在生命科学的广袤天地中，人体犹如一部精妙绝伦且高度复杂的超级机器，各个器官紧密协作、相互依存，共同维持着生命的正常运转。多器官间的相互关联机制研究始终是生命科学领域的核心焦点之一，其重要性不言而喻。人体并非简单的细胞、组织及器官活动的算术总和，而是在大量非线性、错综复杂且持续动态互作的基础上，形成了一个有机的整体。不同器官与系统在维持生命的整体生理功能这一宏大进程中，扮演着不可或缺且协同一致的角色。例如，心脏作为血液循环的动力中枢，源源不断地将富含氧气与营养物质的血液泵送至全身各处，确保各个器官能够获得充足的能量供应；肝脏则肩负着代谢、解毒、合成蛋白质等多项关键使命，如同一个高效的化工厂，对维持机体的内环境稳定起着中流砥柱的作用；肾脏负责过滤血液中的代谢废物与多余水分，调节电解质平衡，是维持人体水盐代谢平衡的重要保障。深入探究这些器官之间的协同作用机制，对于我们深刻理解复杂生命系统的运行规律、精准揭示多器官系统疾病的发病根源以及开发行之有效的治疗策略，均具有不可估量的意义。

回顾过往，多器官关联研究主要借助动物模型以及近年来崭露头角的类器官和多器官芯片技术来艰难推进。动物模型在生命科学研究的历史长河中占据着重要地位，通过精心构建各种系统性疾病模型，结合影像学技术对器官形态结构变化的直观呈现，以及分子生化指标对细胞微观层面变化的精确反映，研究人员得以分析不同器官在生理和病理状态下潜在的关联性。然而，动物研究存在着诸多难以克服的局限性。一方面，动物体内环境复杂多变，存在着大量难以控制的干扰因素，例如动物自身的遗传背景差异、个体间的生理状态波动、复杂的微生物群落影响等，这些因素相互交织，使得研究结果的准确性和可靠性大打折扣。另一方面，动物实验的时效性也常常不尽如人意，实验周期较长且过程繁琐，难以满足对疾病快速发生发展过程以及药物即时作用效果的研究需求。

与此同时，类器官和多器官芯片技术在近年来取得了令人瞩目的显著进展，为多器官关联研究带来了新的曙光。这些技术能够在一定程度上对多器官交互反应进行实时、动态的分析，相较于传统动物模型具有独特的优势。但它们在模拟真实器官功能方面仍存在明显的不足，在器官的尺度大小、细胞组成的复杂性、细胞间微环境的模拟精度等关键层面，目前仍难以完全复刻真实器官的功能状态。这就导致在研究过程中，难以直接、精准且动态地捕捉器官间交互过程中的即时与长期反应，进而无法深入、透彻地解析特定器官与器官之间的相互作用机制。

在这样的研究背景下，南京大学医学院顾宁院士团队与南京大学医学院附属鼓楼医院徐标教授团队的创新性研究成果宛如一颗璀璨的新星，为多器官关联研究领域带来了全新的希望与突破。他们在国际知名学术期刊 Science Bulletin 上发表了题为“Establishment of the multi - organ circulatory and supervision system (MOCS)”的重磅研究论文，成功地创建了心血管系统驱动的多器官循环与实时测控系统（MOCS），为这一领域的研究开辟了一条崭新的道路。

MOCS 系统是一项集多学科先进技术于一体的创新性杰作，它巧妙地将体外多器官生命联合支持技术与高效的数据收集及深度分析功能完美融合。其核心架构主要由三个关键模块组成，每个模块都在整个系统中发挥着不可或缺的重要作用。常温灌注系统如同生命的源泉，肩负着为体外多器官提供充足氧合与营养物质的关键使命。它通过精心设计的循环管路和精准调控的灌注参数，模拟体内血液循环的基本环境，确保器官在脱离人体的体外环境中依然能够获得维持其正常代谢活动所需的氧气和各类营养成分，为器官的存活和功能维持奠定了坚实的物质基础。器官支持舱则像是一个精心打造的“生命温室”，为体外器官营造了一个稳定、适宜的生存环境。它能够精确控制温度、湿度、气体浓度等关键环境参数，尽可能地模拟体内的生理环境，减少外界因素对器官的干扰，为器官的稳定运行提供了可靠的外部保障。多器官生理功能的实时监测和调控模块则是 MOCS 系统的“智慧大脑”，它集成了一系列先进的传感器和智能调控设备，能够对多个器官的多项生理功能指标进行实时、不间断的监测，如心脏的心率、血压、心电活动，肝脏的转氨酶、胆红素等代谢指标，肾脏的肌酐、尿素氮等排泄指标以及血气参数（pH 值、乳酸、钾离子、钙离子、氧气分压、二氧化碳分压、葡萄糖以及氧饱和度等）。一旦监测到某个器官的生理功能出现异常波动，该模块能够迅速启动智能调控机制，根据预设的算法和临床经验，及时给予相应的药物干预或调整灌注参数等措施，以维持器官功能的稳定和内环境的平衡。

