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時(shí)隔不足半月，渾身是寶的“二師兄”又在人體異種器官移植上“立功”。

近日，一項(xiàng)經(jīng)同行評(píng)審的描述豬-人器官移植的研究成果在專業(yè)醫(yī)學(xué)期刊上發(fā)表，介紹了美國(guó)阿拉巴馬大學(xué)伯明翰分校研究人員成功將兩顆轉(zhuǎn)基因豬腎移植到腦死亡的人體內(nèi)，術(shù)后23分鐘，受體開始分泌尿液，標(biāo)志手術(shù)成功。

此前，當(dāng)?shù)貢r(shí)間1月7日，美國(guó)馬里蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)院外科醫(yī)生團(tuán)隊(duì)成功將一顆基因修飾豬的心臟移植到一名57歲男性心衰患者David Bennett的體內(nèi)。這是全球首例轉(zhuǎn)基因豬心移植到人體的手術(shù)。

豬器官移植人體進(jìn)程提速，是否意味著人體異種器官移植技術(shù)難點(diǎn)完全攻破，還有哪些疑點(diǎn)待解?這類器官移植能否緩解“移植器官荒”困境，推廣開來還要邁過哪些“檻”?

基因編輯為豬器官移植“熱身”

連續(xù)兩次轟動(dòng)醫(yī)學(xué)界的異種器官移植手術(shù)，供體來源都是豬，并非偶然。

豬的器官組織結(jié)構(gòu)、生理功能和大小與人體器官相近，被視為異種器官移植供體的不二之選。

中華醫(yī)學(xué)會(huì)器官移植學(xué)分會(huì)異種移植學(xué)組副組長(zhǎng)、四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院器官移植研究所副所長(zhǎng)潘登科介紹，移植動(dòng)物心臟給人類不是第一次。

20世紀(jì)80年代，美國(guó)一名不幸罹患先天性心臟病的嬰兒在移植了一顆狒狒的心臟后，因急性免疫排斥，生命僅維持不到一個(gè)月。

而本次心衰患者接受的豬心臟經(jīng)過基因改造，移植后沒有出現(xiàn)超急性的免疫排斥，患者術(shù)后精神良好，靜待接下去的時(shí)間里能不能繼續(xù)存活。

同樣，上述腦死亡患者移植的豬腎臟，手術(shù)前也進(jìn)行了基因編輯，敲除一些容易引起免疫反應(yīng)的基因，增加了一些有益的基因。

“近30多年，隨著基因編輯等技術(shù)興起，異種移植臨床前研究取得巨大進(jìn)展，通過基因改造技術(shù)基本克服了異種器官移植面臨的超急性排斥、凝血紊亂等問題。”潘登科說。

20世紀(jì)90年代開始，豬被公認(rèn)為最佳的異種器官移植供體來源。

潘登科介紹，2002年GTKO豬的出現(xiàn)更進(jìn)一步促進(jìn)異種移植供體豬的研究。2019年10月，哈佛醫(yī)學(xué)院麻省總醫(yī)院團(tuán)隊(duì)成功將基因工程改造的豬皮膚用于人類燒傷傷口的覆蓋。這是第一例由美國(guó)FDA批準(zhǔn)的非人類器官移植臨床試驗(yàn)，也是首次成功將基因編輯的動(dòng)物組織直接移植到人類傷口的嘗試。

目前，豬器官移植受體最長(zhǎng)存活時(shí)間為原位腎臟557天，原位心臟195天，異位心臟945天。在進(jìn)行上述基因編輯豬心臟移植手術(shù)之前，科學(xué)家已經(jīng)完成基因編輯器官移植到猴子身上的安全性和有效性的關(guān)鍵測(cè)試。

去年10月至12月，紐約大學(xué)朗格尼健康中心先后兩次將基因編輯腎臟移植給腦死亡病例的試驗(yàn)取得成功，未出現(xiàn)超急性排斥反應(yīng)，54小時(shí)內(nèi)腎臟功能正常，移植腎臟同樣源自基因編輯豬。

異種器官移植必須攻克“三大難”

潘登科認(rèn)為，無論供體來源于豬、狒狒或是其他，進(jìn)行異種器官移植必須攻克三大難題，即免疫排斥反應(yīng)、凝血功能障礙和生物安全問題。

其中，免疫排斥反應(yīng)包括超急性、急性和細(xì)胞性免疫排斥反應(yīng)，是異種移植面臨的最主要難題。針對(duì)超急性免疫排斥，基因修飾技術(shù)讓人類首次成功培育出敲除了免疫相關(guān)基因的克隆豬，加上免疫抑制劑的發(fā)展，極大地促進(jìn)異種器官移植的成功應(yīng)用。

“生物安全問題主要指跨物種間交叉感染的風(fēng)險(xiǎn)。如疾病傳播、內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒感染等，這也是異種器官移植必須解決的難題。”潘登科介紹，豬攜帶有可能導(dǎo)致人類感染的病原體，包括彎曲桿菌、傷寒沙門氏菌、鼠疫桿菌等細(xì)菌，也包括圓環(huán)病毒、豬巨細(xì)胞病毒、豬逆轉(zhuǎn)錄病毒等病毒。

