肾脏疾病过去几年在全世界范围内都呈增长趋势。糖尿病和高血压是慢性肾病和终末期肾病的最主要原因。现有的治疗方式主要依赖于透析，而每周数次的治疗给患者带来了极大的身体和心理负担。在此笔者总结了目前的治疗方式和未来可能发展的全新疗法，以供参考。

血液透析

现有最常用的治疗方式。但是透析机很重（超过60公斤），需要大量的水（>120升）。这些限制了患者的活动能力，干扰了他们的日常生活，并成为家庭透析的障碍，往往必须前往专业医疗机构进行。此外，血透仅去除一小部分尿毒症的毒素。并且由于透析的间歇性，患者身体内部环境（液体消耗和超负荷）存在很大的波动，每周三次的四小时透析（最常用的透析）与全天候功能健康的肾脏还是难以匹配。

腹膜透析

腹膜透析提供了一种更连续的透析形式，但尿毒症毒素的清除率低于血透。袋装液体（8-12升/天）仍然限制患者的活动性。腹膜透析的中位存在时间也仅为3.7年，这是由于毒素渗透清除和腹膜炎所需的高葡萄糖浓度透析液引起了腹膜损伤。

移植

作为最佳的治疗方式，肾移植受到了显着的需求 - 供应不匹配的限制。据统计，每天有12名等待移植的患者死亡。此外，移植的肾脏的平均寿命也为10-20年，之后患者在等待移植时需要重新开始透析。

便携式人工肾

第一代和第二代便携式人工肾的重量分别为10-25千克和1.5-10千克。正在开发的包括NeoKidney，EasyDial（Dharma™），Medtronic PAK和Fresenius PAK。所有都是便携式的，有些是手提箱的形式，可用于家庭透析，但是价格昂贵，目前在国内仍然不是主流。

用于血液透析的可穿戴式人工肾脏™

WAK™是一款<5公斤重的设备，设计为腰带/背心佩戴。它由电池驱动，只有400毫升无菌水。组件包括泵送系统，透析膜，透析液再生系统，电池和患者监测系统。WAK成功的关键之一是安全血管通路的可用性，但是也存在针头移位导致并发症的风险。

植入式生物人工肾脏

人工肾脏领域的最终目标是可以植入体内并执行正常的肾功能。加州大学旧金山分校（Shuvo Roy博士的团队）和范德比尔特大学（William Fissell博士的团队）研究的植入式BAK（iBAK）是硅纳米技术和组织工程的融合体，并利用微机电系统来减小尺寸。在对血液盒进行动物研究后，生物反应器在动物身上成功进行了测试。然而，还需要进一步研究"培养压力"（生物反应器的可行性）和维持生物相容性等长期影响。

修复和促进内源性再生

骨髓来源的间充质基质细胞（MSCs）已被证明通过旁分泌作用作用于肾脏祖干细胞，以帮助修复因损伤而受损的肾小管细胞。临床前试验已经显示出将MSCs用于各种肾脏疾病有较好的效果，例如由于缺血/再灌注引起的急性肾损伤（AKI），顺铂化疗相关的AKI， 多囊肾病、糖尿病肾病和移植后肾损伤等等。在这些疾病条件下，间充质干细胞的作用机制是多因素的，包括减少炎症、细胞凋亡、肾小管增殖、间质纤维化和肾小球硬化，同时增加血管密度。通过这些机制，间充质干细胞在肾损伤部位起免疫调节作用，促进分化和肾保护作用。

然而，未来还需要对干细胞类型，给药途径，剂量，细胞跟踪及其在临床实践中使用的MSCs的效率进行更多的研究。

肾脏再生

3D生物打印或去细胞化的肾脏基质支架（尸体/基因工程动物来源），可以在其上重新填充所需的特定细胞。细胞的来源可以是经过基因编辑的宿主体细胞诱导的多能干细胞或胚胎干细胞，CRISPR/Cas-9基因编辑技术可以实现。此外，组织工程动物肾脏进行异种移植是另一个研究领域。由于它们的可用性，大小和感染传播的减少，牛、猪肾正在被研究中。它们目前主要在移植失败、移植后ESRD快速复发的患者身上发挥作用，并作为等待再次移植的临时肾替代物。

肾脏再生面临的挑战包括细胞来源，分布，对肿瘤和免疫原性的担忧，干细胞和动物使用的伦理问题等等。

结语

人工肾脏的未来瞬息万变且令人兴奋。希望在未来十年内，新的相互关联的疗法，如增强透析，便携式人工肾和可穿戴人工肾，生物杂交和植入式人工肾以及再生肾将应用于临床，改善现有患者的治疗效果。

*作者简介：BME工程师，Bio Med Engineer，生物医学专业高级工程师，清华大学研究院研究员。从事生物医学领域科研工作近十年，分享健康与生物医学前沿信息。