为了充分验证 MOCS 系统在多器官支持与测控方面的可行性和有效性，研究团队精心挑选了巴马小型猪的三个极为重要的器官——心脏、肝脏和肾脏作为研究对象，展开了一系列严谨而细致的生命支持测试。实验过程中，研究人员首先对巴马小型猪实施了腹部及胸部手术，凭借精湛的外科技术，逐步游离心、肝、肾及其连接血管。这一过程需要极高的操作精度和丰富的临床经验，以确保在不损伤器官及其血管的前提下，成功获取完整且具有活性的器官样本。随后，通过肺动脉和左心耳插管的方式，将这些器官与 MOCS 系统紧密连接，成功构建起心血管驱动的常温多器官灌注体系。在完成连接并确保循环初步稳定后，研究人员小心翼翼地将相关器官及连接血管转移至器官支持舱内，正式开启实时监测之旅。在整个实验过程中，研究团队时刻保持高度警惕，密切关注监测数据的每一个细微变化，并根据这些数据及时给予和调整药物剂量及灌注参数，全力以赴维持器官的内环境稳态。

经过艰苦的努力和不懈的尝试，初期研究取得了令人振奋的成果，顺利完成了四次成功的多脏器生命维持测试。其中，多器官离体维持的最长时间达到了 17 小时，这一成绩在多器官体外维持研究领域具有里程碑式的意义。在多器官功能支持期间，心脏表现出了令人瞩目的稳定且相对规律的收缩活动，心率始终维持在大约 100 - 120 次/分钟的理想范围内。这表明 MOCS 系统在为心脏提供适宜的体外支持环境方面取得了显著成效，能够在一定程度上模拟体内的心脏生理功能，维持其正常的节律和泵血功能。通过对血压指标及血气参数的持续监测发现，在手术操作期间以及器官分离与转运的关键阶段，由于机体受到手术创伤、血流动力学改变等多种因素的影响，多参数均出现了显著的波动，这是符合生理和病理变化规律的。然而，令人欣慰的是，在随后的体外维持阶段，随着 MOCS 系统的稳定运行和精细调控，这些参数逐渐进入相对稳定的状态，这充分证明了 MOCS 系统在维持器官体外生理功能稳定方面具有强大的能力。

为了更加全面、深入地评估 MOCS 系统用于多器官功能维持的实际效果，研究团队进一步对心脏功能指标（如 B 型利钠肽、肌酸激酶 MB 同工酶）、肝功能指标（如丙氨酸转氨酶、γ - 谷氨酰转移酶、乳酸脱氢酶等）、以及肾功能指标（如血肌酐、尿素氮；尿液量、尿比重、蛋白质、红细胞、肌酐及尿素氮等）进行了持续性监测。监测结果显示，心脏功能在较长时间内保持了相对稳定，这得益于 MOCS 系统对心脏的有效支持和精细调控。然而，肝脏与肾脏功能则呈现出逐渐下降的趋势。这一结果为研究团队提供了极为重要的线索，提示在该模型中肝脏与肾脏的损伤可能先于心脏功能障碍发生。这可能是由于肝脏和肾脏在代谢、排泄等生理功能过程中对体外环境的变化更为敏感，或者是在当前的 MOCS 系统设置下，对肝脏和肾脏的支持和保护机制尚存在一定的优化空间。这一发现明确了未来系统改进及进一步研究中亟需重点关注的关键环节，为后续的研究工作指明了方向。

尽管在多器官生命支持技术的漫长探索历程中，科学界已经付出了巨大的努力并取得了一定的成果，但成功实现体外多器官维持的案例仍然极为罕见。此次南京大学团队的研究成功证实了通过 MOCS 系统维持至少三个重要器官功能的可行性，无疑是该领域的一项重大突破，为多器官关联研究和多器官移植技术的发展注入了强大的动力。尽管当前 MOCS 系统在多器官生命支持方面仍然面临着时间限制这一严峻挑战，但我们也应该看到其在支持系统和实验方案方面具有巨大的改进和提升潜力。例如，随着材料科学、生物工程技术的不断进步，未来有望研发出更加高效的灌注液和生物相容性更好的材料，进一步优化常温灌注系统的性能；在器官支持舱的设计上，可以引入更加先进的环境模拟技术和自动化控制系统，提高对体外环境的精准调控能力；在监测和调控模块方面，借助大数据分析、人工智能算法的发展，实现对器官功能变化的更早期预警和更精准的个性化调控。此外，实验过程中多生理参数的持续波动也进一步凸显了持续监测和及时调控对于维持器官功能稳定的关键作用。这不仅为当前 MOCS 系统的优化提供了重要的实践依据，也为未来多器官支持技术的发展提供了重要的理论指导。

