两个月前,美国纽约大学朗格尼健康中心实施了一台特殊的肾移植手术。医生成功将猪肾移植到人体内,且未立即出现排异反应。这项世界首例猪肾人用手术似乎为异种器官移植带来了希望,不过还不能高兴得太早。
动物为何能“脱颖而出”
自从1954年第一例肾移植手术后,器官移植手术已成为器官衰竭者的救命手术,但长期以来,来自人类的器官供应处于严重的“供不应求”状态。面对困境,有人出了个主意:既然人类器官难等,能否用动物器官代替?
这并不是天方夜谭,因为不同物种间的很多器官的功能和结构并没有本质差异。1984年,美国女婴斯蒂芬妮·菲伊出生时仅有一半心脏,最多只能坚持两周。当时,美国洛马林达大学的雷纳德博士正在研究异种器官移植项目。看着摇篮中斯蒂芬妮稚嫩的脸庞,家人最终同意了手术。
在十几个小时的漫长等待后,这场万众瞩目的手术成功了。狒狒心脏在斯蒂芬妮幼小的身体里跳动起来。而就在这场手术轰动医学界时,斯蒂芬妮的身体状况突然急转直下,最终因抢救无效去世。这场特殊的移植手术,仅为她的生命延续了21天。
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。但是猴类体形小,器官无法承担人类代谢所需。猿类又是濒危动物,地位尊贵动不得。而且灵长类的世代间隙长,繁殖率低,饲养成本高,无法满足人类的器官移植需求。
既然孙猴子这个“大师兄”指望不上,那就只好劳烦“二师兄”猪八戒牺牲一下了。虽然在分类上,人和猪相差甚远,但猪的心脏、肾、肝等与人体器官大小相似,组织学、生理学等特征也相近。而且,猪的生长周期短、繁殖率高,显然是不错的潜在移植器官来源。
“潜力股转正”多波折
要让人体接受这个“外来客”,先要解决两大问题:免疫排斥、猪内源性逆转录病毒。
平时,我们的免疫系统是捍卫机体健康的钢铁长城,但在器官移植时,免疫系统的排斥攻击可以让外来器官在几分钟内丧失功能。科研人员发现,猪体内有些基因容易引发人体排斥反应,如果把这些基因通通敲除,问题不就解决了吗?我国科学家按照这个思路,解决了超急性排斥反应和急性排斥反应,并在此基础上给猪细胞转入一些人的基因,对它进行“人源化”修饰和改造,不断培育不会与人体产生免疫排斥的“万能猪”。
猪的基因组里还有一种“顽固”病毒,它们被称为猪内源性逆转录病毒。这次,新锐基因编辑技术CRISPR/Cas9派上了大用场。在这一技术的精准打击下,这个横行霸道的病毒基因元气大伤,病毒感染率仅为原来的千分之一。
经过基因编辑后,八戒也将拥有大师兄的七十二变,将多个组织或器官“变身”,为人类所用。
以猪眼角膜为原料的人工角膜在国内已上市,植入人体细胞的猪心脏瓣膜已用在患者身上,猪的韧带肌腱移植技术也已成熟。通过基因修饰的猪心脏能在猴体内存活900多天,肾脏能存活一年左右;将猪的胰岛植入患糖尿病的猴子体内,猴子的血糖逐渐恢复正常,健康生活了至少400天。科学家还大胆尝试用野猪的肝脏为肝昏迷患者过滤肝脏毒素,为他们争取时间,等待肝脏供体。
“世界首例”背后的隐忧
虽然有所突破,但目前异种器官移植的研究进度,似乎尚未达到可以用猪器官代替人类器官的程度。那世界首例猪肾人用又是怎么回事呢?
其实,这次研究和真正的器官移植有很大不同:患者已脑死亡,出现肾功能不全迹象,征得家属同意后,医生把猪肾连接到患者的一对大血管上,在体外观察术后效果。
与患者的血管相连后,猪肾正常发挥过滤废物、产生尿液的作用,排尿水平与移植人类肾脏相当。患者术前肌酐水平异常,移植后恢复正常。
手术虽然没引起人体超急性排异反应(48小时内)、加速性排异反应(3~5天),但是否会产生急性排异反应(1周~6个月)和慢性排异反应(6个月以后),目前仍未可知。
而且,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,未知疾病就棘手得多了,目前科学界对人猪共患病的认识还比较有限。
我们期待未来有一天,当所有技术难题在科学新发现下纷纷解决后,患者再也不必为缺少器官来源而备受煎熬,猪也能从单纯的食物变成守护人类健康的“神兽”。
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