在一個正常人的身體中,總共包含79種器官,其中腸繫膜直到最近幾年才被首次發現確認。如果某個器官發生嚴重的病變或衰竭,目前的醫學技術可能很難治療。最有效的方法就是用相同的健康器官去替換病變器官,這就是器官移植技術。
早在1954年,美國醫生約瑟夫·默裡(Joseph Murray)順利完成了全球第一例器官移植手術,他在雙胞胎之間實現了腎臟移植。由於在人體器官和細胞移植方面做出巨大成就,他還獲得了諾貝爾生理學或醫學獎。
隨著醫學水平的不斷提高與進步,器官移植手術開始變得普及。器官移植能夠大大提高病人的治癒率,每年拯救成千上萬人的生命,但移植的器官從哪裡來?
目前用於移植的器官,主要來自器官捐贈志願者。現在有越來越多的人願意捐出器官,我國在2018年的器官捐贈數量達到了6萬例,而願意捐贈器官的登記人數將近100萬。然而,缺口仍然非常大。
據統計,僅我國每年的器官移植缺口就有150萬左右。縱觀全球,器官移植的數字缺口更大。器官捐贈的數量供不應求,導致了每年不計其數的病人因等不到適合自己的器官而死亡。
科學家不得不開始思考,如何產生更多的器官用於移植手術?
器官移植面臨的窘境遠不止於此,器官移植伴隨著一定的手術風險。移植後的器官在患者體內還有可能會出現免疫排斥反應,從而導致移植手術失敗。
為此,科學家嘗試「人獸雜交」胚胎實驗,以期解決器官嚴重短缺問題。2008年,英國科學家開始進行人獸胚胎的前期研究。到了2019年,日本科學家獲準進行人獸雜交胚胎實驗。
那麼,什麼是人獸雜交胚胎?
簡單來說,就是把人類細胞注入到動物胚胎內,讓含有人類細胞的動物胚胎在動物體內得以生長發育。通過人獸雜交胚胎技術,可以培養出各種人類器官。
人獸雜交胚胎技術具體是如何操作的?
首先,日本東京大學的科學家通過基因編輯技術CRISPR來改變正常的老鼠,使其孕育出帶有某種基因缺陷的胚胎。這種胚胎經過發育之後,不能長出某個正常器官,比如腎臟。
然後,把人類的誘導性多能幹細胞(iPS)引入有缺陷的老鼠胚胎中。iPS細胞是一類具有非常強大再生能力的細胞,能夠分化成各種類型的細胞,可被用於培育器官和修復損壞的器官。
接下來,胚胎會被轉移到雌性老鼠子宮內,逐漸發育和成長。在此期間,iPS細胞可以分化成各種器官,這樣的器官可以大幅降低免疫排斥帶來的風險。通過該項技術,科學家把實驗鼠的糖尿病治好了。
除此之外,科學家還實現了人-豬雜交胚胎,人類iPS細胞被引入豬的胚胎中,胚胎成功在豬的體內發育了一個月的時間。同樣地,這項實驗也是為了培育人類器官。
但就目前而言,人獸雜交胚胎技術仍需謹慎對待。如果iPS細胞未按照預定目標在動物胚胎中進行分化,可能會帶來一些麻煩,甚至有可能影響到動物的大腦發育。未來能否通過這項技術培育出有用的人類器官,還需科學家更進一步的探索。