产品表明，基本形式的替换已经实现工业化。
第二层级主要包括已进入人体临床试验但尚未大规模商业化的中空器官，如膀胱、尿道和阴道。这些比薄层组织更复杂，但比实体器官更简单。它们需要几个结构层，但其壁足够薄，氧气和营养物质仍能暂时通过它们扩散，至少暂时绕过了血管化问题。
早在1999年，Anthony Atala团队就治疗了7名因脊柱裂的一种形式——脊髓脊膜膨出而导致膀胱功能障碍的儿童。研究小组从患者的膀胱中取出尿路上皮和肌肉细胞，在体外扩增，将它们接种到可生物降解的支架上，构建新的膀胱组织，并将其移植回患者体内。该研究于2006年发表在《柳叶刀》上。研究人员报告称，在随访期间，工程组织继续发挥功能，尽管这项工作仍处于早期阶段，需要进一步测试。
第三层级针对肾脏、肝脏和心脏等实体器官。这些器官通常需要数十种细胞类型、密集的血管网络和复杂的代谢功能。它们仍然是组织工程中最难的挑战，大多数可移植的工程实体器官仍处于实验阶段。
模式很清晰。结构越简单、越薄、越中空，就越容易推向市场。器官越复杂，越依赖血管网络，其研发周期就越长。这一层次结构既是一条技术路线图，也是一个投资时间表：首先将成熟的薄层组织商业化，然后进入中空器官，最终，如果科学允许，再进入实体器官。
中国是否在前进？
工业部署往往循序渐进。替换技术也必须平衡近期临床采用与健康老龄化的长期愿景。目前，它并不意味着科幻意义上的大规模器官替换。它必须首先解决紧迫的临床需求，并支持可行的商业模式。
随着技术的成熟，更多人可能会选择早期替换或修复磨损的关节、小直径血管或受损的免疫组件。共同的主题是从被动修复转向主动维护。
当一项技术从实验室走向临床时，资本往往反应迅速。几十年来，替换技术被视为严肃的医学，而非长寿医学。器官移植和关节置换是有效的，但它们的市场相对明确。一旦领先期刊开始讨论替换作为衰老干预的可能框架，投资者就开始以不同的方式看待它。替换不再仅关乎治疗疾病。它成为更广泛的健康维护理论的一部分。
Immortal Dragons表示，它是较早系统研究和投资"替换策略"的机构之一，这意味着使用新的功能性部件替换身体的受损部件。该公司的观点是，前沿技术必须首先满足明确的疾病治疗需求，完成临床验证，证明安全性和有效性，并获得合规的产品批准和销售。只有这样，才能扩展到更广泛的抗衰老用途。
其理论很简单：衰老在某种程度上是系统硬件的衰退。修复可以有所帮助，但修复可能并不总是能跟上退化的速度。替换老化组件可能成为延长健康寿命的更有效途径。
基于这一观点，Immortal Dragons将其4000万美元基金集中在四个领域：基于替换的衰老干预、基因治疗、神经衰老逆转以及加速创新疗法从研究到临床应用。该公司表示，它已在全球投资了20多家初创企业。
据Immortal Dragons称，最佳干预策略取决于疾病阶段。"例如，当损伤处于早期阶段且可逆转时，修复通常更有效，因为它成本更低，风险更低，并且不需要供体。在修复疗法中，基因治疗、再生医学和细胞治疗都取得了令人兴奋的进展。但当器官损伤变得不可逆转时，修复的边际效益会急剧下降，替换可能成为唯一的选择。根据供体来源，这可能涉及人类供体自愿捐赠的器官、动物器官、3D生物打印器官，或在动物体内培养的人类器官。"
短期内，Immortal Dragons的大部分投资组合公司专注于未满足临床需求的治疗场景。一个例子是Frontier Bio，它正在研究小直径血管移植物。现有的合成移植物在小直径应用中往往表现不佳，因为血液可以直接接触人工材料并形成血栓。传统的组织工程血管也可能需要从患者身上取细胞并在植入前培养数周或数月，而许多患者无法满足这一时间线。