針對(duì)移植器官的生物安全性問題，目前可利用屏障環(huán)境，結(jié)合剖宮產(chǎn)手術(shù)對(duì)供體豬進(jìn)行凈化。此外，還可以利用基因編輯技術(shù)去除豬內(nèi)源性病毒。

2017 年，美國(guó)哈佛大學(xué)楊璐菡教授和她的團(tuán)隊(duì)通過內(nèi)源性基因編輯方法，利用基因剪刀技術(shù)完成了豬內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒相關(guān)酶基因的敲除，并成功克隆出無內(nèi)源性病毒的“豬2.0”。

“盡管異種器官移植研究取得了很大進(jìn)展，但移植器官的功能兼容性問題卻成了尚待解決的技術(shù)挑戰(zhàn)，被移植的豬器官能否完全發(fā)揮原有人體器官維持荷爾蒙分泌、代謝平衡等功能仍有待檢驗(yàn)。”楊璐菡表示，解決供體豬的異種病毒傳播風(fēng)險(xiǎn)和免疫兼容性只是“萬(wàn)里長(zhǎng)征第一步”，目前還需要不停地摸索和改進(jìn)異種移植器官在功能上的兼容性。

在華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院器官移植研究所所長(zhǎng)陳知水教授看來，動(dòng)物體內(nèi)攜帶很多已知或未知的病毒、細(xì)菌，有可能通過器官移植轉(zhuǎn)移到人體，一旦這些病毒微生物可以在人際傳播，就有引發(fā)傳染病流行的風(fēng)險(xiǎn)?？茖W(xué)家盡管可以利用基因編輯技術(shù)“剪”掉其中一種病毒，未知風(fēng)險(xiǎn)還有很多。

倫理、監(jiān)管過“檻”需謹(jǐn)慎

“如果以豬器官為異種移植來源，首先在風(fēng)險(xiǎn)-受益比上需慎重考慮。”華中科技大學(xué)生命倫理學(xué)研究中心執(zhí)行主任雷瑞鵬教授說。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，每年全球約200萬(wàn)人需要器官移植，而器官捐獻(xiàn)數(shù)量遠(yuǎn)低于需求。即使技術(shù)難題得以破解，異種器官移植仍面臨倫理、監(jiān)管等諸多挑戰(zhàn)。

雷瑞鵬說，科學(xué)家試圖幫助病人利用豬器官解決其器官衰竭問題，但移植豬器官后可能感染豬的逆轉(zhuǎn)錄病毒而對(duì)公共衛(wèi)生產(chǎn)生威脅，二者之間的沖突如何處理?是否應(yīng)給參加研究的受試者的自由加上諸種限制?如剝奪受試者隨時(shí)退出研究的自由、規(guī)定受試者必須接受終身公共衛(wèi)生監(jiān)測(cè)、不能進(jìn)行無保護(hù)的性活動(dòng)、不允許捐獻(xiàn)血液或其他組織等。

同時(shí)，還涉及動(dòng)物倫理學(xué)問題，即利用動(dòng)物為人類提供器官是否在倫理上可以得到辯護(hù)?尤其對(duì)因人類自身采取不健康生活行為方式而導(dǎo)致器官衰竭，卻需要非人動(dòng)物犧牲生命作為人類的器官供源，這種做法是否以及怎樣才能得到倫理辯護(hù)?

因此，雷瑞鵬認(rèn)為，這些手術(shù)成功雖可給器官衰竭病人帶來一些福音，但到真正能使用非人動(dòng)物器官作為移植物挽救器官衰竭病人的生命，還有很長(zhǎng)一段路要走。

目前，異種移植存在比較嚴(yán)重的安全性、有效性問題，這些問題不僅涉及個(gè)人安危，且涉及更大人群甚至全球公共衛(wèi)生問題。

雷瑞鵬介紹，美國(guó)FDA是以“同情使用”批準(zhǔn)馬里蘭大學(xué)醫(yī)院的異種心臟移植，并非臨床試驗(yàn)。當(dāng)前階段異種移植主要集中于基礎(chǔ)研究和臨床前研究，尤其是動(dòng)物研究。必須在積累充分的安全性和有效性的科學(xué)證據(jù)前提下，方可循序漸進(jìn)開展臨床試驗(yàn)，進(jìn)行臨床應(yīng)用。

為此，不同國(guó)家和國(guó)際組織都對(duì)異種移植臨床試驗(yàn)施加許多限制條件，對(duì)如何監(jiān)管異種移植應(yīng)用于臨床試驗(yàn)和臨床應(yīng)用提出了不少建議，焦點(diǎn)均在于安全性和有效性。2008年，世界衛(wèi)生組織在我國(guó)長(zhǎng)沙專門討論異種移植的國(guó)際會(huì)議上起草并發(fā)表了《長(zhǎng)沙公報(bào)》，提出異種移植十項(xiàng)原則。(科技日?qǐng)?bào)記者 吳純新 羅朝淑 通訊員 王瀟瀟)