10月20日,多家外媒报道美国纽约大学朗格尼医学中心完成了一项特殊手术,首次将一颗猪肾脏移植给人体,随后54小时中没有产生排异反应。人类受体是一名女性脑死亡患者,有肾衰竭迹象,其家人同意在她停止生命迹象之前进行这项实验。据悉,猪肾脏实际上并未移植到病人体内,而是在体外连接到病人血管上,由研究人员进行观察。
人体器官移植已然是一项成熟技术,然而由于合适的捐献者有限,大量患者在苦苦等待捐献器官的过程中绝望离世。而将动物器官移植给人类,有望从根源上解决供体不足的难题。复旦大学上海医学院副院长、肾脏移植专家朱同玉表示,他很看好动物器官移植这一领域的发展,但实践中仍然存在诸多困难。
排异反应需要更多观察
首先就是人体免疫系统的排异反应。超急性排斥反应指移植器官与受者血管接通后数分钟至24小时内发生的排斥反应。本次实验最大的成就便是成功克服了超急性排斥反应,因为供体猪经过基因编辑,猪器官中能引起人体免疫系统排异反应的一种基因——半乳糖基因被敲除了。朱同玉将此称为“万里长征一大步”。
可是克服了超急性排斥反应,接下来还有急性排斥反应和慢性排斥反应。急性排斥反应是最常见的一种移植排斥反应,最常发生在移植术后5天至六个月内;慢性排斥反应则发生在术后数月至数年内。而此次受体病人是一名脑死亡患者,即使用最好的生命维持系统,也会很快去世,无法观察到后续情况。
人畜共患病难以全部剔除
猪肾脏移植面临的另一大问题,是人畜共患病。由于猪自身携带诸多与人类不同的病毒,如果移植猪的器官,就需要在移植前剔除病毒。这就需要利用当下生命科学领域最为热门的CRISPR/Cas9技术对供体猪进行基因编辑。
在这个领域,来自中国四川的女科学家杨璐菡团队是其中翘楚。2020年9月21日,杨璐菡等在《自然》杂志子刊发表研究论文,公布成功开发出第一代可用于临床的异种器官移植雏形,十几头经过基因编辑的“猪3.0”成功问世。根据研究人员对细胞的各种测试,这些小猪的器官和人体有更好的免疫兼容性,并且完全消除了猪内源性逆转录病毒(PERV),满足成功移植到人类体内的要求。
“可是通过敲除基因来预防所有人畜共患病,几乎不现实。因为已知疾病容易解决,未知疾病就难解决了,而目前科学界对人与猪共患病的认识还比较有限。”朱同玉表示,这需要临床专家和病毒学家共同加入研究,拓展对于人畜共患病的认知。
伦理问题有待更多探索
“猪肾脏是最好的动物肾移植来源,这是学界共识。”朱同玉介绍,科学家做过很多动物器官移植方面的探索,灵长类动物因为与人类基因相似度最高,曾是热门研究方向。但是灵长类动物作为供体的阻碍很多。比如狒狒数量太少,难以满足器官移植需求;而猴子的体重太轻,其器官不足以供人类使用。猪与人类基因相似度较高,肾脏大小也与人类相似,因此逐渐“脱颖而出”。
此外,灵长类动物是人类近亲,存在伦理问题,而猪是人类普遍的食物,作为器官供体就没有伦理问题。然而,将人类作为移植受体进行科学试验研究,却又有伦理学困难。对脑死亡患者实施动物器官移植在伦理方面争议尚且较小,但未来是否能够将实验扩大到正常患者群体,以及能不能将实验时间延长至数月甚至数年?朱同玉认为:“以我们现在这么严格的伦理规范,困难很大,可能需要进行伦理学上的探索。”