Frontier Bio的方法是在手术过程中准备移植物。手术开始时，从患者的腹部皮下脂肪中取出少量组织。分离脂肪来源的干细胞，并立即接种到通过静电纺丝制成的可生物降解聚合物支架上。该过程旨在手术台上完成。据Immortal Dragons称，动物实验表明，14天后取出的移植物已形成连续的内皮层，并开始与宿主血管整合。
"这意味着您可以使用自体、活细胞、按需制造的血管替代品来绕过血栓形成和长时间的体外培养。而且因为它使用患者自身的细胞，移植物不会产生排斥风险，也不需要供体匹配，避免了同种异体细胞产品相关的许多免疫匹配问题，"Immortal Dragons表示。
另一家投资组合公司ImmuneBridge正在解决同种异体细胞治疗的瓶颈。来自成年供体的免疫细胞在质量上可能差异很大，而来自诱导多能干细胞(iPSCs)的免疫细胞可能功能有限，通常需要基因编辑。
ImmuneBridge的解决方案是回归更年轻的来源：新生儿脐带血。该公司表示，其小分子IBR403可以大大扩增造血干细胞，同时保持其分化为淋巴样和髓样细胞的能力。扩增后的细胞可用于创建自然杀伤细胞、T细胞和B细胞等免疫细胞，有效地形成年轻免疫细胞库的基础。
这些项目之所以引人注目，是因为它们指向一个更广泛的趋势：替换技术正从孤立的程序转向可重复的平台。
据Immortal Dragons称，中国在异种移植、3D生物打印和细胞治疗方面特别活跃。这一势头不仅仅依赖于一两个突出产品。更广泛的生态系统也在发展，从早期研发和制造流程到监管改革和支付系统。
以异种移植为例。2025年，《Nature》发表了一项关于将六基因编辑猪肝移植到脑死亡人类受体的研究。肝脏产生胆汁和白蛋白，并监测了十天。中国媒体和医疗机构将这项工作与空军军医大学的西京医院和窦科峰团队联系起来。
在行业方面，ClonOrgan表示，它经营着一个约22公顷的生物医学猪繁育设施，并维持着约2000头猪的繁殖群。其投资者包括Luminous Ventures、元生创投和贝达药业旗下的产业基金。
替换技术的三大瓶颈
尽管前景广阔，但可以大规模商业化的替换产品仍主要局限于外围或相对简单的组织，如皮肤和软骨。要将替换扩展到肾脏和心脏等器官，至少还有三大障碍：
- 第一个障碍是血管化。厚度超过约100-200微米的组织工程结构面临扩散问题：没有毛细血管，氧气和营养物质无法可靠地到达内部。薄层组织可以部分绕过这一限制。而肝脏、肾脏和心脏等实体器官则不能。它们需要密集、稳定的血管网络。尽管3D打印和生物材料已取得进展，但临床上可靠的血管化仍是工程化器官的主要障碍之一。
- 第二个障碍是免疫排斥。无论替换涉及基因编辑的猪器官、干细胞还是生物打印组织，身体都可能将其视为外来物。当前的方法包括基因编辑以减少抗原识别，结合免疫抑制药物。但长期免疫抑制会增加感染和某些癌症的风险，慢性排斥仍然难以消除。
- 第三个障碍是年龄同化。研究人员担心，即使年轻器官成功移植，也可能受到较老宿主环境的影响。老化的血浆、慢性炎症和衰老细胞的信号可能会加速恶化。关于年龄不匹配移植的研究表明，衰老细胞和与衰老相关的分子信号可能影响移植物结果，尽管它们对未来替换疗法的确切相关性仍在研究中。
除了这些科学障碍外，伦理关切、高成本和监管缺口也将影响商业化。替换医学提出了棘手的问题：谁先获得使用权，如何定价风险，在异种移植中如何处理动物福利，以及在预防性使用前需要多少证据。
不过，瓶颈并不等同于死胡同。替换技术的长期目标是减少与衰老相关的疼痛、虚弱和疾病，同时延长人们能够健康、自主生活的年限。
从古埃及的木质脚趾到进入正式临床试验的基因编辑心脏，基本的冲动始终如一：当身体出现故障时，医学寻求恢复失去的功能。下一个问题是，替换技术能否超越紧急救援，成为人们在衰退变得不可逆转之前维持健康的一部分。
KrASIA刊登了由36Kr翻译和改编的内容。本文由36Kr的萧汐撰写。
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