豬腎成功移植人體 「世界首例」離不開這位華人女科學家

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豬腎成功移植人體 「世界首例」離不開這位華人女科學家 科技 第1張

華人女科學家楊璐菡。

豬腎成功移植人體 「世界首例」離不開這位華人女科學家 科技 第2張

紐約大學蘭貢醫療中心的外科醫生蒙哥馬利進行了這次有著重大突破的手術。

最近幾天,一條轟動醫學界的新聞引起了很多的人關註:世界首例豬腎移植人體成功。

這項試驗在9月啟動。主持試驗的研究者表示,移植術後,豬腎沒有出現排異反應,「幾乎立即」開始正常工作。

但可能沒有大家想的那麼樂觀,這次研究和大家經常聽到的器官移植,還是有很大不同的:

試驗的受體是一位腦死亡患者,經家屬同意後,把豬腎臟和患者大腿的血管相連,在體外觀察了54小時。

移植的可不是普通的豬腎,而是來自一隻轉基因豬,通過敲除特定基因,以減少移植後的人體排斥反應。

總之,這項「世界首例」是一次極有意義的探索,但還遠沒有達到臨床應用的程度。

【突破】

在患者體外「成活」三天

腎臟來自一頭經過基因編輯的豬

據報導,紐約大學蘭貢醫療中心(NYU Langone Health)上月實施了手術。患者已經腦死亡,出現腎功能不全跡象,她生前希望捐獻器官,但出於某些原因無法實現,其家人因此同意讓她接受豬腎移植,以這種方式讓她為醫學研究做出貢獻。在征得患者家屬同意後,醫生把一個豬腎連接到患者的一對大血管上,豬腎留在患者體外,用於觀察手術效果。

主刀醫生羅伯特·蒙哥馬利說,豬細胞中一種名為alpha-gal的糖分子會引起人體排異反應,而這次手術的「腎源」是一頭經基因改造、去除這種糖分子的豬,因此患者沒有出現排異反應。

豬一直是解決器官短缺問題的最新研究重點,但也存在一些障礙:來自豬細胞的糖對人體來說是外來的,會立即引起器官排斥,而這頭豬由Revivicor公司進行基因編輯,並獲得了FDA的批準作為人體療法的來源。

雖然這次手術並沒有將豬的腎臟,放置到人類腎臟的位置,但蒙哥馬利表示,與患者血管相連後,豬腎正常發揮過濾廢物、產生尿液的作用,排尿水平與移植人類腎臟相當。患者手術前肌酐水平異常,在移植後恢復正常,而肌酐水平是衡量腎功能是否健全的指標之一。

移植手術後3天,患者生命支持設備按預定日期去除。

我國尿毒症患者超百萬

有可能為重症患者提供腎源

蒙哥馬利醫生表示,這次手術及先前研究讓腎衰竭晚期患者有望實驗性接受豬腎移植,最早在一兩年內實現。這可能成為重症患者急缺腎源的短期解決方案,甚至可能成為長期方案。

蒙哥馬利醫生本人3年前接受了心臟移植。他說:「我曾經是那些人中的一員,他們躺在重症監護室裡等待捐獻的器官,不知道能否及時得到。」

把動物器官移植給人類的研究已經開展相當長時間。據美聯社報導,20世紀80年代,美國曾有一名病危嬰兒接受狒狒心臟移植手術,在手術後21天去世。

據報導,中國研究人員也正在探索動物器官移植的可能性。

上海市器官移植重點實驗室主任、上海醫學會器官移植分會主任委員朱同玉表示:「在最新的試驗中,在動物器官移植到人體後,成功克服了從動物到人體的器官異種移植必然會發生的超急性(48小時內)排異反應,這就意味著至少可以作為短期過渡來使用,下一步就是要研究加速性排異反應(48小時-5天),急性排異反應(一周以上)和慢性排異反應的影響。」

朱同玉認為,對腦死亡患者去做這樣的器官移植試驗在倫理方面的爭議較小,但是未來是否能夠將試驗擴大到正常患者群體,仍然需要獲得更多關於試驗的科學數據。他援引數據稱,中國目前尿毒症患者超過一百萬人。最新數據顯示,中國登記血透患者就有70萬人,對於腎臟供體需求巨大。