MOCS 系统作为一项专为多器官研究量身定制的创新性研究平台，在医学和生命科学的基础研究及临床应用方面展现出了变革性的潜力和广阔的应用前景。在基础研究领域，它为研究人员提供了一个前所未有的工具，能够在接近真实生理状态的体外环境中，深入探究多器官之间的相互作用机制。通过进一步系统优化与技术创新，MOCS 系统有望实现更长时间的内外环境精准调控及动态监测，从而进一步延长多器官的存活时间。这将为研究多器官在生理和病理状态下的长期变化规律提供可能，有助于揭示一些慢性疾病的发病机制和发展过程。例如，在研究心血管疾病与肾脏疾病的相互关联时，研究人员可以利用 MOCS 系统模拟两种疾病状态下心脏和肾脏的交互作用，观察长期的病理变化过程，为开发新的治疗靶点和药物提供理论基础。

在临床应用方面，MOCS 系统的潜力同样不可限量。对于多器官移植领域而言，它有望成为优化移植方案的关键技术支撑。通过在体外模拟供体器官与受体体内环境的相互作用，提前评估器官的功能状态和兼容性，有助于提高移植成功率，减少术后并发症的发生。在器官移植手术前，利用 MOCS 系统对供体器官进行一段时间的体外功能维护和评估，可以筛选出最适合移植的器官，同时也可以对受体的身体状况进行模拟调整，提高受体对移植器官的接受能力。此外，在泛血管疾病的研究和治疗中，MOCS 系统也能够发挥重要作用。研究人员可以利用该系统研究血管病变对多个器官功能的影响，以及不同器官在疾病发生发展过程中的相互作用机制，从而开发出更加精准有效的治疗策略。例如，在糖尿病血管病变的研究中，通过 MOCS 系统观察心脏、肝脏、肾脏等器官在高血糖环境下血管病变的发生发展过程，以及这些器官之间的相互影响，为制定综合治疗方案提供依据。

MOCS 系统的创新性设计理念与技术突破，为探索多器官关联研究及推动多器官移植应用开辟了全新的道路。它不仅代表了当前生命科学技术领域的前沿水平，也为未来的研究和应用提供了无限的可能。随着相关研究的不断深入和技术的持续进步，我们有理由相信，MOCS 系统将在医学和生命科学领域引发一系列的创新变革，为人类健康事业做出更大的贡献。在未来的研究中，我们期待看到更多的科研团队围绕 MOCS 系统展开深入研究，进一步挖掘其潜力，完善其功能，使其在多器官关联研究和临床应用中发挥更加重要的作用，为解决人类面临的复杂疾病难题提供强有力的支持。同时，我们也希望相关领域的研究能够加强国际合作与交流，共享研究成果和经验，共同推动这一领域的快速发展，让生命科学的光芒照亮人类健康的未来之路。

南京大学医学院附属鼓楼医院心内科康丽娜教授和东南大学江苏省生物材料与器件重点实验室盛静逸副研究员作为该论文的共同第一作者，在研究过程中付出了辛勤的努力，他们凭借扎实的专业知识和丰富的研究经验，在实验设计、数据采集与分析等方面发挥了关键作用。南京市血管信息与健康工程医学重点实验室顾宁院士和徐标教授作为共同通讯作者，充分发挥了其在学术领域的深厚造诣和卓越的领导能力，为整个研究项目提供了高瞻远瞩的指导和强有力的支持，确保了研究的创新性、科学性和可靠性。

该研究工作得到了江苏省重大科学基础设施培育项目、国家自然科学基金（61821002）、江苏省自然科学基金（BK20222002）以及“十四五”省医学重点学科（ZDXK202208）等多个重要项目的大力支持。这些项目的资助为研究提供了充足的资金保障和丰富的资源支持，使得研究团队能够购置先进的实验设备、开展大规模的实验研究，并吸引了一批优秀的科研人才参与其中，为研究的成功奠定了坚实的基础。同时，也体现了国家和地方政府对生命科学基础研究和医学科技创新的高度重视，为推动相关领域的发展营造了良好的政策环境和科研氛围。

总之，心血管系统驱动的多器官循环与实时测控系统（MOCS）的诞生是生命科学领域的一项重大创新成果，它为我们深入理解多器官关联机制、攻克多器官系统疾病以及推动多器官移植技术发展带来了新的希望和机遇。在未来的日子里，我们期待着这一技术能够不断成熟和完善，为人类健康事业书写更加辉煌的篇章。