把豬的器官移植給人類是否能成為未來

2020-10-20 昆明健宇醫藥



近日有媒體報導稱，「由中國科研人員領銜的國際研究團隊成功做出有望用於臨床的異種器官移植雛形——『豬3.0』」，不少人看到這個報導產生了困惑，「豬3.0」是什麼？異種器官移植，是要把豬的器官移植給人嗎？這能行嗎？為什麼要這麼做？

一、把動物的器官移植給人用？為什麼研究這個？科學家們又為什麼選擇了豬？

我國每年有數十萬患者在苦等器官移植，甚至在等待的過程中迎來死亡。

有些器官、臟器有嚴重損傷、功能衰竭的患者，只能期待通過器官移植來獲得新生。然而，需要器官移植的患者眾多，光靠自願者捐贈的器官是遠遠不夠的。有數據表明，我國每年等待器官移植的患者約有30萬，但每年能成功進行的器官移植手術僅約2萬例，器官移植供需間的巨大鴻溝，不僅僅是中國的問題，是全世界國家都正在面臨的嚴峻問題。

人們自然而然就會開始思考，人工培養動物的器官供給人類移植，是不是就可以把問題解決了？

但是，民間有種說法叫做 「羊肉貼不到狗身上」，不同物種間有著非常強的免疫排斥，天然的物種間都無法進行異種器官移植。如果強行給人移植動物的器官，不但人體免疫系統會對異體器官進行攻擊，導致器官壞死，接受移植者體內免疫系統產生的排斥反應，如果沒有及時治療，還會引發嚴重的臨床症狀。

即便是使用跟人類相對來說比較接近的猴子，異種器官移植也無法獲得成功，只有使用基因工程技術，對物種進行改造後才可能行得通。

但是為什麼科學家們選擇了豬，而不是猴子呢？這是因為與人類同屬靈長類的動物，如猴子、猩猩等，生長周期都比較長，繁殖率也較低。如果用於改造成為器官移植的供體動物，不但飼養成本較高，也不容易滿足器官移植需求。相比之下，豬的生長周期較短，繁殖率也很高，豬器官大小與人類也非常相似，所以被科學界公認為是異種器官移植的理想供體。


二、從「豬1.0」一路走到「豬3.0」，科學家們都做了哪些努力？

近日，楊璐菡團隊在《自然生物醫學工程》上發表的論文，表明第三代基因編輯的豬（「豬3.0」）已經獲得成功。楊璐菡團隊從「豬1.0」一步步走到「豬3.0」，每一步都是在解決異體供體的技術難題，讓我們一起回顧下他們都做了哪些努力。

「豬1.0」是在2017年獲得成功的。在豬的染色體上，有一些內源性逆轉錄病毒的基因。這些基因平時處於潛伏狀態，在豬身上並不會製造出病毒，豬也不會有感染病毒的症狀。但是，如果將豬的器官作為供體移植到人體，這些潛伏的病毒基因，就有被喚醒的可能，導致出現病毒感染的症狀，這是異種器官移植的潛在風險之一。楊璐菡和她當時所在的團隊及合作單位使用基因編輯的技術，將這些「潛伏者」病毒基因敲除，培育出了「豬1.0」，這世界上首批不帶逆轉錄病毒基因的豬。

「豬2.0」是在2018年獲得成功的。解決了病毒基因的問題後，移植入人體的豬器官還是要面臨被排斥的結局，因為人體的免疫系統判斷出這並不是人體的器官，是個「入侵者」。楊璐菡和她當時所在的團隊通過CRISPR基因編輯技術，敲除了3個豬的基因，又通過轉座子技術，植入了人類的9個基因。被敲除掉的這3個豬的基因與細胞表面蛋白進行糖基化的酶有關，由於這些糖基化反應在靈長類動物體內都沒有，人體馬上就能意識到該移植器官並非自己的。而「豬2.0」新加入的9個人類的基因，大多跟免疫識別有關。總之，通過以上基因改造，豬的器官上已經沒有了特殊標誌，還添加了人體細胞的特有的裝飾，告訴人體免疫系統「別吃我」！

而如今的「豬3.0」，則結合了前兩代的優勢，在「豬2.0」在免疫排斥方面有所突破的基礎上，使用「豬1.0」的技術，又敲除了內源性逆轉錄病毒。現在體外免疫測試中，已經分辨不出「豬3.0」細胞和人細胞的區別。同時，由於基因改造，「豬3.0」細胞與人體凝血系統的兼容性更強，還減少了凝血的風險，可以延長移植器官的壽命。

三、「豬3.0」這麼厲害，距離給人類提供移植用器官是不是不遠了？

2017年，參與「豬1.0」研究的哈佛大學醫學院遺傳學教授喬治·丘奇就曾大膽預測，經過基因編輯的豬器官將在兩年內移植到人體內。顯然，這個預測太樂觀了，時至今日，人體試驗尚未開始。「豬3.0」相比起 「豬1.0」絕對是個提高，也稱得上是異種器官移植在安全性和有效性上邁出的重要一步。但在移植入人體之前，我們是否還需要「豬4.0」、「豬5.0」？都還是未知數。

在「豬3.0」中，刪除的三個豬的基因都是跟糖基化有關的，其中一個基因是GGTA1。2002年曾經有研究成功培育了GGTA1基因失活的豬，並在2005年進行了豬心移植試驗，受體是狒狒。豬心在狒狒體內的平均存留時間是74天，最長的記錄是179天。179天在當時已經是最好的記錄了，可對人顯然還是遠遠不夠的，即便可以有無窮多的豬可以提供移植用的心臟，但要患者半年做一次換心手術，肯定是吃不消的。

在另外一個研究中，實驗豬在刪除了GGTA1基因的基礎上，還表達了一個人體免疫攻擊有關的蛋白CD55。結果把豬的腎移植給恆河猴後，再使用一定的免疫抑制，猴子可以生存400天以上。

如今的「豬3.0」，比之前的研究基因改造的更加充分，被刪除的豬基因增加到3個，表達的人類基因增加到了9個，相信「豬3.0」的器官在移植受體中會更低調，被排斥的風險會更小。但是，到底能堅持多長時間呢？要想知道答案，「豬3.0」必須先進行移植入靈長類動物的試驗，測試移植器官到底在受體中能生存多久，再做進一步考慮。

如果在靈長類動物的實驗中，移植的豬器官能堅持數年，那就是一個極大的突破。要一切順利，才能進行人類臨床試驗，這期間光是觀察、收集數據就需要等上好幾年。

等待是不容易的，有幾十萬，甚至上百萬的患者，都等不到捐贈的器官，也等不到轉基因豬的器官。實實在在的科學研究，需要時間，誰都不好說異體器官移植能夠實現的那天還有多遠。但從「豬1.0」到「豬3.0」，我們已經看到了希望，但願在不久的將來，這項技術能夠成功突破，造福那些深陷在漫長的等待中的人們。

(內容來源：騰訊較真，如有侵權請聯繫作者刪除)

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