人工腎臟的未來，人類能否告別透析?
過去幾十年，透析一直是末期腎病患者最主流的治療方式，技術不斷演進、改善，也有像是腹膜透析、血液透析等方式可以讓病人做選擇，後來，腎臟移植的技術逐漸成熟，也有部分病人靠著腎臟移植擺脫長期透析的命運，這卻受限於腎臟捐贈取得不易，並且在移植之後，病人需要長期使用抗排斥藥物、忍受相關副作用。這也是為何，「人造腎臟」成為了風險投資市場上追逐的焦點。
機械式仿生腎臟 Bioartificial Kidney
製造一個機械式的腎臟植入身體是一個最直觀的方式之一，確實，在多年以前許多的公司就已經先著手開發了這樣技術，最初是由外帶在身上的可攜式透析器開始，現在，像是加州大學舊金山分校(University of California, San Francisco)旗下的The Kidney Project，這項計畫預計發展一個植入體內和血管吻合的人造腎臟，The Kidney Project表示病人將不需要服用抗排斥藥物，獨特的過濾技術也會將過濾功能的損耗控制，避免需要更換人造腎臟。The Kidney Project預計在三年後開始臨床試驗，這項技術是否真的能夠成功透析，並且達成不用更換過濾系統、不需要抗排斥藥物的期待，是一大觀察重點。
異種腎臟移植 Xenotransplantation
2022年初，美國阿拉巴馬伯明罕分校(University of Alabama at Birmingham)宣布在一位腦死的57歲病人身上成功移植了利用CRISPR基因編輯後的兩顆豬腎，其中，被移植的右腎產生了大量的尿液，而左腎則少得多，這個情況目前還無法被很好的被解釋；然而，右腎雖然能夠產生大量的尿液，卻無法展現出成熟的過濾毒素、濃縮尿液的功能，尿液分析發現肌酐（肌肉細胞的代謝廢物）沒有被濾出。最終，病人逐漸出現排斥反應、凝血問題與器官衰竭，在移植的54小時候離世。
University of Alabama at Birmingham這一次手術使用的豬腎來自於Unitrd Therapeutics旗下Revivicor的基因改造豬Galsafe，透過移除表面抗原、抑制生長基因、移除血栓形成基因等等不同方式來讓異體腎臟移植更有機會成功。目前，各家專注在異體器官移植的研究機構、公司技術上最大的差異就在於改變基因的數量，其中，United Therapeutics是異體器官移植的領跑公司，專注在腎臟、肺臟、心臟等等的移植項目。
腎臟晶片 Kidney-on-chip
腎臟晶片 Kidney-on-chip 這項技術將腎臟細胞培養於晶片之上，過去，這項技術被用來當作測試藥物的平台，許多的藥物雖然在動物實驗上能夠發揮作用、不產生腎毒性，最後卻在人體實驗上展現出腎毒性，這樣的藥物臨床試驗失敗對於藥業來說造成了巨大的損失，因此腎臟晶片扮演中間重要的角色，可以節省許多臨床試驗不必要成本。
現在，這項技術開始被瞄準，當作是人工腎臟的其中一項潛在解決方案，理論上來說，只要能夠充分模擬腎臟細胞，腎臟晶片當然可以被拿來作為人工腎臟。理想上，能夠成功被植入身體的腎臟晶片應該像一片薄膜一樣，可以附著在原本的腎臟周邊，當作額外的腎元來做使用。也因此，腎臟晶片擁有更寬廣的適應症，不只能夠涵蓋末期腎病(End-stage renal disease, ESRD)，也能運用在慢性腎衰竭的病人身上，輔助剩餘的腎功能，避免這些病人進展到末期腎病、需要洗腎。
目前，器官晶片的領導公司包括了Emulate, InSphero, ELVESYS, Mimetas, MesoBioTech等等，其中Emulate和InSphero算是歷史最早的兩家公司，也已經有腎臟晶片的相關產品，主要是用於藥物毒性測試。相較之下，其他的公司大多聚焦在其他種類的器官晶片，商業模式也以專業實驗室的OEM為主，因此要轉型到以透析為目標的腎臟晶片，這些公司恐怕也都還有一段路需要走，也將給其他專注這塊市場的後進者一些機會。
人工腎臟的未來
綜觀來說，異體腎臟移植(目前以豬腎為主)已經有植入人體的首例，除了面臨排斥、移植後功能不良的挑戰之外，即使能夠成功改善，將來也將會面臨豬隻的倫理問題，病人也將終身需要服用抗排斥藥物，相較之下，機械式仿生腎臟跟腎臟晶片目前都尚未有人體試驗，然而，它們不需要抗排斥藥物、也無倫理問題的特性，讓人十分期待，最後，腎臟晶片擁有一項獨一無二的優勢，就是更廣大的適應症，對於這些即將走向洗腎的病人來說，利用腎臟晶片輔助剩餘的腎臟功能，可以說是唯一的解決方案來避免洗腎，將很有可能成為下一個生技創投目光和資金聚焦的戰場。
#SY