【揭秘】

這位華人女科學家

首創基因改造豬的關鍵技術

科學家們認為,除了手術的成功外,更值得期待的是那頭經過基因改造後的豬,從目前短暫的實驗來看,它似乎解決了困擾醫學界多年的異體排斥。這意味著特種定制移植基因豬的成功。

這項實驗用豬腎的豬是由Revivicor公司進行基因工程改造的,Revivicor是全美少數幾家致力於開發豬器官,以移植到人類身上的生物技術公司之一。目前,這家公司擁有100多頭基因改造後的豬,用於移植試驗與其他藥物研究。

將動物器官移植到人類身上代替病變的人體器官,這種治療方式叫作異種移植。但這個設想實現起來依舊很龐雜,排異反應是一方面,另一方面則是豬病毒傳染的危險。

2019年,美國哈佛大學和生物技術公司eGenesis的研究人員找到了辦法。他們利用一種新的基因編輯技術,稱之為Crispr,俗名「基因剪刀」,去掉了豬基因組中可能有害的病毒基因,從而掃清了豬器官用於人體移植的重大難關。

今年31歲的楊璐菡,是eGenesis公司的聯合創始人與首席科學家。她2008年本科畢業於北京大學,其後在哈佛大學攻讀博士後。楊璐菡說:「這項技術掃除了10多年前發現豬內源性逆轉錄病毒後這一領域最大的安全障礙,重新燃起了大家對異種器官移植的信心。」

鑒於這項成果的意義重大,美國《科學》雜誌一次性審稿,並提前在線刊登論文。早在2018年,《福布斯雜誌》已將她評為全球30歲以下的30位醫療科學領域領軍人物之一。

【相幹】

豬是解決器官移植困境的「英雄」

但倫理問題有待更多探索

器官移植技術本身已經非常成熟,難就難在「等待」上。

美國非營利機構「器官共享聯合網路組織」數據顯示,美國現有近10.7萬人等待器官移植,其中9萬多人等待腎源,平均3到5年才能等到腎源,候補名單上每天有12人實在等不到了而離世。

於是,人們將目光投向了動物。除開很早前那些瘋狂的嘗試,真正科學意義上探討動物器官進入人體起始於20世紀60年代。

在經過一些散亂的研究之後,科學家開始關註動物器官的來源,從早期的羊、牛、猴子、猩猩、狒狒八門五花,到大家不約而同看上了豬。

1965年,豬的心臟瓣膜首先進入人體,挽救了心臟瓣膜病患者。時至今日,豬心臟瓣膜依然是重要的瓣膜來源。

1989年,最早的豬胰島細胞移植進入人體開始了對糖尿病的治療嘗試。在此之前,胰島素制備也是來自豬的胰島細胞。

去掉活細胞的豬骨、豬角膜也在21世紀逐漸開始移植,能部分替代原有人體器官功能。

「豬腎臟是最好的動物腎移植來源,這是學界共識。」朱同玉介紹,科學家做過很多動物器官移植方面的探索,靈長類動物因為與人類基因相似度最高,曾是熱門研究方向。但是靈長類動物作為供體的阻礙很多。比如狒狒數量太少,難以滿足器官移植需求;而猴子的體重太輕,其器官不足以供人類使用。豬與人類基因相似度較高,腎臟大小也與人類相似,因此逐漸「脫穎而出」。

此外,靈長類動物是人類近親,存在倫理問題,而豬是人類普遍的食物,作為器官供體就沒有倫理問題。

然而,將人類作為移植受體進行科學試驗研究,卻又有倫理學困難。對腦死亡患者實施動物器官移植在倫理方面爭議尚且較小,但未來是否能夠將實驗擴大到正常患者群體,以及能不能將實驗時間延長至數月甚至數年?朱同玉認為:「以我們現在這麼嚴格的倫理規范,困難很大,可能需要進行倫理學上的探索。」

我們以前常說一句話:豬的全身都是寶!

或許有一天,我們再看豬的寶貴,就變成了:豬瓣膜、豬皮膚、豬骨、豬胰島、豬角膜、豬腎、豬心、豬肺……

美食之外,豬也在努力滿足人類的科研需要、器官需求,為人類的未來而奉獻自己:「豬的全身確實都是寶——不論它是在你的肚子裡,還是肚子裡。」

綜合新華社、醫學界、丁香醫生、上觀新聞、《每日經濟新聞》《環球時報》《腫瘤情報局》報導

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